Мост с индуктивно связанными плечами для измерения параметров конденсаторов

 

авов99,— —,:

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистический

Рвслуелик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.1Ч.1968 (№ 1231050/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12 ЧШ.1969. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 13.1.1970

Кл. 21е, 29/03

МПК G Olr

УДК 621.317.733.011.4 (088.8) Комитет оо делам изоеретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. Л. Грохольский и Э. Л. Кащеев

Заявитель

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

Академии наук СССР

МОСТ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ПЛЕЧАМИ

ДЛЯ ИЗМЕРЕН ИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известны мосты с индуктивно связанными плечами для измерения параметров конденсаторов, содержащие генератор, индикатор, индуктивный делитель напряжения, индуктивный ком паратор токов, измеряемый конденсатор и два образцовых конденсатора переменной емкости, служащих для уравновешивания моста IIQ активной .и реактивной составляющим, один из которых включен параллельно плечевой обмотке делителя напряжения.

Предлагаемый мост обеспечивает большую точность измерения активной проводимости, или тангенса угла потерь и меньшее влияние элементов регулировки потерь на точность измерения емкости благодаря тому, что в его измерительную цепь включен вспомогательный мост с индуктивно связанными, плечами, составленный из дополнительного равноплечего и ндуктивного делителя напряжения, первичная обмотка которого подсоединена к генератору, а плечевые обмотки выполнены из высокоомного сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления, например манганина, двух дополнительных идентичных плечевых обмоток компаратора токов и двух идентичных проводимостей, например конденсаторов переменной емкости, роторы которых механически связаны с ротором конденсатора, служащего для уравновешивания моста по реактивной составляющей, а,конденсатор, служащий для уравновешивания моста по активной составляющей, выполнен дифференциальным и включен параллельно плечевым обмоткам дополнительного делителя напряжения.

Для обеспечения возможности изменения пределов измерения,по активной составляющей при сохранении градуировки дифференциального конденсатора обмотки дополнительного делителя напряжения выполнены из нескольких жил, подключающихся параллельно друг другу с помощью переключателя; переключатель числа витков основного делителя напряжения, служащий для изменения пределов измерения, может быть механически связан с переключателем числа витков первичной обмотки дополнительного делителя напряжения; |переключатель числа витков основного компаратора токов может быть механически связан,с переключателями чисел витков плечевых обмоток дополнительного компаратора токов.

25 На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого моста.

Цепь измерения емкостной составляющей состоиг из двойного трансформаторного моста, содержащего делитель 1 напряжения, 30 компаратор 2 токов, .переменный образцовый

250299

Юнденсатор 8 и исследуемый конденсатор 4.

Цепь регулировки активной составляющей состоит из вспомогательного двойного трансформаторного моста, содержащего делитель 5 напряжения, выполненный на отдельном сердечнике, компаратор 6 токов, выполненный на общем сердечнике с компаратором 2 токов основного моста, два одинаковых,по емкости и по конструкции конден(сатора 7 и 8,,включенных между делителем напряжения и компаратором токов, и дифференциальный переменный конденсатор 9, шунтирующий плечевые обмотки делителя 5 напряжений. Первичные.обмотки основного и вспомогательного делителей напряжений подключены .параллельно к общему генератору 10. Обе цепи имеют общий индикатор 11. Делитель напряжений и компаратор токов вспомогательного моста имеют отношение витков плечевых обмоток

1:-1. Плечевые обмотки вспомогательного делителя .напряжения выполнены из высокоомного сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления (манганина). При переключении .пределов в основном делителе напряжений синхронно переключается число витков первичной обмотки вспомогательного делителя, так, чтобы отношение напряжения на плечевых обмотках вспомогательного делителя к напряжению на переключаемой плечевой обмотке основного делителя при переключении пределов оставалось постоянным.

При переключении пределов в основном компараторе токов синхронно переключаются числа, витков,в плечевых обмотках вспомогательного ком(паратора токов, так, чтобы отношение числа витков плечевых обмоток вспомогательного компаратора .к числу витков переключаемой обмотки основного компаратора оставалось постоянным при переключении пределов. Если производится прямой отсчет тангенса угла потерь исследуемого конденсатора, то, кроме этого, при регулировке образцового;конденсатора 8 в основной цепи синхронно регулируются оба .конденсатора 7, 8 в .плечах вспомогательного моста, таким образом, чтобы отношение емкости образцового кондейсатора к емкости вспомогательных конденсаторов всегда оставалось постоянным.

Цля переключения .пределов по активной со. ставляющей плечевые обмотки вспомогательного делителя напряжений выполнены из нескольких жил, которые подключаются параллельно друг другу с помощью переключателя (на чертеже не показан). При этом изменяется- активное сопротивление обмоток, но п аводимая в них э.д.с. остается постоянной.

:Если все элементы вспомогательного моста (кроме шунтирующих конденсаторов) симметричны, то при равновесии моста активная составляющая исследуемого конденсатора 4, его тангенс угла потерь tg6 и реактивная составляющая b» могут быть определены из следующих выражений:

4 оп»Ьо

b»= " Ь, " Ь (С,— С,)(Тджх r — u>L,), Uqnz У п, где

ting Я х . tg g К

Ь

U, Un Us — напряжения на обмотках 12, 18 и 14 делителей .5 и 1 напряжения; п, n(, и — числа витков обмоток 15, 16, 17 компаратора токов;

Ьо — реактивная составляющая конденсатора 8;

b — реактивная составляющая конденсаторов 7, 8;

g — активная составляющая конденго саторов 7, 8; а — частота на(пряжения пита(ния;

r — активное сопротивление обмоток 12;

С(, C> — емкости дифференциального кон25 денсатора 9;

L, — индуктивность расстояния плечевых обмоток.

U и

При — = const, — = const и при заданU, пд

30 ной рабочей частоте по изменению разности шунтирующих емкостей (С(— Ср) можно произвести прямой. отсчет проводимости.

U и Ь

При — — =const, — =const, — =const, U» по Ьо на задаяной рабочей частоте по изменению разности шунтирующих емкостей C> — Ср можно произвести прямой отсчет тангенса угла потерь. Входящий в оба выражения член тджх. ь, 40, весьма малый по величине, вно q сит систем атическую погрешность, которая может быть исключена при градуировке. При переключении пределов в основном делителе

45 напряжений для обеспечения условий

U U — =const или — =const

U, U» нужно одновременно переключать витки в первичной обмотке вспомогательного делителя напряжений. Производить переключения !

Bo:âòoðè÷íoé обмотке нельзя, так как при этом будет изменяться активное сопротивление плечевых обмоток, что приведет к нару55

При переключении пределов в основном компараторе токов для обеспечения условий п и — const или — const и(и»

О чужно одновременно переключать витки в обоих .плечевых обмотках вспомогательного комп аратора, Ь

Для обеспечения условия — = const нуж65

Ь» но, чтобы при регулировке образцовой меры

250299 лась регулировка проводимостей, включенных в основном мосте одновременно производиво вспомогательный мост.

В выражении, определяющем измеряемую реактивную проводимость, второй член представляет собой методическую погрешность измерения основной составляющей.

Выполнение плечевых обмоток из манганина позволяет уравновесить мост,при меньшей разности шунтирующих емкостей, что уменьшает методическую погрешность.

Предмет изобретения

1. Мост с индуктивно связанными плечами для измерения параметров конденсаторов, содержащий генератор, индикатор, индуктивный делитель напряжения, индуктивный компаратор токов, измеряемый конденсатор и два образцовых конденсатора переменной емкости, служащих для уравновешивания моста по активной и реактивной составляющим, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в его измерительную цепь включен вспомогательный мост с индуктивно связанными плечами, составленный из дополнительного равноплечего индуктивного делителя напряжения, первичная обмотка которого подсоединена к генератору, а плечевые обмотки выполнены из высокоомного сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления, например манганина, двух дополнительных идентичных плечевых обмоток ком паратора токов и двух идентичных проводимостей, например .конденсаторов переменной емкости, роторы которых механически связаны с ротором, конденсатора, служащего для уравновешивания моста по реактивной составляющей, а конденсатор, служащий для уравновешивания моста по активной составляющей, выполнен дифференциальным и включен параллельно плечевым обмоткам дополнительного делителя напряжения.

2. Мост по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения пределов измерения активной составляющей ,при сохранении градуировки дифференциального конденсатора, обмотки дополнительного делителя на пряжения выполнены из нескольких жил, подключающихся параллельно друг другу с помощью переключателя.

3. Мост по п. 1, отличающийся тем, что, переключатель числа витков основного делителя напряжения, служащий для изменения пределов измерения, механически связан с переключателем числа витков первичной обмотки дополнительного делителя напряжения.

4. Мост по п. 1, отличающийся тем, что, переключатель числа витков основного компаратора токов механически связан с переключателями чисел витков плечевых обмоток дополнительного компаратора токов.