Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений

369504

О П И С

ИЗОБР

К АВТОРСКОМ

Союз Советских

Социы 1стическнх

Республик

Зависимое от авт. св

Заявлено 05.1.1971 (Кл. G 01г 17/12 с присоединением за

Приоритет

Опубликовано 08 11.1

Дата опубликования

Комитет по делам изобретений и открытий при Сооете Министров

СССР

ДК Å21.317.733.025 (088.8) Автор изобретения

P. Г. Файнгольд

Заявитель

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известные трансформаторные мосты для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащие автотрансформаторные плечи отношения, операционный усилитель для уравновешивания по квадратурной составляющей, компаратор токов, подсоединенные и нему образцовую меру и измеряемый объект, генератор и индикатор равновесия, в случае использования компаратора токов с отношением плеч, отличным от единицы, при измерении больших проводимостей имеют значительную погрешность, обусловленную различием величин токов, протекающих через измеряемую и образцовую проводимости. Разностный ток замыкается через плечи отношения и вызывает на активном сопротивлении и индуктивности рассеяния этих плеч падение напряжения, вызывающее появление погрешности измерения.

Для повышения точности измерения больших проводимостей в предлагаемом мосте между генераторным узлом со стороны образцовой меры и нулевой точкой компаратора токов включена вспомогательная образцовая мера, проводимость которой в и — 1 раз больше проводимости основной образцовой меры, где и — отношение числа витков обмоток компаратора токов.

Эта вспомогательная образцовая мера обеспечивает создание цепи, по которой замыкается разностный ток, минуя плечи отношения.

На чертеже представлена принципиальная

5 схема моста для измерения емкости и тангенса угла потерь конденсаторов.

Мост содержит генератор 1 и индикатор 2.

Плечи отношения моста образованы трансформаторами 8 и 4 и операционным усилителем 5, lo служащим для балансировки по квадратурной составляющей. Резистор 6 и конденсатор

7 образуют цепь обратной связи усилителя.

Из трансформаторов, образующих плечи отношения, основным является трансформатор

1ь 3, а трансформатор 4 образует младшие ступени балансировки. Основными обмотками компаратора 8 токов являются обмотки 9 и

10. Обмотки 11 и 12 являются вспомогательными, обмотка 13 — индикаторная. Числа вит20 ков обмоток 11 и 12 соответственно равны числам витков обмоток 9 и 10. Из образцовых конденсаторов 14 и 15 основным является конденсатор 15, конденсатор 14 — вспомогательный.

2s Точность конденсатора 14 может быть значительно ниже точности основного конденсатора, а его емкость больше емкости конденсатора 15 в и — 1 раз, где n — отношение числа витков обмотки 9 к числу витков обмотки 10.

30 (Если n(1, то вместо конденсатора 14 дол369504

М

1

Составитель Л. Айрапетова

Редактор С. Хейфиц

Заказ 1020/12

Тсхред Т. Курилко

Изд. № 1260

Типография, пр, Сапунова, 2 жна быть включена индуктивность, реактивная проводимость которой равна и — 1 проводимости конденсатора 15 на измерительной частоте).

В момент баланса моста ток 11е, протекающий через измеряемый конденсатор 1б, оказывается в и раз больше тока 1кь протекающего через образцовый конденсатор 15. Если бы не было конденсатора 14, то разностный ток

1о=1ы — 1 5 замыкался бы через обмотки трансформаторов плеч отношения, приводя и появлению погрешности измерения. Конденсатор 14 обеспечивает создание цепи, по которой замыкается этот разностный ток.

Действительно, учитывая, что емкость конденсатора 14 в n — 1 раз больше емкости конденсатора 15, получим; е 4 16 114 116 11б (и 1) 11 j

= 1„— п1„

Так как в момент равновесия моста выполняется условие If/ — — n I», то I =0, и погрешность, обусловленная протеканием разностного тока через плечи отношения, отсутствует (при соответствующей точности вспомогательного конденсатора).

Вспомогательные обмотки 11 и 12 компаратора токов введены для того, чтобы обеспечить четырехзажимное подключение как измеряемого объекта, так и образцовой меры, что особенно важно при измерении объектов с большой проводимостью. Трансформаторы плеч отношения в мостах подобного рода выполняются таким образом, чтобы входной импеданс ветви отношения между генератор4 ными узлами моста был бы как можно больше.

В этом случае сопротивления обмоток 11 и

12 практически не влияют на точность отношения плеч. В то же время ток плеч отношения хотя и протекает через обмотки компаратора токов, но не вызывает появления в нем магнитного потока, так как обмотки 11 и 9 и обмотки 12 и 10 имеют равные числа витков и

10 включены встречно. Прп этом напряжения на плечах отношения оказываются строго равными напряжениям на измеряемом об.ьекте и образцовой мере, а переходные сопротивления контактов и остаточные импедансы (индуктив15 ность рассеяния и активное сопротивление) обмоток 9 и 10 компаратора токов не входят в уравнение равновесия моста.

Предмет изобретения

20 Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий автотрансформаторные плечи отношения, операционный усилитель для уравновешивания по квадратурной составляющей, 25 компаратор токов, подсоединенные к нему образцовую меру и измеряемый объект, генератор и индикатор, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности измерения больших проводимостей, в нем между генератор30 ным узлом со стороны образцовой меры и нулевой точкой компаратора токов включена вспомогательная образцовая мера, проводимость которой в n — 1 раз больше проводимости основной образцовой меры, где n — отно35 шение чисел витков обмоток компаратора токов.

Корректор T. Журавлева

Тираж 755 Подписпое