SU620900A1

SU620900A1 - Complex impedance checking bridge

Info

Publication number: SU620900A1
Application number: SU711655593A
Authority: SU
Inventors: Владимир Давидович Гительсон
Original assignee: Специальное конструкторское бюро при Новосибирском заводе радиодеталей
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1971-05-12
Publication date: 1978-08-25

Description

Изобретение относитс к мостовым устройствам переменного тока, условием кваэираввовесиа которых вп етс квадра ТР .а(угрп 9О ) между фазами сравниваемых напрюсений. Мост может примен тьс ДНЯ контрол ипи измерений параметров, комплексных сопротивлений при поспедовательной схеме замещени .The invention relates to an AC bridge device, the condition of which is quadratic, which is quadra TP (a) 9 o between the phases of the compared values. The bridge can be used for DAYS to monitor the measurement of parameters, complex impedances for a deprecated replacement circuit.

Известны квазиуравновешениые мосты дп коитрол параметров электролитических конденсаторов с фазовыми указателен ми кваэнравновеси соц4ржа1ци ё резистор н контролируемый объект, соединенные последовательно и подключенные к вторичной обмотке трансформатора нагф жений, аэосдвигаххцую цепь и детекторы flj . В этих ycTpofcTBax фазосавигающа цепь параллельно цепочке из резистора и ксжтролируемого объекта и условием квааиравновеси вл етс равенство купю (или 18О) разности фаз сравниваемых напр жений.There are known quasi-equilibrium bridges in the coitrol parameters of electrolytic capacitors with phase indicators of the social equilibrium resistor and controlled object connected in series and connected to the secondary winding of the transformer, aero-shift circuit, and flj detectors. In these ycTpofcTBax, the phase-conjugating circuit parallel to the chain of the resistor and the controlled object and the qua-equilibrium condition is equality of purchase (or 18O) of the phase difference of the compared voltages.

Однако в этих мостах при определении гранш годных по емкости конденсаторов уги окружностей топографической диаграммы замен ютс отрезками щз мых пиний, что приводит к по влению систематичеокой погрешности, тем большей, чем болыше допуск.на тангенс угпа потерь и чек меньше отношение граничного и номиналыиого аначений емкости.However, in these bridges, when determining the capacity of capacitors across the capacitance, the angles of the circumference of the topographic diagram are replaced with segments of soft pines, which leads to systematic error, the greater the larger the tolerance. The loss tangent and check are less than the ratio of boundary and nominal capacitance .

Известен .также квазиуравновешенный мост, содержащий трансформатор напр жени , питаемую от его вторичной обмоткиA quasi-balanced bridge is also known, containing a voltage transformer powered by its secondary winding.

цепь из последовательно соединенных резистора и комплексного сопротивлени , фаэосдвигающую цепь и подключенный к ее выходу делитель напр жени , служащий дл создани ; искусствен ной потенциалыa chain of series-connected resistors and an impedance, a photoelectric circuit and a voltage divider connected to its output to create; artificial potentials

ной точки, и детектор 2.point and detector 2.

Однако в этом мосту применен модульный ( амппитудиый) детектор, что вызвано .необходимость заземлени искусственней потенциальной точкн, которое осложн ет защиту моста от помех, и лримене ни дополни те льиой обмотки трансформагора . Кроме того, данный мост не повво- , л ет |фоводить измерение (контроль) тав .генса угла потерь. Цепь изобретени - обеспечение разбраковки комплексных сопрогивпений по двумпараметрам и повышени ее точности . Досгигаегс заданна цепь тем, что в мосге дл контрол комплексных сопротивлений , содержащем трансформатор напр жений , резистор и контролируемый объект, соединенные, последовательно и подключенные к одному из выводов вто рнчной обмотки трансформатора и к ее среднему выводу, фаэосдвигаклцую цепь, соединенную с крайними выводами обмотки , делитель напр жени , включенный меж ду средним выводом последней и общим выводом элементов фасосдвигающей цепи, и детекторы, общий вывод резистора и контролируемого объекта заземлен, а де- выполнены фазовыми, приче1С1 одни входы всех детекторов подключены к реэистсфу, второй вход одного из низ к контролируемому объекту, а вторые вхо ды двух других - к различным промажуточным выводам депигел напражени , На фиг. 1 изображена принципиальна электрическа схема предлагаемого моета; на фиг. 2 - его фотографическа диаграмма; на (. 3 - схема моста дл случа , когда на кон фолируемый конденсатор подаетс напр жение тол ризации.; Контролируемый конденсатор ,1 при последовательной схеме замещени (емкость 2 и ,сопрог в ен8е потерь 3 последовательно соединен-, с резистором 4. Между выводамй 5 в 6 тр юфс ь атсфа нш1р жв- ни вк-иочена фавосдвигающа Т о С , цепь 7, нагруженна делителем 8 - Ю. Соотношение Сопротивпений этой цепи делител аково, чго обеспечиваетс сдвв фаз 9О° между напр жеии ш 1J j « ас Устройство 11 сравнени фаз спужнт дл определени момента квазиравновеси по тангенсу угпа потерь и кроме квадратурного аегекгора цоижно жать фазовращат ель; повс ачивак ций зу напр жени U в сторону отставанн на угол, соогвегствукетий допуску по тангенсу утла потерь. Устройство .12 спужит дп контрол нижнегчэ допуска по емкости путем установлени квадратуры меж ду напр жени ми 1J . Дл рол верхнего допуска по емкости используетс устройство сравнени фаз 13, уотанавливающее квадратуру между напр жени миu ,g иХГле . Все устройства qjaBнени фаз должны обладать высоким вход- нымсопротивлением, чтобь не нагружать мост. При необходимости контролировать большее количество допусков, цо емкостр следует увеличить количест устройств сравнени фаз. Возможен также последовательный во времени контроль всех допусков одним устройством сравнени фаз. На фиг. 2 изображена топографическа диаграмма моста, на которой показаны векторы напр жений моста, а также предельные ОКРУЖНОСТИ, ограничивающие область годных конденсаторов. Из диаграммы видно, что квадратура между векторами в и be достигаетс только тогда, когда точка е находитс на предельной окружности .и между векторами бе и be - только тогда, когда точка je смешаетс на предельную окружность (д . Значит, если подать напр жение на входы одного устройства сравненв ;фаз ,,а напр жени еиИ.- на,1выхс ды другого, то по знакам%аар же..ий на I выходе этих устройств можно производить конгроль емкости конденсагорев, В случае емкости испопьэуг только оаво устройсгво сраш{ениа фаэ, на входы которого подаетс напр жё«HelfijgH , напрнмер,(г | „ . При эгом точка { п емещаетс вдоль векгора bttil до наступле1ш кваэиравноввси , когда сигнал на выходе устройства сравнени фаз станет равным нулю. Пе$)емещвнке точки i осуществл ют потенциометром, включенным вмесго делител напр жени . При контроле тангенса угла потерь вектср ае поворачивают фазовращателем на угол, соответствукнций допуску на танI HC угла , в полученное напр жение лодаюг .на один вход квадратурного д гектора , а напр жеаве, соответствуюшее век тору вё,- на второй его вход. По знаку выходного нагф ксени детектора {фоизвом а т контроль тангенса угла потерь. . измерении тангенса угла потерь вектор ае поворачивают фазовращагелем до доо тижени квадратуры между ним и вектором з§ при эгом величина гангенса угпа потерь отсчагываегс по шкале фазо ащагел Топографическа : диаграмма изображена дл частотного случа , когда сопротн ление делител настолько, велико, что он не нагружает фааосдвигаюшую цепь, Дл контрол нли измерени парамегров катушек индуктивности следует вмео то конденсатора 1 включить катушку ин дуктивности, а элементы фазосдвигак пей о о авпи 7 помен гь местами. (,0 Необходимость подачи пол ризующего напрхокени на конденсаторы в процессе измерений или контрол существенно усложн ет схему. Один из возможных вариантов такой схемы показан на фиг. 3. Здесь дп попучени гонки с топографической диаграммы испопьзован усипитепь 14 с Koaipфиииентом передачи, равным двум. Усипитепь 15 с коэффициентом- передачи, равным единице, испопьзован дп по 1учени ы 1сокого входного сопрогивпени . Вычитакйдне устройства 16-18 црнменены -дл попучени напр женийи,д,11{д Поп ризующее напр жение подано через баппастный резистор 17-. Конденсатор 19 бпокнрует переменную составл ющую напр жени питани моста. Формула иаобрегвни Мост дл контрол комплексных сопрогавпенйй , содержащий трансформатор напр жений резистор и, контролируемый объект, соединенные последовательно и прд клхученные к одному из выводов вго;р чной обмотки трансформатора в к ее среднему вьшоду фазосдю1гаю1пую пепь, соединенную с крайними вывоцаг-ш обмогки , делитель напр жени , включеннь1Й между средним выводом последней и выводом элементов фазосдвнгающей цепи и детекторы, отличающийс TeMf что, с целью обеспечени разбраковки комплексных сопротивленийпо-,двум параметрам н повышени ее точности, в нем о&ций вывод резистора и контролируемого объекта заземлен, а детекторы выполнены фазовыми, щ}ичем одни входы всех дектекторов подключены к резисго-. ру, второй вход одного из них - к конт ролируемому объекту, а вторые входы двух дфугих - к различным промйкутсчным выводам делител напр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспергиве: 1.Труды 11 конференции Автоматический контроль и методы электрических измерений, изд. СО АН СССР, Новосибирск , 1962. с. 229-235, 2.Авторское свидетельство 351164 кп. Q 01 R 17/02. 69.However, a modular (ampicidal) detector is used in this bridge, which is caused by the need to ground an artificial potential point, which complicates the protection of the bridge from interference, and the addition or additional winding of the transformer. In addition, this bridge is not twisted, it becomes possible to measure (control) the angle of loss angle. The circuit of the invention is the provision of the grading of complex coordination by two parameters and an increase in its accuracy. Dosgigaegs is a given circuit in that for the control of complex resistances containing a voltage transformer, a resistor and a controlled object connected in series and connected to one of the terminals of the secondary winding of the transformer and to its middle terminal are connected to the outer terminals of the winding. , the voltage divider connected between the average output of the latter and the common output of the elements of the faceplate circuit, and the detectors, the common output of the resistor and the object being monitored is grounded, and the output is AZOV, priche1S1 one inputs of all detectors reeistsfu connected to the second input of one of the bottom to the controlled object, and the second two rows WMOs others - to different conclusions promazhutochnym depigel naprazheni, FIG. 1 shows the electrical circuit of the proposed layout; in fig. 2 - his photographic diagram; on (. 3 is the bridge circuit for the case when a grounding voltage is applied to the capacitor to be condensed; Monitored capacitor, 1 with a series replacement circuit (capacitance 2 and, in connection with losses, 3 connected in series with a resistor 4. Between 5 to 6 tr atsfa nsh1r zhiv-vk-uochena favo-shifting T o C, chain 7, loaded with a divider 8 - Y. Resistance ratio of this divider circuit, which is provided with a phase 9O between voltage w 1J j ac Device 11 phase comparisons to determine the moment of quasi-equilibrium according to the loss tangent of ugg and, in addition to the quadrature aegekgor, it is necessary to reap the phase rotated spruce; the voltage of the voltage u in the direction is rejected at an angle equal to the tolerance of the loss tangent. The device .12 will reduce the dp of control of the lower tolerance of the capacitance by establishing the square between the losses 1J. For the top capacity tolerance, a phase comparison device 13 is used, which heats the quadrature between the voltage mi, g and HGle. All devices qjaBnazh phases should have a high input resistance, so as not to load the bridge. If it is necessary to control a larger number of tolerances, the number of phase comparison devices should be increased. It is also possible to monitor all tolerances with a single phase comparison device in time. FIG. Figure 2 shows the topographic diagram of the bridge, which shows the voltage vectors of the bridge, as well as the limiting CIRCUITS that limit the range of usable capacitors. It can be seen from the diagram that the quadrature between the vectors b and be is reached only when the point e is on the limiting circle and between the vectors ba and be only when the point je is mixed on the limiting circle (D. So, if we apply voltage the inputs of one device are compared; the phases, and the voltage ei.- on the first output of the other, then by the signs% aar the same .. at the I output of these devices it is possible to conglate the capacitance of the condensagorev, In the case of the capacity of the power supply, only the device fae, to the inputs of which is fed by the "Helfij" gH, php, (g | При. With ego, the point {ем is located along the bttil turntable before the arrival of the quay and when the signal at the output of the phase comparator equals zero.) At point i, the potentiometer is turned on when the voltage divider is switched. The control of the loss tangent angle Vektsr ae is turned by a phase shifter through an angle corresponding to the tolerance to TanI HC angle, to the resulting voltage of the source ... to one input of the quadrature detector, and the voltage corresponding to the vector torus to its second input. According to the sign of the output nff of the Xenia detector (by means of a control of the loss tangent). . measuring the loss angle tangent, vector ae is turned by a phase shifter to increment the quadrature between it and the vector § when it is, the gangent of losses is measured on a phase scale scale Topographic: the diagram is shown for the frequency case, when the separation of the divider is so great that it doesn’t load the faders, so it is not loading the faders, so it is not loading the faders, so it is not loading the faders, so it is not faulting. circuit, To control the measurement of the parameters of the inductor coils, one should turn on the inductor instead of capacitor 1, and switch off the elements of phase shifters to switch 7 in some places. (, 0 The need to supply polarizing capacitors to the process of measurement or control significantly complicates the circuit. One of the possible variants of such a circuit is shown in Fig. 3. Here, dp the race from the topographic diagram, usable 14 with a transfer ratio equal to two. Achievement 15 with a transfer ratio equal to one, is used by dp according to the first input sogrovaniya.Viditdne device 16-18 is modified to receive the voltage, d, 11 {d The applied voltage is fed through the pump p Insulator 17-. Capacitor 19 encloses the variable component of the bridge supply voltage Formula and Bridge A control for controlling the complex coefficients containing a voltage transformer, a resistor and a controlled object connected in series and sent to one of the terminals; its average phase-shifting peak, connected to the outermost pin-wagging, voltage divider, is connected between the middle output of the latter and the output of the phase-matching circuit elements and detectors, which distinguishes with TeMf that, in order to ensure the separation of the complex resistances to two parameters and increase its accuracy, the output of the resistor and the object being monitored is grounded in it, and the detectors are phase, and all the inputs of all the detectors are connected to the resistive. The second input of one of them is connected to the object to be controlled, and the second inputs of the two devices are connected to various industrial outputs of the voltage divider. Sources of information taken into account at the expert: 1. Works of the 11th Conference Automatic control and methods of electrical measurements, ed. Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, Novosibirsk, 1962. p. 229-235, 2. Author's certificate 351164 kp. Q 01 R 17/02. 69

L, (L, (