SU842593A1 - Трансформаторный мост переменногоТОКА - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении из-мерителей комплексного сопротивлени .

Известны трансформаторные измерительные мосты переменного-тока, содержащие , источник питани , трансформатор напр жени , суммирующие трансформаторы , транзисторные ключи,, при помощи которых суммирующие трансформаторы подключаютс  к обмоткам трансформатора напр жени  образцовую меру , объект измерени , детектор равновеси  TI

Такие мосты по сравнению с теми, у которых дл  коммутации декадных обмоток используютс  электромагнитные реле, имеют повышенное быстродействие , однако из-за сложности, св занной с применением суммирующих трансформаторов и оборудовани , необходимого дл  устранени  погрешностей , вносимых ключами, широкого распространени  они не наход т.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому  вл етс  трансформаторный мост переменного тока , содержащий источник питани  (генератор ), к которому подключен трансформатор напр жени  с регулируемой

и нерегулируемой вторичными обмотками , транзисторные, ключи, одни электроды которых, .например эмиттеры, подключены к отводам регулируемой обмотки , а другие - коллекторы, соединены вместе и/образуют выход регулируемой обмотки, источник посто нного напр жени , св занный с общим проводом , управл емые генераторы тока,

0 выполненные в виде транзисторов, эмиттеры которых подключены к токозадающим резисторам, базы - к источникам коммутирующих сигналов, а коллекторы - к базам соответствующих

5 транзисторных ключей, образцовую меру , объект измерени  и детектор равновеси  Г23.

Недостатками этого моста  вд ютс  низкое быстродействие, обусловлен0 ное, во-первых, длительным запиранием транзисторных ключей из-за большого значени  посто нной времени цепи разр да их база-эйиттерных переходов , во-вторых , снижение быстро5 действи  происходит из-за протекани  через регулируемую обмотку трансформатора напр жени  токов управлени  транзисторными ключами; большое количество оборудовани , что обуслов0 .лёно необходимостью использовани 

управл емых генераторов тока снижение точности измерени  из-за вли ни  нулевых, неуправл емых токов транзисторов, используемых в качестве управл емых генераторов тока и транзисторов, наход щихс  в источниках коммутационных сигналов.

.Цель изобретени  - повышение быстродействи , и упрощение при сохранении высокой точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем что трансформаторный мост переменного тока, содержащий источник питани  к которому подключен трансформатор напр жени  с регулируемой и нерегулируемой вторичными обмотками, транзисторные ключи, эмиттеры которых подключены к отводам регулируемой обмотки, а коллекторы соединены вместе и образуют выход регулируемой обмотки, соединенный с одним выводом образцовой меры, источник посто нного , напр жени , соединенный с общим проводом, источники коммутирующих сигналов, один вывод объекта измерени  соединен с выводом нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напр жени , детектор равновеси , соединенный со вторыми выводами объе та измерени  и образцовой меры, снабжен двум  транзисторами, токозадающимй резисторами, резистивным делителем напр жени  и дополнительными резисторами, причем коллектор первого и база второго транзисторов подключены к выходу регулируемой вторичной обмотки тран форматора напр жени , база первого транзистора к средней точке резистивного делител  напр жени , крайние выводы которого соединены с источником посто нного напр жени , эмиттер первого транзистора через первый токозадающий резистор подключен к эмиттеру второго транзистора, а через второй к одному выводу источника посто нного напр жени , к другому выводу KOTQрого подключен коллектор второго транзистора, при этом к одному из выводов каждого собтветствующего источника коммутирующего сигнала, соединенного с соответствующим резистором в базовой цепи транзисторных ключей, подключен дополнительный резистор , другой вывод которого соединен с источником посто нного напр жени .

На чертеже представлен предлагаемый трансформаторный мост перемен ,ного тока.

Предлагаемый трансформаторный мост переменного тока содержит источник 1 питани  (генератор), трансформатор 2 напр жени  с регулируемой вторичной обмоткой 2 и нерегулируемой вторичной обмоткой 4, транзисторные ключи 5.1 - 5.10 с резисторами 6.1 - 6.10 в базовой цепи, источники 7.1 - 7.10 коммутирующих сигналов дополнительные резисторы 8.1 8 .10, ИСТОЧНИК 9 посто нного напр .жени , образцовую меру 10, объект 11 измерени , детектор 12 равновеси  а. также транзисторы 13 и 14, резистивный делитель 15 напр жени  и токозадакнцие резисторы 16 и 17.

Трансформаторный мост работает следующим образом.

Мост уравновешиваетс  регулировкой числа витков регулируемой обмотки 3. Изменение числа ее витков осуществл етс  путем поочередной коммутации транзисторных ключей 5.1 - 5.1 Дл  этого на соответствующий ключ от соответствующего источника 7 коммутирующего сигнала через соответствующий базовый резистор 6 подаетс  управл ющий сигнал, который, проход  через переход база-эмиттер ключа, насыщает и тем самым подключает образцовую меру 10 к отводу регулирумой обмотки.

При этом ток, протекающий по образцовой мере, сравниваетс  с током, возникающим в цепи объекта 11 измерени  под действием на него напр жени  обмотки 4, а результат сравнени  воспринимаетс  детектором 12 равновеси .

Транзисторы, токозадающие резисторы и резистивный делитель напр жени  вырабатывают ток, состо щий из посто нной и переменной составл ющих который с выхода 18 поступает на выход регулируемой обмотки 3.

Посто нна  составл юща  этого тока , сформированна  при помощи источника 9 посто нного напр жени , транзистора . 13, включенного по схеме с общей базой, резистивного делител  15 напр жени  и токозадающего резистора Гб, проход  через транзисторный ключ, который в данный момент времени находитс  в насыщении, обтекает соответствующую часть регулируемой обмотки 3 в направлении, обратном направлению протекани  тока управлени  транзисторными ключами. Благодар  этому при выборе параметров с учетом зависимости

ЕПд

с Й4

Е„ - напр жение источника 9 пита ни , действующее на зажимах резистивного делител  15; ЕП,,- напр жение посто нного то . ка, действующее на выходе источника 7 коммутирующего сигнала

а верхнее и-нижнее плечо резистивного делител  15 напр жени  соответственно, напр жение участка эмиттербаза транзистора 13; Rj - сопротивление токозадающего резистора в;

Кд - сопротивление базового

резистора 6,

оС - коэффициент передачи по току транзистора 13,

вли ние тока управлени  транзисторными ключами на быстродействие моста будет устранено.

Переменна .составл юща  выходног тока фбрмируетс  при помощи транзисторов 13 и 14 и токозадающего резис тора 17. Происходит это следующим образом.

Выходное напр жение регулируемой обмотки 3, через вход 19 поступает, на базу транзистора 14, включенного по схеме эмиттерного повторител . Выходное напр жение эмиттерной цепи транзистора 14 воздействует на токозадающий резистор 17, создава  ток, который втекает в эмиттерную цепь .транзистора 13 и далее поступает на выход 18. Протека  через насыщенный, транзисторный ключ переменна  составл юща  выходного тока создает на эмит-терном переходе ключа падение напр жени , противоположное по знаку тому , которое создаетс  на этом же переходе при протекании переменного тока в цепь управлени  ключом. При соблюдении равенства

R5 oL. К- R4(2

где Rpp - сопротивление токозадгиощего резистора 17;

К - коэффициент передачи повторител  напр жени , выполненного на транзисторе 14, эти падени  напр жени будут раБны. Благодар  этому погрешность измерени , возникающа  из-за шунтирующего действи  цепей управлени  транзисторными ключами на регулируемую обмотку , будет устранена.

При сн тии управл ющих сигналов , т.е. при переводе источников 7.1 7 .10 коммутирующих сигналов в состо ние логического нул , транзисторные ключи запираютс  потенциалом, : снимаемым с зажима источйика 9 посто нного напр жени  посредством дополнительных резисторов 8.1-8.10. Образовавша с  при этом цепь разрЯда емкости участка эмиттер-база транзисторных ключей (корпус-обмотка 3 - переход эмиттер-база ключа резисторы 6-8 - источник 9 питани  корпус .) может иметь посто нную вре- мени не менее, чем на пор док меньШУЮ посто нной времени цепи разр да аналогичного участка известного моста. Поэтому быстродействие предлагаемой мостовой цепи будет во много раз больше, чем у известного моета .

В тех случа .х, когда источники 7.1-7.10 коммутирующего сигнала наход тс  в состо нии логического нул , нулевые токи их выходных транзисторов компенсируютс  токами противоположного направлени , втекающими в источники 7.1 - 7.10 по цепи: дополнительные резисторы 8.1 8.10 - источник питани  9. Это повышает точность измерени , так как преп тствует произвольному открыванию транзисторных ключей.

Таким образом, предлагаема  мост това  цепь в сравнении с известными измерительными цеп ми, аналогичными по структуре и .назначению, обладает большим быстродействием, прототой (за счет отсутстви  генераторов тока) и достаточно высокой точностью измерени .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Трансформаторный мост переменног тока, содержащий источник питани , к которому подключен трансформатор напр жени  с регулируемой и нерегулируемой вторичньоми обмотками, транзисторные ключи, эмиттеры которых подключены к отводам регулируемой омотки а коллекторы соединены вместе и образуют выход регулируемой обмотки, соединенный с одним выводом образцовой меры, источник посто нного напр жени , соединенный с общим проводом, источники коммутирующих сигналов , один вывод объекта измерени  соединен с выводом нергулируемой вторичной обмотки трансформатора напр жени , детектор равновеси , соединенный со вторыми выводами объекта измерени  и образцовой меры, отличающийс  тем, что, с целью, повышени  быстродействи  и упрощени  при сохранении высокой точности измерени , он снабжен двум  транзисторами, токозадающими резисторами, резистивным делителем напр жени  и дополнительными резисторами,-причем коллектор первого и база второго транзисторов подключены к выходу регулируемой вторичной обмотки. трансформатора напр жени , база первого транзистора - к средней точке резистивного делител  напр жени , крайние выводы которого соединены с источником посто нного напр жени , эмиттер первого транзистора через первый токозадающий резистор подключен к эмиттеру второго транзистора, а через второй - к одному выводу источника посто нного напр жени , к другому выводу которого подключен коллектор второго транзистора,при этом к одному из выводов каждого соответствующего источника коммутирукедего сигнала, соединенного с соответствующим резистором в базовой цепи транзисторных Ключей, подк.пючен дополнительный резистор, другой вывод

   которого соединен с источником посто нного напр жени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР № 509836, кл. G 01 R 17/12, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР .по за вке № 2569693/18-21,

   кл. G 01 R 17/12, 1978.