Мост переменного тока для измерения составляющей комплексной проводимости

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения комплексных сопротивлений и проводимостей. Цель изобретения - повышение быстродействия , достигается путем исключения влияния контура дискретного уравновешивания на аналоговую компенсирующую цепь. Дпя зтого в компаратор 8 устройства дополнительно введена третья вспомогательная обмотка. Устройство содержит генератор I питания , трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3, вторичными обмотками 4, 5 и 6, блок 7 уравновешивания , компаратор токов 8 с индикаторной обмоткой 9 и вспомогательными обмотками 10,П и 12, комплексную проводимость 13, образцовые меры: емкости - 14, активной проводимости 15,регулируемый аналоговый элемент 16,блок управления 17, HanjiHMep фазочувствнтельный детектор. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с S (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (19) (111 (5() 4 G 01 К 17/10

ОПИСЛНИК ИЗОБРКтКНИ 1>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ((АМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3783884/24-21 (22) 25.08.84 (46) 30.05.86. Бюл.1(20 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации в нефтяной и химической промышленности (72) А.М.Амиров, H.Ä.Ïóñòîâàëîâ и Н.А.Алиев (53) 621.317.733(088.8) (56) Кнеллер В.Ю., Агамалов Ю.P., Десова А.А. Автоматические измерители комплексных величин с координированным уравновешиванием. М.: Энергия, 1975, с.159.

Авторское свидетельство СССР

9 481847, кл. G 01 R 17/10, 1973. (54) МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОМПЛЕКСНОЙ

ПРОВОДИМОСТИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения комплексных сопротивлений и проводимостей.

Цель изобретения — новышеиие быстродействия, достигается путем исключения влияния контура дискретного уравновешивания на аналоговую компен сирующую цепь. Для этого в компаратор 8 устройства дополнительно введена третья вспомогательная обмотка.

Устройство содержит генератор 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3, вторичными обмотками 4, 5 и 6, блок 7 уравновешивания, компаратор токов 8 с индикаторной обмоткой 9 и вспомогательными обмотками 10,11 и 12, комплекс- Е ную проводимость 13, образцовые меры: емкости — 14, активной проводимости

15, регулируемый аналоговый элемент

16, блок управления 17, например фаэочувствительный детектор. 1 з.п. Я ф-лы, 2 ил.

Устройство работает следующим образом.

При достижении равновесия мостовой измерительной схемы между измеряемой составляющей с и числом витХ ков tn регулируемой вторичной обмотки 5 удовлетворяется следующая зависимость:

50 с - " с ш и х о

m п о где m, — число витков вторичной обмотки 4; 55 и и n - число витков вспомогатель о м ных обмоток 10 и 11 соответственно;

t 123477

Изобретение. относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения комплексных сопротивлений и проводимостей.

Цель изобретения — повышение 5 быстродействия измерения за счет исключения влияния контура дискретного уравновешивания на аналоговую компенсирующую цепь.

На фиг.) представлена структур- 10 ная схема устройства; на фиг.2— векторная диаграмма, поясняющая процесс уравновешивания.

Устройство содержит генератор ) питания, трансформатор 2 напряжения 15 с первичной обмоткои 3, вторичными обмотками 4„5 и 6, блок 7 уравновешивания, компаратор 8 токов с индикаторной обмоткой 9 и вспомогательными обмотками 10,11 и ?2, комплексную 20 проводимость 13, образцовые меры 14 и 15 емкости и активной проводимости соответственно, регулируемый аналоговый элемент 16 и блок управления (фазочувствительный детектор) 17. 25

Генератор 1 подключен к первичной обмотке 3 трансформатора 2 напряжения и питает мостовую измерительную схему. Вторичные обмотки 4,5 и 6 трансформатора 2 напряжения подключе- 30 ны к соответствующим элементам 13,14 и 15, токи через которые сравниваются в компараторе 8 токов. По сигналам, снимаемым с индикаторной обмотки 9 блоком 7 уравновешивания, осуществляется изменение числа витков регулируемой вторичной обмотки 5 трансформатора 2 напряжения и уравновешивание мостовой измерительной схемы по измеряемой составляющей 40 (по емкости) комплексной проводимости 13, \

3 2 с — значение образцовой меры

14 емкости.

Ток Ii, протекающий по комплексной проводимости 13, поступает на вход фазочувствительного детектора

17, в котором происходит сравнение его фазы V с фазой + напряжения

М 2

U генератора 1 питания. На выходе фазочувствительного детектора 17 формируется напряжение, пропорциональное произведению модуля тока

libel через комплексную проводимость

13 на косинус разности фаз у„ этого тока и напряжение питания ?1

U = К 11 «I соз (ч - 1, где К вЂ” коэффициент пропорциональ1 ности °

С выхода фазочувствительного детектора 17 напряжение U„ подается на вход управления регулируемого аналогового элемента 16 и изменяет ток 1к, протекающий через образцовую меру 15 активной проводимости. Так как вспомогательная обмотка )О, через которую протекает ток 1„ комплексной проводимости 13, и вспомогательная обмотка 12, через которую протекает ток 1„ образцовой меры 15 активной проводимости, нанесены встречно на сердечник компаратора 8 токов, то магнитные потоки этих обмоток вычитаются (компенсируются), и наличие неизмеряемой составляющей в комплексной проводимости 13 не мешает работе основной (дискретной) системе уравновешивания.

Ток 1 через комплексную проводимость 13 складывается из двух составляющих — емкостной 1,„, направленной под углом 90 к вектору напряжения

U "åíåðàòîðà ) питания, и активной синфазной с Uä .Конец вектора обозначен точкой с (см.фиг.2), которая в процессе уравновешивания моста не изменяет своего положения на диаграмме, Уравновешивающий емкостной ток ? синфазен с 1,„ и изменяется по величине при регулировке числа витков вторичной Обмотки 5. Компенсирующий ток 1 синфазен 1 „ и равен к? k, k l )„ l Cos(9„v ) где k " коэффициент передачи регулируемого аналогового элемента 16.

Коэффициенты пропорциональности

k, и k выбраны такими, чтобы k, ° k

l, т,е. 1т„1 =I) )c (ч -Ч ). з 1234

При уравновешивании моста (при изменении числа витков вторичной обмотки 5) модуль вектора I„. не изменяется (величина тока j не изк меняется), вектор 1 перемещается параллельно оси х и его конец (точка J ) движется по прямой ц=чаг, а вектор (сигнала разбаланса стремится к нулю.

Таким образом, компенсирующий ток 10

1 не зависит от величины тока l, протекающего по регулируемой ветви .дискретной системы уравновешивания, а значит, не зависит от величины небаланса мостовой измерительной схемы по измеряемой составляющей.

Поэтому отсутствует влияние контура дискретного уравновешивания на аналоговую компенсирующую цепь, а линией уравновешивания, как видно из 20 фиг.2 является прямая, вследствие чего данное устройство по динамическим характеристикам более близко к мостам постоянного тока, чем известное. 25

Кроме того, в данном устройстве обеспечивается помехоустойчивое выделение .квадратурной составляющей комплексного тока 1„ фазочувствительным детектором без применения избирательных цепей, поскольку детектор работает на больших уровнях входных сигналов.

Формула изобретения

35! . Ио ст переменного ток а для измерения составляющей комплексной проводимости, содержаший генератор питания, трансформатор напряжения, один вывод первичной обмотки которого соединен с генератором питания, а другой — c общей шиной, две нерегулируемые и одну регулируемую вторичные обмотки трансформатора напряжения, концы которых подключе773 4 ны к общей шине, компаратор токов, и индикаторная обмотка которого подключена к входу блока уравновешивания, выход которого соединен с управляющими входами переключателя числа витков регулируемой вторичной обмотки, начало первой нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения через клеммы дл> подключения комплексной проводимости соеди нено с началом первой вспомогательной обмотки компаратора токов, а конец — с первым входом блока управления, начало второй вспомогательной обмотки компаратора токов подключено к общей шине, а конец через последовательно соединенные образцовую меру проводимости и регулируемый аналоговый элемент соединен с началом второй нерегулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения, образцовую меру емкости, один вывод которой соединен с переключателем числа витков регулируемой вторичной обмотки трансформатора напряжения, выход блока управления соединен с входом управления регулируемого аналогового элемента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, в компаратор токов дополнительно введена третья вспомогательная обмотка, конец которой соединен с вторым выводом образцовой мерыемкости, а начало - с общей шиной, второй вход блока управления соединен с вторым выходом генератора питания.

2. Устройство по пп.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде фаэочувствительного детектора, первый вход которого соединен с первым входом блока управления, второй. вход— с.вторым входом блока управления, а выход — с выходом блока управления.

1234773

Составитель В.Семенчук

Редактор Л.Авраменко Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Заказ 2980/46

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4