SU934393A1 - Компенсационно-мостова измерительна цепь - Google Patents

Description

(5Л) КОМПЕНСАЦИОННО-МОСТОВАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ

Изобретение относитс  к электроиз мерительной технике и может быть использовано дл  из/лерени  составл ющих комплексного сопротивлени  двухполюсника .

Известна мостова  измерительна  цепь, содержаща  ветвь, составленную из последовательно соединенных измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника и образцового сопротивлени  двухполюсника, одроноднргО одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника , вторую ветвь, составленную из трех последовательно соединенных образцовых сопротивлений двухполюсников , два из которых, расположенные в разных плечах, однородны одной составл ющей, а третье - другой составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, причем оба образцовых сопротивлени  двухполюсников , однородных одной из составл ющих измер емого комплексного

сопротивлени  двухполюсника, включег ны в смежные плечи ветвей, содержащей и не содержащей измер емое комплексное сопротивление двухполюсника, выполненного, например, по последовательной схеме замещени , соединены между собой и образуют одну из вершин диагонали питани  мостовой измерительной цепи, а соединение образцового сопротивлени  двухполюсника второй ветви,- однородного другой составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, с измер емым комплексным сопротивлением двухполюсника образуют вторую вершину диагонали питани  мостовой измерительной цепи

Недостатком данной мостовой измерительной цепи  вл етс  низка  точность , обусловленна  изменением значений образцовых сопротивлений двухполюсников (резисторов, конденсаторов ) от температуры и с течением времени. Кроме того, при использова- . 3 НИИ уравновешивающих мер сопротивлени  (резисторов, конденсаторов) лини уравновешивани  представл ют собой окружности. Это приводит к возникновению св зи между контурами уравновешивани , котора  ухудшает процесс уравновешивани . Известна компенсационно-мостова  измерительна  цепь, обладающа  повышенной точностью, в которой уравновешивание внутри выбранного предела осуществл етс  коммутацией щитков трансформатора питани  (т.е. линией уравновешивани   вл етс  пр ма ), со держаща  генератор синусоидального напр жени , включенный в первичную обмотку параметрического трансФормаTopi , ветвь, составленную из последовательно соединенных измер емого комплексного сопротивлени  двухполюс ника, включенные в смежные плечи ветвей, содержащей и не содержащей измер емое комплексное сопротивление двухполюсника, соединены между собой и подключены к началу нерегулируемой вторичной обмотки, расположенной на керне параметрического трансформатора , на котором расположена первична  обмотка, второй конец ветви, содержащей измер емое комплексное- сопротивление двухполюсника, подсоединен к концу указанной вторичной обмотки , свободный конец ветви, не содержащей измер емого комплексного со противлени  двухполюсника, подключен к началу коммутируемой вторичной обмотки параметрического трансформатора , котора  расположена на керне, повернутом относительно керна , на котором расположена первична  обмотка, конец коммутируемой вторичной обмотки соединен с концом некоммутируемой вторичной обмотки 2}. Недостатком данной измерительной цепи  вл етс  низка  точность измерени  составл ющих комплексного сопротивлени  двухполюсника, обусловленна  изменением значений образцовы сопротивлений элементов ветви, не со держащей измер емое комплексное сопротивление двухполюсника, от температуры и с течением времени. Кроме того, недостатком данной измерительной цепи  вл етс  невозмож ность одновременного измерени  обеих составл ющих комплексного сопротивлени  двухполюсника из-за отсутстви  раздельного отсчета (раздельный отсчет возможен лишь по tgd). 3 Цель изобретени  - повышение точности при одновременном измерении обеих составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника. Указанна  цель достигаетс  тем, что в компенсационно-мостовую измерительную цепь, содержащую источник питани , выход которого подсоединен к первичной обмотке параметрического трансформатора питани , ветвь, составленную из последовательно соединенных измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника и образцового сопротивлени  двухполюсника, однородного одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, одним из своих выводов подключенную к началу нерегулируемой вторичной обмотки, расположенной на керне параметрического трансформатора питани , на котором расположена первична  обмотка, коммутируемую вторичную обмотку, расположенную на керне, повернутом на iSQ относительно керна, на котором расположена первична  обмотка, введена втора  коммутируема  обмотка, котора  расположена на керне, содержащем некоммутируемую вторичную обмотку, конец которой соединен с началом вновь введенной коммутируемой втормчной обмотки, конец которой подсоединен к одному из выводов первой коммутируемой вторичной обмотки, второй вывод которой соединен с вторым выводом ветви. При последовательной схеме замещени  измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника вывод ветви , соединенный с началом нерегулируемой вторичной обмотки, примыкает к образцовому сопротивлению двухполюсника .. Кроме того, при параллельной схеме замещени  измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника вывод ветви, соединенный с началом нерегулируемой вторичной обмотки, примыкает к измер емому комплексному сопротивлению двухполюсника. Предпочтительным  вл етс  подключение коммутируемой вторичной обмотки , расположенной на керне, повернутом на±90° относительно керна, на котором расположена нерегулируема  вторична  обмотка, таким образом, чтобы вектор напр жени  на выходах указанной коммутируемой обмотки относительно конца второй коммутируемой обмотки был ориентирован относительно вектора напр жени  на зажимах (начадр-конец) обмотки так, что равен + -g- при - 1C V 2ЯГ ц равен - при О V , где V - фазовый сдвиг вектора падени  напр жени , снимаемого с плеча ветви, примыкающего к началу нерегулируемой вторичной обмотки относительно вектора напр жени  питани  ветви.

На фиг.1 показана компенсационномостова  измерительна  цепь; на фиг.2 - ветвь компенсационно-мостовой измерительной цепи, составленна  из последовательно соединенных измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, выполненного по после довательнрй схеме замещени  (резистор и конденсатор) и образцового со противлени  двухполюсника, однородно го по характеру активной составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника; на фиг.З то же, кругова  диаграмма (исходное состо ние); на фиг. и 5 - процесс уравновешивани  по составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, не однородной образцо вому сопротивлению двухполюсника, причем фиг. соответствует недоуравновешенному состо нию, фиг.5 соответ твует состо нию квазиравновеси ; на , фиг.6 и 7 процесс уравновешивани  по составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, однородной образцовому сопротивлению двухполюсника, причем фиг.6 соотве:Тствует состо нию недоуравновешивани  а фиг.7 состо нию переуравновешивани  по измер емой составл ющей; на фиг. 8 показан процесс одновременного уравновешивани  по обоим составл ющим измер емого комплексного сопротивлени  и соответствует состо нию переуравновешивани  по составл ющей изме р емого комплексного сопротивлени , однородной образцовому сопротивлению двухполюсника, и состо нию квазиравновеси  по составл ющей измер емого комплексного сопротивлени , неоднородной образцовому сопротивлению двухполюсника. Компенсационно-мостова  измерительна  цепь содержит источник I питани , параметрический трансформатор 2 питани , первична  и вторична  обмотки которого соответственно 3 (WP) и it (W), 5 (Wz) 6 (3), комплексное сопротивление двyxпoлюdникa 7 и образцовое сопротивление двухполюсника 8 при параллельной схеме замещени  измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, или образцовое сопротивление двухполюсника 7 и измер емое комплексное сопротивление двухполюсника 8 при последовательной схеме замещени  последнего .

%

На круговых диаграммах обозначено: - потенциальна  точка, вершина ветви, содержащей измер емое комплексное . сопротивление двухполюсника; V - потенциальна  точка, место соединени  конца первой некоммутируемой и начала второй коммутируемой вторичных обмоток трансформатора; потенциальна  точка, место соединени  конца второй коммутируемой вторичной обмотки и первого зажима первой коммутируемой обмотки; f - потенциальна  точка, место сое динени  второго зажима первой коммутируемой обмотки и одного из зажимов ветви; - потенциальна  точка, место соединени  активной и реактивной составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника; - лини  перемещени  потенциальной точки при уравновешивании по составл ющей измер емого.комплексного сопротивлени  двухполюсника, однородной образцовому сопротивлению двухполюсника , причем лини  CyjI параллельна вектору d CfjQ ; К - лини  перемещени  потенциаль ° точки при уравновешивании по составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, не однородной образцовому сопротивлению двухполюсника; C,,- минимально возможна  окружность квазиравновеси  потенциальной точки ел в обобщенных обозначени х; c4j Tcijfci4 окружности квазйравновеси  потенциальной точки Су в обобщенных обозначени х; окружность квазиравнрвеси  потенциальной тoчкиd- в обобщенных обозначени х; 6 - окружность квазиравновеси  мнимой точки , причем 2R1 n---af -j, 1). шнУ вектор падени  напр жени , снимаемого с образцового сопротивлени  двухполюсника;

асЦ; - вектор напр жени , снимаемого с некоммутируемой вторичной обмотки 5. трансформатора 2; - вектор напр жени , снимаемого со второй коммутируемой вторичной обмотки 4 трансформатора 2; - вектор напр жени , снимаемого с вторичной обмотки 6 трансформатора 2;

, - вектор напр жени  небаланса; ,j - вектор напр жени  питани  (ветви;

О - угол, тангенс которого равен тангенсу угла потерь измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника;

V - фазовый сдвиг вектора напр жени  относительно вектора напр жени  .

/jj фазовый сдвиг вектора напр жени  ad. или вектора напр жени  аЬ относительно вектора напр жени  небаланса С. d j .

Процесс уравновешивани  компенсационно-мостовой измерительной цепи по составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  ддухполюсника, однородной образцовому сопротивлению двухполюсника, заключаетс  в изменении напр жени  питани  ветви, соетавленной из последовательного соединени  измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника и образцового сопротивлени  двухполюсника путем коммутации витков вторичной обмотки W или Wj трансформатора питани . Момент квазиравновеси  по составл ющей , однородной образцовому сопротивлению двухполюсника характеризуетс  выводом точки на одну окружность уравновешивани  fcl , при этом возможно использование любых известных способов формировани  регулирую щих воздействий.

Так в момент квазиравновеси  .Т.е.

, Ч . 1-{Л ,

2(W-,4W.)2UctM . fV otc-Q;О)

Процесс уравновешивани  компенсационно-мостовой измерительной цепи по составл ющей измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, н однородной образцовому сопротивлению двухполюсника, заключаетс  в изменении напр жени  питани  ветви, составленной из по следов а тел bHord сое дине ни

измер емого комплексного сопротивл ни -двухполюсника и образцового сопротивлени  двухполюсника путем коммутации витков вторичной обмотки W-,

у

Момент Квазиравновеси  по составл ющей , не однородной образцовому сопротивлению двухполюсника, характеризуетс  выводом точки на одну окружность уравновешивани  и( , при этом также возможно использование любых известных способов формировани  регулирующих воздействий.

Так в момент квазиравновеси 

R)id,-j Rpc fij § ii . iSijJ..

2-bVf

2 -oic

(2)

/t-J

.

i ij-tf iy .p.. . .

(3)

c ca(3ij cw

Использование предлагаемой компенсационно-мостовой измерительной цепи позвол ет повысить точность и быстродействие измерени  составл ющих комп лексного сопротивлени  двухполюсника и снизить аппаратурные затраты.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Компенсационно-мостова  измерительна  цепь, содержаща  источник питани , выход которого подсоединен к первичной обмотке параметрического трансформатора питани , ветвь, составленную из последовательно соединенных измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника и образцового сопротивлени  двухполюсника, однородного одной из составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника, одним из своих выводов подключенную к началу нерегулируемой вторичной обмотки, расположенной на керне параметрического трансформатора питани , на котором расположена первична  обмотка, коммутируемую вторичную обмотку, расположенную на керне, повернутом на-4:90 относительно керна, на котором расположена первична  обмотка, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности при одновременном измерении обоих составл ющих измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника , введена втора  коммутируема обмотка, котора  расположена на керне , содержащем некоммутируемую вторичную обмотку, конец которой соединен с началом вновь введенной коммутируемой вторичной обмотки, конец которой подсоединен к одному из выводов первой коммутируемой обмотки, второй вывод которой соединен с вторым выводом ветви.
2. 2.Цепь по пЛ, отличающа  с   тем, что при последовательной схеме замещени  измер емого комплексного сопротивлени  двухполюсника вывод ветви, соединенный с началом нерегулируемой вторичной об мотки, примыкает к образцовому сопротивлению двухполюсника.
3. 3.Цепь по П.1, о т л и чающа с  тем, что при параллельно г.З Ко А л ФауЛ 3 схеме замещени  измер емого комплексного сопротивлений двухполюсника вывод ветви, соединенный с началом нерегулируемой вторичной обмотки, примыкает к измер емому комплексному сопротивлению. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Карандеев К.Б. Специальные методы электрических измерений. М.-Л., Госэнергоиздат, 19бЗ, с,163-165 табл.712 .ABTdpcKoe свидетельство СССР № 681380, кл. G 01 R 17/60, 1977 (прототип).