Трансформаторный мост переменного тока для измерения параметров индуктивности

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано при построении измерителей параметров индуктивности, преимущественно нелинейного характера. Цель изобретения - расширение функциональнь1Х возможностей и по. точности измерений - достигается путем обеспечения заданного напряжения и безразрывности цепи объекта измерения в процессе уравновешивания. Для этого в устройство введены ключ 25, второй образцовый резистор 18, преобразователь 16 ток - напряжение, выполненный в виде операционного усилителя с образцовым резистором 17 в цепи обратной связи. На чертеже также показаны источник питания, трансформатор 2 напряжения с первичной 3 и вторргчной 4 и 5 обмотками, операционный усилитель 6 и образцовыми элементами 7-9, вспомогательньц трансформатор 10 напряжения с первичной I1 и вторичной I2 обмотками, зажимы 13 и 14 объекта 15 измерения, компаратор 19 токов с обмотками 20- 22, детектор 23 равновесия, образцовый резистор 24. I кл. 17 ч ю «Ч es

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 д11 y G 01 H 17/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2)) 3942055/24-2) (22) 13.08.85 (46) )5.12.86. Бюл. Р 46 (72) Р.Д. Тучин (53) 62!.317.733 (088.8) (56) Эпштейн С.Л. и др. Справочник по измерительным приборам для радиодеталей. Л,: Энергия, !980, с.)99207.

Мост переменного тока автоматический с цифровым отсчетом Р5016. Тех— ническое описание и инструкция по эксплуатации. !981, с. 10, рис.4. (54) ТРАНСФОРМАТОРНЪЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ИНДУКТИВНОСТИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано при построении измери— телей параметров индуктивности, преимущественно нелинейного характера.

Цель изобретения — расширение функ„„Ь0„„12? 7ООЗ циональных возможностей и по,ышение точности измерений — достигается путем обеспечения заданногс напряжения и безразрывности цепи объекта измерения в процессе уравновешивания.

Для этого в устройство введены ключ

25, второй образцовый резистор 18, преобразоватечь 16 ток — напряжение, выполненный в виде операционного усилителя с образцовым резистором 17 в цепи обратной связи. На чертеже также показаны источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной 3 и вторичной 4 и 5 обмотками, операционный усилитель 6 и образцовыми элементами 7-9, вспомогательный трансформатор 10 напряжения с первичной ll и вторичной 12 обмотками, зажимы 13 и 14 объекта 15 измерения, компаратор !9 токов с обмотками 2022, детектор 23 равновесия, образцо— вый резистор 24. 1 ил.

3 12

Изобретение относится к электроизмерительной техник и может быть использовано при построении измери гелей параметров индуктивности преимущественно нелинейного характера.

Целью изобретения является распирение функциональных вазможн.остей и повышение точности измерения путем обеспечения режимов эаданнага н»пряжения и безразрывности цепи объекта измерения в процессе уравновец>ивания.

На чертеже представлена структурная схема устройства, Устройство содержит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной 3 и вторичными с> и 5 об мотками, операционный усилитель 6 с образцовыми элементами (резистop»вЂ”

MlI ) / .«, ВспамаГЯтРль Ib!A тРЯВС(, >ОР матор 10 напряжения с первичной 11 и Вторичной. 1? обмотками, Вь>сокопотенциальпый 13 и низ:.сс>потенциальный

1 + зажимы ОбъРктя 15 иэмсревия, ВхОд операционного усилителя 6 совместно с первичной обмоткой 11 вспомогательIlo:"о трансформатора 10 напряжения подсоединен к первой в горичнай «бмотке > трансформатора 2 напряжения, „j,póão.l т, ход — к вторичной обмс>тке 12

Вспомогательного трансформ»торя 10 напряже,.ия . а вь>хад ol! cpa!! IIo!шагo усилителя саедиие с высоко> ате>гци— алъным за>кимом 14, объект:: измере-. ния, преобразователь 16 ток -- пяпря— жение с образцовым резисTooом 17 D цепи ОаратнОи связи цапал .IIIòo; . I IIblA образцовый резистор 18, вход преабряз ОВ ятеля 1 6 падсасдинен ic >«из ко патенниалъному зажиму 15 абъек та из— мсрения, а выход через допалнитель— пый образ; оный резистор 18 — к IlepВой обмотке комт;яратаря 19 токов с обмотками 20-22, к последней и > ко— торых подсоединен детектор 23 равновесия, образцовый резистор ч, Включенный между второй Вторичной обмоткой 5 трансформ».. ор» 2 п»Г;ря:.ксния и второй обмоткой 21 компараторя 19 токов, ключ 25, подклк>ченный к входам операционного усилителя 6.

Устройство работает следующим образом.

При подключении источника l питания к трансформатору 2 напряже>.::ия на выводах его вторичных обмоток

H 5 возникают соответствукппие напря— жения. Из напряжения, действук>ще-о равновесия, по сигн1лам которого мост приводится В с зстаяние равновесия

« * Равновесие:locта характеризуется уравнением:.= -„;т„ «

>«.

>.> >.> обмотки 20 кам19 токов: я обмотки 21 кам19 токов. где ">„, — ампервитк

>;">, -тяватаря

41 — ампервитк ь т пязя>оря

Используя методы ческих целен, легко расчета электринайти, †;та

:л«л (l! >,",. + ->-- 1-, и

1 Tl Я > 1 —: «> (2) (,« f ->. (-, \ г;

>>1, > число витков обмоток > и 5 трансформатора 2

I ДЕ -в >«., Ъ 1 напряжения соответc TBQHна;

>- .ислО витков ОбмО-Ок I 1 и 12 вс>тамогателънаго трансформатора 1 0 напряжения соатветствен1 о.; число витков обмоток 20 и 21 компаратора 19 токов сcответственно; круговая частота; емкость образцового конденсатора 7;, «», 1 >

>1« «

R,,R,, К,Ц,Й

-"апра."ивления образцовых резисторов 8, 17, 77003 Х ня обмотке 4, при помощи операционного усилителя б формируется напряжение >,„, подводимос. к объекту 15 измерения. Под действием напряжения в объекте 15 измерения возникает -.olc I, который при помощи npezõ> абр»зователя 16 ток — напряжение преобразуется В напряжение U, г. затем при помощи дополнительного об" -1 ра;,öîâîãî резистора 18 — в ток T„„

Втекающий в обмотку 20 компаратора

19 токов. В мягнитопроводе компарятара 19 токов ток возбуждает магнитный поток, который > рявнивается с магнитным потоком, l оздаваемым образцовой Ветвью моста, состоящей из вторичной обмотки 5 трансформатора

2 напряжения„ абраэцовага резистора

2ч и обмотки 21 компяратара 19 токов.

20 Результат сравнения магнитных -..ота— ков воспринимается де Гектором 23 з !277 !

8, 24 и 9 соответственно;

К вЂ” параметры объекта 15 измерения.

Приравнивая правые части уравнений {2), (3) и имея в виду, что таi» гене угла потерь объе . та измерения определяется выражением

00 3 мого режима заданного напряжения и безразрывнссть ветви измеряемого объекта в про;ессе уравновешивания позволяет осуществлять корректное измерение параметров широкого класса нелинейных индуктивных элементов.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

I0 Ь„ (4) 10 получим (6,, 15 заданного напряжения с сохранением безразрывности цепи объекта измере— ний в процессе уравновешивания. Уравновешивание измерительной 1»епи по тангенсу угла потерь, осуществляемое изменением числа витков 111 обмотки

12 вспомогательного трансформатора

10 напряжения, даже при tp;3 =! не нарушает существенно энергетический режим цепи объекта измерения, так как уже при достижении равновесия на старшей декаде по тангенсу угла потерь синфазное напряжение, подводимое к объекту измерений, становится на порядок меньше квадратурного.

Таким образом, наличие в трансформаторном мосте строго устанавливает. = »- з- . ь, (5, mnГР3R юг R г 2 ш

tp

m . Г R

3 o a

Из урав «ения (5 ) E идно, что при уравногешивании моста изменением числа витков и„ обмотки 20 комп,»ра— тора 19 токов обеспечивается прямой 2О отсчет по ипдуктивности, à cHI»xpo«â€” ное изменение числа витков m, обмотки 4 трансформатора 2 напряжения и числа витков г обмотки 21 компарато—

m, 25 ра 19 токов при -- =сапа . обеспе2 чивает регулировку амплитуды напряжения, подаваемого на объект 15 измерения до начала уравновешивания. Из уравнения (5) также следует, что вы— бор диапазона измерений в мосте может осуществляться изменением сопротивления образцовых резисторов 17 и

18, что исключает разрывы в цепи объекта измерений в процессе уравновеши->» вания. Дпя обеспечения этого качества смена резистора 17 сопровождается предшествующим ей включением и последующим (после смены резистора 17) выключением ключа 25. Следовате".üíî, щ в мосте обеспечивается строгий режим

Тра»»сфор!.а- орньп» иост переменного тока для измерения параметров индуктивности,содержаший источник питания, подключен«»ый к первичной об" мотке трансформатора напряжения, первые выводы двух вторичных обмоток каторогс саед««е«ы с общей шиной, вспомогательный -,ðàнсформатор напряжения, первые-выьады «ервичвой и вторичной обмоток которого соединены с абцей шиной„ операционный усилитель с первым образцовым э!»еме»»то!» в цепи обратной связи, вход операцио: ного усилителя -: ер е: ь торой образцовый элемент соелине«с вторым коммутируемым выводом первой вторичной обмотки трансформатора напряжения и вторым выводом первичной обмат»,и вспомогательного трансформа гара напряжения и через третий образцовый элемент с Вторым комму »ч1руемым выпОдОм вспО могательного тра«сформатара папряже«ия, второй вход операционного усилителя сое,-,:.,- .ен с общей ши:ой, выхад опера»»па!»но Го усилителя соеди1»ен с перво»! к»»еммай для подключения объекта измерения, гторую клемму

Для подклю -:е«»я объекта 1»;мере!11»я, ксмпаратор -.окав, первые выводь двух обмоток ка opoi саади«ень! с общей шиной, к Bh:âî;iàì третьей обмотки котсiiOnа псдсседи«ен детек1 Op раз паве сия, а ме1»-,у вторым »выводом ГерВОн обмотки ка..»паратара токов и вторым выпадом второ:1 в:сричнай обмотки тра:»сфарматора «апряже»»ия падсоедине»» образцовы!1 резис,op с т л и— а.о z и и с я тем, ч;а, с целью р1сширения функциональных возможнастей и 1102h2ïения точности 1»змере»вЂ” ния путем обеспечения режима задан«ага напряжения и безразрыв«ости цепи объекта измерения в процессе урав.нсвеш»»ван»»я, в е1еГо взеде!»ы ел!Оч второй образцовый резистор, преобразователь ток-напряжение, выполненный В B Hp опера»»пан«ОГО усил1»теля с образцовым резистором в цепи оаратной связи, выход преобразоьателя

Составитель B. Семенчук

Техред Л.Сердюкова

Корректор Г. Решетник

Редактор К. Волощук

Заказ 6661/37 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 3- 1277003 Ь

ToK"íàïðÿæåíHå через второй образцо- нен с общей шиной, а второй вход вый резистор соединен с вторым комму- преобразователя ток-напряжение соедитируемым выводом второй обмотки ком- нен с общей шиной, при этом второй паратора токов, первый вход преоб- коммутируемый вывод первой вторичразователя ток-напряжение соединен, ной обмотки трансформатора напряже5 с второй клеммой для подключения ния и второй коммутируемый вывод перобъекта измерения и с первым выводом вой обмотки компаратора токов кинеключа, второй вывод которого соеди— матически соединены.