Автокомпенсационный мост для одновременного

3045I0

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советокиз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетеельства ¹

МПК 6 Olr 17/10

Заявлено 26.1Х.1969 (¹ 1363367/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25.V.1971. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 12А 11.1971

Комитет по полам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.733.025 (088.8) Авторы изобретения

Е. Е. Добров и С. M. Казаков

Ивано-франковский институт нефти и газа1 1 !,.» - ;. ( (»э Ф

Заявитель

АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫИ МОСТ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТРЕХ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмеритсльной технике.

Известный автокомпенсационный мост, обеспечивающий одновременное измерение трех параметров комплексного сопротивления, содержащий генератор, детектор равновесия, три управляемых элемента, три отсчетных прибора, образцовые активную и реактивную меры, компаратор токов и трансформатор напряжения, имеет угол сходимости, равный фазовому углу измеряемого объекта, что приводит к взаимосвязи контуров уравновешивания и сопровождается уменьшением точности измерения и быстродействия, особенно при больших тангенсах угла потерь исследуемого объекта. Другим его недостатком является сравнительная сложность, обусловленная применением трех управляемых элементов при уравновешивании по двум составляющим напряжения.

Предлагаемый мост имеет большее быстродействие и менее сложен благодаря тому, что в нем использованы только два управляемых элемента, первый — управляемое сопротивление, а второй управляемый элемент составлен из дополнительного компаратора токов, второго управляемого сопротивления и усилителя переменного тока, причем вход усилителя подсоединен к одной из обмоток дополнительного компаратора, выход — к зажимам отсчетного прибора, а в цепь его обратной связи включены вторая образцовая мера, например, активьая проводимость, и вторая обмотка дополнительного компаратора токов, третья обмотка

5 которого через второе управляемое сопротивление подсоединена к третьей обмотке трансформатора напряжения.

Для упрощения отсчета двух других параметров измеряемого объекта, например актив10 ной проводимости и тангенса угла потерь, мост снабжен источником напряжения постоянного тока и усилителем постоянного тока, причем вход усилителя и упомянутый источник включены последовательно в ветвь

15 второй обмотки трансформатора напряжения, цспь обратной связи усилителя образована третьей обмоткой трансформатора напряжения, вторым управляемым сопротивлением, третьей об откой дополнительного компара20 тора токов и вторым отсчетным прибором, а выход усилителя подсоединен к третьему отсчстному прибору.

На чертеже представлена принципиальная схема моста для случая, когда измеряемый

25 объект имеет емкостный характер.

Мост содержит генератор 1 переменного напряжения, образцовые активную 2 и реактивную 8 проводимости, трансформатор напряжения 4 с обмотками 5 — 8, компаратор 9

30 токов с обмотками 10 — 13, детектор равнове304510

1 в 1 ( о

1 о. (о

;,т

1Г о Й (о ц 2 Д 1V(1 (о (.:,,„

Bo — =U) ГДС (о., o(5, îî(»I 65 — СООтВЕтСтВЕННО аКтИВНЫЕ проводимости образцового сопротивления 2, y»panëÿe3Iых сопротивлений 18 и 19 и реактивная проводимость образцового конденсатора 8;

Ul и U2q — соответственно выходные напряжения генератора 1 и усилителя 24; сия 14, отсчстные приборы 15 — 17, управляемыс активные сопротивления 18 и 19, дополнительный компаратор 20 токов е обмотками

21 — 28, усилитель 24 нсрсменного тока, источник 25 постоянного напряжения, усилитель 26 постоянного тока и измеряемый обьект 27.

Мост работает следующим образом. I IBIIpIIжение рабочей частоты обмотки 6 Вызывает ток чер 3 исследуемое комплексное сопротив"(снис, к(т(орый про гскас(no ooilo Ilute 1U компаратора 9. Еc.tlH компаратop р (ботает n режиме идеального трансформатора токов (реж и м ко р От ко I О 3 а ы ы к и ((и я ), T 0 р с а кт и в I I Iзl е сопротивления его обмоток равны нулю. Если прспсбрсчь и активными сопротивлениями обмоток компаратора, то ток в обмотке 10 будет определяться лишь напряженнем генератора н исследуемым сопротивлением. Элемспты 18, 20, 2 и 24 образуют управляемый уравновешивающий элемент. Гели глубина обратной связи, которой охвачен усилитель 24, достаточно велика, то его выходное напряжение имеет фазу, равную фазе напряжения на обмотке 7, и амплитуду, пропорциональную акт (вной проводимости сопротивления 18. Это выходное напряжение, нриложе(шос к образцовому конденсатору 8, создаст в обмотке 11 ток, еВадpaTA рный току в Оомоткс 10. С по5(ощыо обмотки 8 и управляемого сопротивления 19 в обмотке 12 создается регулируе» ый по величине ток, синфазный с током в обмотке 10. Если суммарный ток в обмотке 18 компаратора токов 9 нс равен нулю, то под действием управляющих сигналов, вырабатываемых тем или иным способом в детекторе равновесия 14, величины сопротивлений 18 и

19 изменяются в таком направлении, чтобы вы. одной ток компаратора 9 уменьшался.

Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока мост не придет в состояние равновесия.

Таким образом, уравновсшивание моста происходит по двум квадратурным составляющим н угол сходнмости измерительной це(ш равен ()О .

При panlloncclln моста активная о,- и реактивная 1,- проводимости исследуемого 00ьекта равны:

W; — число витков обмотки, обозначенной на чертеже цифрой

Из уравнений равновесия видно, что отсчет

5,- может быть произведен по вольтметру 15, и-меря(ощсму напряжение (..(2.(.

Для отсчета величин g,. и тангснса угла потерь нсследусмого oоьекта tg(3;- можно нсполь— зовать соотвстствспно проводимость g(9 и от10 ношение проводимостей о(9(ä(,. Последние величины измеряются с помощью приема, основанного на применении постоянного тока, возбуждаемого источником 25. Этот ток, проходя через обмотку 12, управляемое сопротивление 19, и обмотку 8, поступает на вход усилителя 26. Если отрицательная обратная связь, которой охвачен этот усилитель, достаточно глубока, а сопротивление обмоток 7 и

8 постоянному току достаточно малы, то ток

20 I(5, протекающий через отсчетный прибор 16, будет равен:

115 U25 g(9 gx где U25- — постоянное напряжение источни25 ка 25, т. е. по прибору 16 может быть отсчитана проводимость о,, причем отсчет нс зависит от величины напряжения генератора U(.

Выходное напряжение U25 усилителя 26 при указанных условиях равно:

30 оо 25 "ь Х

" Д(, т. е. Ig(3, может быть отсчитан Ilo прибору 17, измеряющему напряжение U25.

Для нормальной работы цепи желательно, чтобы входное и выходnoe сопротивления усилителя 26, а также выходное сопротивление источника 25 были близки к нулю. Вредное влияние этих сопротивлений моткно умень40 шить путем шунтирования их конденсаторами большой емкости.

Предмет изобретения

1. Лвтокомпенсационный мост для одноврс(5 менного измерения трех параметров комплексного сопротивления, содержащий генератор, детектор равновесия, два управляемых элемента, три отсчетпых прибора, образцовые активнуlo и реактивную меры, комнаратор то50 ков н трансформатор напряжения с тремя вторичными обмотками, в ветвь одной из которых включены измеряемый объект и одна из обмоток компаратора токов, в ветвь второй— первый управляемый элемент и другая обмот55 ка компаратора, в ветвь третьей — второй управляемый элемент, образцовая мера, например, реактивная проводимость, трегья обмотка компаратора токов и отсчетный прибор, подсоединенный параллельно образцовой ме60 рс и обмотке компаратора, отли((а(ои(ийся тем. что, с целью повышения бысгродейсгвия и его упрощения, в нем первый управляемый элемент — управляемое сопротивление, а второй управляемый элемент составлен из дополни65 тельного компаратора токов, второго управля304510

Составитель Л. П. Айрапетова

Редактор С. И. Хейфиц Тсхрсд Е. Борисова Корректор 0. И. Волкова

Заказ 179б(4 Изд. М 75l Тираж 473 Подписное

ИНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-бб, Раугпская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 емого сопротивления и усилителя переменного тока, причем вход усилителя подсоединен к одной из обмоток дополнительного компаратора, выход — к зажимам отсчетного прибора, а в цепь его обратной связи включены вторая образцовая мера, например, активная проводимость, и вторая обмотка дополнительного компаратора токов, третья обмотка которого через второе управляемое сопротивление подсоединена к третьей обмотке трансформатора напряжения.

2. Мост по п. 1, отличгиощийся тем, ITo, с целью упрощения отсчета двух других параметров измеряемого объекта, например активной проводимости и тангенса угла потерь, он снабжен источником напряжения постоянного тока и усилителем постоянного тока, причем вход усилителя и упомянутый источник вклю«eIIII последовательно в ветвь второй обмотки трансформатора напряжения, цепь обратной связи усилителя образована третьей обмоткой трансформатора напряжения, вторым управ10 лясмым сопротивлением. третьей обмоткой дополнительного компаратора токов и вторым отсчстным прибором, а выход усилителя подсоединен к третьему отсчетному прибору.