SU761916A1

SU761916A1 - Трансформаторный экстремальный мост переменного тока 1

Info

Publication number: SU761916A1
Application number: SU782687636A
Authority: SU
Inventors: Mikhail N Surdu; Oleg A Ornatskij; Vladimir G Melnik; Zhorzh P Zhuravlev; Robert D Tuchin; Yurij A Smolyar
Original assignee: Inst Elektrodinamiki Akademii
Priority date: 1978-11-24
Filing date: 1978-11-24
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. _а Известны трансформаторные мосты переменного' тока, предназначенные для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащие генератор, трансформатор напряжения, образцовые меры, индикатор [1] .

При измерении малых импедансов с помощью этих трансформаторных мо- ’θ стов значительную погрешность в результат измерений вносит наличие паразитных сопротивлений проводов и коммутирующих элементов цепи

Объекта измерения. 15

Из известных устройств, в которых используется компенсация влияния паразитных сопротивлений, наиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровой 20

экстремальный' мост переменного тока, содержащий генератор, соединенный с трансформатором напряжения с двумя плечевыми и одной модуляторной вторичными обмотками, индикатор равновесия, последовательно соединенные ’модулятор и модуляционную образцовую меру, включенные между модуляторной вторичной'обмоткой и, индикатором равновесия, образцовую 30

2

меру, включенную между выходом одной из плечевых вторичных обмоток и индикатором равновесия, потенциальный и токовый зажимы для подключения объекта измерения соответственно к выходу другой плечевой обмотки трансформатора напряжения и к индикатору равновесия, а также управляемый генератор тока, вход которого подключен к точке соединения плечевой обмотки трансформатора напряжения с образцовой мерой, а выход - к потенциальному зажиму для подключения объекта измерения [2] .

Недостатком известного моста является то, что наличие внутреннего сопротивления Ζ_Μ плечевой вторичной обмотки и схемы компенсации его влияния при измерении малых импедансов приводит к искажению сетки линии уравновешивания, т.е; к появлению значительной погрешности уравновешивания прибора, а при наличии второго контура регулирования (который, как правило, всегда присутствует, так как обычно измеряется два параметра комплексного сопротивления) к значительной взаимо761916

связи контуров и резкому снижению быстродействия прибора.

Цель изобретения - повышение быстродействия моста.

Для достижения этой цели трансформаторный экстремальный мост переменного тока, содержащий генератор, соединенный с трансформатором напряжения с двумя плечевыми и одной модуляторной вторичными обмотками, индикатор равновесия, последовательно соединенные модулятор и модуляционную образцовую меру, включенные между модуляторной вторичной обмоткой и индикатором равновесия, образцовую меру,'включенную между выходом одной из плечевых вторичных обмоток и индикатором равновесия, потенциальный и токовый зажимы для подключения объекта измерения соответственно к выходу другой плечевой вторичной обмотки трансформатора напряжения и к индикатору равновесия, а также управляемый генератор тока, вход которого соединен с выходом первой плечевой вторичной обмотки трансформатора напряжения и выводом образцовой меры, а выход - к потенциальному зажиму для подключения объекта измерения, снабжен дополнительным управляемым генератором тока, вход которого подключен к выходу модулятора и выводу модуляционной образцовой меры, а выход - к потенциалы• ному зажиму для подключения объекта измерения.

На чертеже приведена схема предлагаемого трансформаторного экстремального моста переменного тока.

Устройство содержит генератор 1, подключенный к первичной обмотке 2 трансформатора 3 напряжения, имеющего две плечевые вторичные обмотки 4 и 5, а также модуляторную обмотку 6. Обмотки 4 и 5, включенныепоследовательно с ними объект измерения, подключенный к потенциальному 7 и токовому 8 зажимам и образцовая мера 9, сопротивления которых равны соответственно Ζ_χ и Ζθ , образуют мостовую цепь.г В указательную диагональ этого моста включен индикатор 10 равновесия. Модуляторная обмотка

'6 соединена с модулятором 11, выход которого через модуляционную образцовую меру 12, сопротивление которой равно Ζ_Μ, подключен ко входу индикатора 10 равновесия. Параллельно обмотке 4 трансформатора напряжения .включены управляемый генератор 13 тока, вход которого соединен с выходом обмотки 5 и управляемый генератор 14 тока, вход которого соединен с выходом модулятора 11.

Устройство работает следующим образом. ·

Напряжения противофазно включенных плечевых обмоток 4 и 5 трансформатора напряжения вызывают в ветви объекта измерения и в ветви образцовой меры соответственно ток и 1_х и Ι_ο , которые вычитаются в цепи индикатора равновесия . В зависимости от того, какой параметр комплексного сопротивления Ζ_χ измеряется, одна из плечевых "обмоток трансформатора напряжения'.(4 или 5) выполняется регулируемой. Изменением числа витков этой обмотки, например 5, достигается уравновешивание мостовой цепи. Направление регулирования числа витков определяется по знаку модуляционного приращения огибающей тока неравновесия при известной фазе напряжения модуляционного приращения на выходе модулятора 11.

С помощью управляемого генератора 13 тока формируется ток компенсации, который разветвляется в ветви объекта изменения на две части. и .

Ток 1_К1 протекает встречно току ί_χчерез обмотку 4, обесточивая ее.

При этом падение напряжения на паразитных сопротивлениях этой обмотки отсутствует, следовательно, отсутствует их влияние на точность измерения. Ток 1_К1 протекает через объект измерения и индикатор равновесия, где он вычитается из тока образцовой ветви 1₀.

Приращение тока индикатора равновесия при регулировании напряжения на выходе обмотки 5 в этом случае определяется выражением

где - - приращение тока неравновесия в случае, когда Ζ_η« Ζ_χ или в случае отсутствия компенсации влияния Ζ_η;

д I „ - приращение тока неравновесия при наличии. компенсации и соизмеряемых значениях Ζ„

. и 2_Х ;

д ν₅ - приращение напряжения

•на обмотке 5 при уравновешивании моста;

д1₀,а1_кг - приращения соответствующих токов;

1

<С помощью управляемого генератора 14 тока, имеющего коэффициент преобразования С_Пр = ~ > формируется

вспомогательный модуляционный ток

, вводимый в точку подключения обмотки 4 к потенциальному зажиму объекта измерения. В ветви объекта измерения этот ток разветвляется на две части: ί_ΜΜ , текущий через обмотку 4, и , текущий через объект

761916

измерении и индикатор равновесия, где он вычитается из тока модуляционной ветви 1»,

Модуляционный ток в цепи индикатора сигнала неравновесия определяется выражением

ι.·

Ι-ΙΊ ν м мкг

^νϊΧζ«¹⁺^χ^^Μ'^Κ,ί2)

где ν„ - выходное напряжение модулятора 11;

Ζ_η - паразитные сопротивления обмотки 4 трансформатора напряжения;

Из сравнения выражений (1) и (2) видно, что в предложенном устройстве происходит поворот сетки линий уравновешивания и равный ему одновременный поворот векторов токов модуляционных приращений на один и тот же угол относительно вектора выходного напряжения генератора 1. Значение этого угла равно фазовому углу коэффициента К. Отношение модуляционного тока и приращения тока неравновесия моста прй его уравновешивании в этом случае остается постоянным по модулю и фазе. Это эквивалентно устранению связи между контурами уравновешивания, возникающей из-за поворота сетки линий уравновешивания (изменения коэффициента К по модулю и фазе) .

Таким образом, в предлагаемом устройстве устраняется снижение быстродействия моста, обусловленное поворотом линий уравновешивания.

При Ζ_η * Ζχ выигрыш в быстродействии по сравнению с прототипом может достигать 3-5 раз.В тех случаях, когда Ζ„ > Ζ_χ. и фазовые углы Их

резко отличаются, эффект будет еще более значительным.

Claims

Формула изобретения

Трансформаторный экстремальный мост переменного тока, содержащий

³ генератор, соединенный с трансформатором напряжения с двумя плечевыми и одной модуляторной вторичными обмотками, индикатор равновесия, последовательно соединенные модулятор

'0 и модуляционную образцовую меру,, включенные между модуляторной вторичной обмоткой и индикатором равновесия, образцовую меру, включенную между выходом одной из плечевых вто15 ричных .обмоток и индикатором равновесия, потенциальный и токовый зажимы для подключения объекта измерения соответственно к выходу другой плечевой вторичной обмотки трансформа20 тора напряжения и к индикатору равновесия, а также управляемый генератор тока, вход которого соединен с выходом первой плечевой вторичной обмотки трансформатора напряжения
2^ и выводом образцовой меры, а выход к потенциальному зажиму для подключения объекта измерения, о тли чающий с я тем,что, с целью повышения быстродействия, он снаб_ жен дополнительным управляемым ге30 нератором тока, вход которого подключен к выходу модулятора и выводу модуляционной образцовой меры, а выход - к потенциальному зажиму для подключения объекта измерения.

35