Устройство для измерения постоянной времени четырехзажимного сопротивления

 

о п и с-,к ние

ИЗОБРЕТЕНИЯ

404029

Союз Советскими

Соцмвлмстммеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01 I V.1971 (№ 1639607/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

М. Кл. G 01г 27/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 621.317.373 (088.8) Дата опубликования описания 20.III.1974

Авторы изобретения

Е. А. Беляев, С. М. Пигии и К. В. Петров

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ

ЧЕТЫРЕХЗАЖИМНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения постоянной времени четырехзажимных сопротивлений на переменном токе без наличия эталона постоянной времени или опорного сопротивления с известными частотными характеристиками.

Известно аналогичное устройство, состоящее из генератора, трансформаторов тока и напряжения, компенсатора, опорного сопротивления, индикатора нуля, амперметра, а также двух четырехзажимных сопротивлений, одно из которых испытуемое, а другое — его геометрическая копия, выполненная из материала с много меньшим удельным сопротивлением, чем у материала оригинала.

Такое устройство позволяет определять фазовую погрешность сопротивлений и их постоянные времени.

Однако во вторичной цепи трансформатора тока последовательно с испытуемым сопротивлением должно быть включено опорное сопротивление с постоянной времени пренебрежимо малой по сравнению с постоянной времени испытуемого сопротивления. При необходимости испытания сопротивления с постоянной времени 10 — сек создание опорного сопротивления с постоянной времени много меньшей 10- сек практически трудно осуществимо. Необходимо использование высокоточного компенсатора, градуированного по обеим активной и реактивной составляющим компенсируемого напряжения.

Необходимо применение трансформатора тока с малыми угловыми погрешностями (угловая погрешность трансформатора входит в результат измерения), что ограничивает диапазоны номинальных значений испытуемых сопротивлений (0,1 ом) и частот (50 гц), так как погрешность его зависит от величины нагрузки и частоты.

Целью изобретения является расширение диапазона величин поверяемых сопротивлений и рабочих частот.

Это достигается тем, что напряжения, снимаемые с потенциальных зажимов поверяемого сопротивления и его копии подаются непосредственно на фазометр, а фазовые соотношения между векторами токов в первичной и вторичной обмотках, нарушаемые при изменении нагрузки пли рабочей частоты, определяются с помощью датчиков фазы токов, например индуктивных, тем же фазометром.

На чертеже изображена схема предложенного устройства, Устройство состоит из источника синусоидального напряжения 1, питающего первичную обмотку трансформатора тока 2, последовательно с которой через токовые зажимы включено четырехзажимное сопротивление 3, представляющее собой геометрическую копию поверяемого сопротивления 4, а также первичная обмотка воздушного трансформатора 5, являющегося индуктивным датчиком фазы тока Iь цепи первичной обмотки, Последовательно со вторичной обмотки трансформатора

2 через токовые зажимы включено поверяемое сопротивление 4 и первичная обмотка воздушного трансформатора 6, являющегося датчиком фазы тока I> в цепи вторичной обмотки трансформатора 2. Э. д. с. Е и Е,, индуцируемые во вторичных обмотках датчиков 5 и 6 фазы токов 1т и 1, или напряжения U„. и U„,, снимаемые с потенциальных зажимов сравниваемых сопротивлений 3 и 4 могут попеременно подаваться на фазометр 7.

Комплексные сопротивления поверяемого образца и его копии можно записать в следующем виде:

4=,„(1+.1 «) = tZ»< е"" (1)

Z, = R,(1 + /в-.„) = (Z, / eI " (2)

В выражениях 1 и 2 Л„и ˄— активные сопротивления поверяемого образца и его копии в момент измерения (до частот 10 кгц близки к омическим), т и т, — постоянные времени Л„и Z„„, равные с эфф вфф х к— I

Rx к причем I.,4,4, — эффективная индуктивность, учитывающая собственную индуктивность сопротивлений, взаимную индуктивность между токовыми и потенциальными цепями сопротивлений и их емкостные составляющие, гр, и гр — аргументы комплексов ZÄ Ät4 Z„„, равные соответственно р» = агс1Я; о т (3)

q, = arctga>, (4)

Если выполняются условия ыт„(ыт„«1, то с достаточно хорошим приближением можно считать

9 (0 7 H 9, = а".„ (5, 6)

Если ток в цепи первичной обмотки трансформатора тока 2 равен It — 1, e>", напряжение U,-, снимаемое с потенциальных зажимов

Z будет:

U„. =1,-Z„= (I, (JZ„J е " " (7)

Во вторичной обмотке трансформатора тока

2 индуцируется э. д. с., вызывающая ток 12, протекающий через вторичную обмотку трансформатора тока 2 и поверяемое сопротивление, По модулю коэффициент трансформации трансформатора тока можно выбрать равным отношению сопротивлений копии и поверяемого образца. В этом случае сравниваемые напряжения U„. и U будут близки друг к другу.

404029 имеем

1 Rx т — » 1 ) тр.т1

« RÄÄ

30 отсюда

Если условие ат„(олн«1 не выполняется (углы ф и б,р, даны в радианах, г — в сек), то величину б„более точно определяет выра40

tg т + tg тр.т (12) — 1 . 1 — tgq tgr

4s Как видно из выражений 11 и 12 для определения т„необходимо знать также угловую ошибку трансформатора тока 2. Величина этой ошибки б р., определяется путем измерения разности фаз между токами li, 12, протекающими во вторичной и первичной обмотке трансформатора с помощью датчиков фазы токов.

Таким образом, измерив фазометром угол сдвига фаз ф между напряжениями У„и U, 55 и угловую ошибку трансформатора тока бтр, „ по выражениям 10 или 12 вычисляют постоянную времени поверяемого сопротивления.

Предмет изобретения

Устройство для измерения постоянной времени четырехзажимного сопротивления, содержащее фазоизмерительное устройство, источник синусоидального напряжения, трансфор6s матор тока, первичная обмотка которого по4

Однако по фазе вектор тока It может не совпадать с перевернутым на 180 вектором тока 1 на некоторый угол бтр.т обуславливаемый угловой ошибкой трансформатора тока. Поворот вектора тока 12 на 180 осуществляется с помощью встречного включения обмоток трансформатора тока 2. бтр.,)0.

Таким образом, ток I в цепи вторичной об10 мотки равен:

1 I I. ед" + " ò (8)

Напряжение U„на потенциальных зажимах

Z при токе I через него равно;

11» = 1а А =11з! 41 "" "ч "" (9)

Если фазометр 7 (погрешность фазометра можно исключить благодаря двум измерениям с переменной каналов) измеряет непосредственно сдвиг фаз между У„и U«, то этот угол (см. выражения 7 и 9) будет равен — тр.тв учитывая выражения 5 и 6 и то, что

25 R к — х к

404029

Составитель В. Степанов

Техред А. Камышникова

Корректор В Брыксина

Редактор Е. Кравцова

Заказ 602/16 Изд. М 221 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, д. 2 следовательно соединена с токовыми зажимами сопротивления идентичного поверяемому, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона поверяемых сопротивлений и рабочих частот, вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена с токовыми зажимами поверяемого сопротивления, потенциальные зажимы поверяемого сопротивления и идентичного ему соединены с фазоизмерительпым устройством через коммутатор, а в первичную и вторичную обмотки трансформатора включены датчики фазы токов, соединенные с фазоизмерительным устройством через коммутатор.