Трансформаторний міст для виміру малих опорів

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров малых комплексных сопротивлений в цепях переменного тока. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности, возникающей в ветви образцового сопротивления при сохранении линейной зависи мости, и уменьшение трудозатрат путем замены набора образцовых мер сопротивления одним образцовым резистором. Цель достигается в результате введения регулируемого делителя 9 напряжения и согласующего трансформатора 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками. При этом вход делителя 9 напряжения подключен к началу обмотки 5, а выход соединен с началом обмотки 7 с©* гласующего трансформатора, конец которой соединен с общей шиной. Конец обмотки 4 подключен к началу вторичной обмотки 8 согласующего трансформатора, конец которой соединен с первым входом усилителя тока. Введение новых узлов и связей позволяет устра- о нить погрешность в ветви образцового сопротивления и повысить точность измерения в три раза. При сохранении линейности зависимости величины измеряемого параметра от результата измерения данное решение позволяет уменьшить также трудозатраты» 2 ил, с 13 J!L. 12 М 15 її 'Л 1355672 Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров малых комплексных сопротивлений в цепях переменного тока. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности, возникающей в ветви образцового сопротивления при 10 сохранении линейной зависимости, и t * уменьшение трудозатрат за счет замены набора образцовых мер сопротивления одним образцовым резистором. На фиг. 1 представлена структурная схема трансформаторного моста для измерения малых сопротивлений; на фиг, 2 - структурная схема регулируемого делителя напряжения. Трансформаторный мост (фиг. 1) со- 20 держит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3 (w1) и вторичными первой обмоткой 4 (w2) и второй обмоткой 5 (w3), согласующий трансформатор 6 с первич- 25 ной обмоткой 7 (w5) и вторичной обмоткой 8 (w4), регулируемый делитель 9 напряжения, усилитель 10 тока, образцовую меру 11 (Іїо), измеряемый объект 12 (R^) с первым зажимом 13 30 и вторым зажимом 14, индуктивный компаратор 15 токов с первой входной обмоткой 16 (w6), второй входной обмоткой 17 (w7) и выходной обмоткой 18 (w8), указатель 19 равновесия. При 35 этом начало обмотки 4 соединено с первым зажимом 13 "^меряемого объекта 12, второй зажим 14 соединен с началом первой входной обмотки 16 индук' тивного компаратора 15 токов, конец которой соединен с общей шиной, концы 40 обмотки 5 и второй входной обмотки 17 индуктивного компаратора 15 токов соединены с общей шиной, образцовая мера 11 подключена между началом обмотки 5 и началом обмотки 17, усили- 45 тель Ю тока выходом соединен с зажимом 13, а второй вход соединен с зажимом 14, указатель 19 равновесия соединен с выходной обмоткой 18 индуктивного компаратора 15, один конец 50 которой и один вывод указателя 19 рав новесия соединены с общей шиной, вход делителя 9 напряжения подключен к началу обмотки 5, а выход соединен с началом обмотки 7 согласующего трансформатора 6, конец которой соединен с общей шиной, конец обмотки 4 подключен к началу вторичной обмотки 8 согласующего трансформатора, конец которой соединен с первым входом усилителя тока. Трансформаторный мост работает следующим образом. Индуктивный компаратор 15 токов дает нулевое напряжение на выходе в том случае, если выполняется условие Ix. w6=ifl w7. (1) Образцовый ток (2) R где Uj - напряжение на обмотке 5. Усилитель 10 тока поддерживает на первом 13 и втором 14 зажимах измеряемого объекта 12 напряжение, равное потенциалу, который поступает на его первый вход. Этот потенциал складывается из напряжений Ьг на обмотке 4 и U 4 на обмотке 8. Напряжение U^ неизменно по величине, a U 4 изменяется в соответствии с коэффициентом деления регулируемого делителя 9 напряжения. При этом обмотки 4 и 8 включены последовательно между выходом и первым входом усилителя 10 тока, следовательно, по обмотке 8 согласующего трансформатора 6 протекает только входной ток усилителя 10 тока, который пренебрежимо мал (Ю~ а -10~ 9 А ) , поэтому можно считать, что согласующий трансформатор- работает на холостом ходу. Это значит, что на его коэффициент трансформации не оказывают влияния паразитные межвитковые проводимости и собственное сопротивление обмоток. Можно записать выражение для измерительного тока l (3) U^=U V N ~ , (А) K~ R х Напряжение U 4 можно записать в следующем виде: где N - коэффициент деления регулируемого делителя 9 напряжения, который изменяется от 0 до 1 (фиг. 2 ) . Отсюда , R (5) Подставляя (5) и (2) в (1) получают ~ ) w6 5 (b) R, R, Отсюда находят выражение для изиеряемого сопротивления R (7) 1555672 * ны набора образцовых мер сопротивления одним образцовым резистором. U з w7 Начало диапазона измерения сопротивления R x д я и устанавливается при N=0: Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Трансформаторный мост для измерения малых сопротивлений, содержащий п =^-^-^ (я> источник питания, трансформатор напряжения с двумя вторичными обмоткаИз выражения (8) видно, что нача- 10 ми, начало первой вторичной обмотки ло диапазона может выбираться с покоторого соединено с первым зажимом мощью комбинаций числа витков 06М07 для подключения измеряемого объекта, ток 16 (w6) и 17 (w7), напряжений Щ второй зажим для подключения измеряеи U 5 и величины R , что дает широкие мог-р объекта соединен с началом первозможности их вариации. Конец диавой входной обмотки индуктивного компазона измерения сопротивлений паратора токов, конец которой соедиRv . „ , устанавливается при N-1; ..„ нен с общей шиной, концы второй вторичной обмотки трансформатора н а п р я жения и второй входной обмотки индук(9) Rх макс тивного компаратора токов соединены v с общей шиной, образцовую меру, подИз выражения (9) видно, что ширину ключенную между началом второй втодиапазона измерения сопротивления R^ ричной обмотки трансформатора напряможно выбирать путем изменения отножения и началом второй входной обмот25 ки индуктивного компаратора токов, w 5 усилитель тока, выход которого соедишения -т согласующего трансформатонен с первым зажимом для подключения ра 6. измеряемого объекта, а первый вход і соединен с вторым зажимом для подклюПри заданных значениях R 0 , U 2 , U 3 , 30 чения измеряемого объекта, указатель w4-w7 выражение (7) может быть представлено в виде равновесия, соединенный с выходной N К, обмоткой индуктивного компаратора (10) =N К 4-» RY= токов, один конец которой и один вы• w5 вод указателя равновесия соединены с где К,-U,-г; 35 общей шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точw6 U o> ности и уменьшения трудозатрат, в неK,=U ; w7. го введены регулируемый делитель напряжения и согласующий трансформатор Из выражения ( Ю ) видно, что сопро40 с первичной и вторичной обмотками, тивление R x измеряемого объекта 12 причем вход делителя напряжения подсвязано линейной зависимостью с коэфключен к началу второй вторичной обфициентом деления N. мотки трансформатора напряжения, а I выход соединен с началом первичной Таким образом, предлагаемый мост 45 обмотки согласующего трансформатора, по сравнению с известным позволяет конец которой соединен с общей шиной* увеличить точность измерения не менее конец первой вторичной обмотки трансчем в три раза, устанавливать диапаформатора напряжения подключен к назон измеряемых сопротивлений путем чалу вторичной обмотки согласующего изменения отношения числа витков 50 трансформатора, конец которой соедивспомогательного трансформатора, нен с вторым входом усилителя тока. Іуменьшить трудозатраты за счет заме u w7 1555672 Редактор Н.Бобкова Составитель В.Семенчук Техред М.Дидык ; Корректор Н.Ревская Заказ 554 Тираж 551 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.» д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 I