SU1018045A1 - Device for measuring complex resistance active component - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее источник переменного тока, преобразователь тока и воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, отличающеес   тем, что, с целью увеличени  точности измерени  и расширени  Диапазона значений измер емых величин, в него введены фильтр, магазин переменной емкости, второй воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, переключатели витков первичных и вторичных обмоток воздушнA DEVICE FOR MEASURING THE ACTIVE COMPONENT OF COMPLEX RESISTANCE, containing an alternating current source, a current transducer and an air transformer, the windings of which are connected in a three-pole circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement and expansion of the range of values of the measured values, a filter is inserted into it variable capacitor, the second air transformer, the windings of which are connected in a three-pole circuit, the switches of the turns of the primary and secondary windings of the air

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  измерени  активной соста л ющей комплексного сопротивлени  преимущественно конденсаторов и кат шек индуктивности. Известно устройство дл  измерени активного сопротивлени  проводов, (содержащее retjepaTop высокой частоты , амперметр, измерительный контур вольтметр , металлический цилиндр, поворотную рамку и конденсатор fl. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерений , так как на нее вли ет фазовое соотношение между током и ЭДС, наводимой магнитным потоком в поворот ной рамке. Поскольку поворотна  рам ка охватывает только часть магнитного потока, то фаза потока, прониз ва.ющего поворотную рамку, отличаетс  от фазы полного тока провода. При этом на фазовые соотношени  между ЭДС поворотной рамки и полным током оказывают вли ние межвитковые емкости, активное сопротивление поворотной рамки, а также потери на вихревые токи в металлическом цилиндре и емкость рамки относительно цилиндра. Кроме того, данное устройство ха рактеризуетс  ограниченным частотным диапазоном, в котором производ  с  измерени  от 10 кГц и более. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  мое това  измерительна  цепь дл  измерени  индуктивности. Данное устройство содержит последовательно соединенные источник переменного тока, преобразователь тока, воздушный тра форматор, обмотки которого соединен по трехполюсной схеме, .а также нулевой индикатор, образцовую меру, двухобмоточный трансформатор и пере менный резистор 2}. Точность и повтор емость измерений прототипа завис т от фазового сдвига между током первичной обмотки и напр жением на концах вторичной обмотки образцовой меры, на которой сильное вли ние оказывает меж обмоточна  емкость, индуктивности рассе ни , активные сопротивлени , взаимное положение обмоток и разность электрических потенциалов меж ду соседними витками первичной и вт ричной обмоток образцовой меры. На точность измерени , а также на диапазон измер емых активных сопротивлений сильное вли ние оказьшают также высшие гармоники питаю щего напр жени  и тока,которые снижают точность измерений и сужают диапазон значений измер емых величин . Кроме того, устройство не дает возможности непосредственно измерить активное сопротивление. Это снижает быстродействие установки, ее производительность, что особенно важно при массовом контроле. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени  и расширение диапазона значений измер емых величин. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  активной составл ющей комплексного сопротивлени , содержащее источник переменного тока, преобразователь тока и воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехролюсной схеме, введены фильтр, магазин переменной емкости, второй воздушный трансформатор, обмотки которЬго соединены по трехполюсной схеме, переключатели витков первичных и вторичных обмоток воздушных трансформаторов, измеритель, один вход которого соединен с выходом преобразовател  тока, а другой с подвижньми контактами переключателей витков вторичньлх обмоток воздушных т;рансформаторов, причем источник переменного тока соединен с фильтром, один выход которого через магазин переменной емкости, подключенный к подвижным контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой первого воздушного трансформатора, а другой выход фильтра через преобразователь тока, подключенный к подвижньи контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансфо 1аторов , соединен с первичной обмоткой второго воздушного трансформатора, подвижные контакты переключател  витков первичных обмоток трансформаторов подключены к токовым зажимам дл  подключени  измер емого комплексного сопротивлени , а потенциальные зажимы соединены с вторичной обмоткой воздушных трансформаторов. На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  измерени  активного сопротивлени  комплексных сопротивлений. Устройство содержит источник 1 переменного тока, фильтр 2, магазин 3 переменной емкости, воздушные трансформаторы 4 и 5, измеритель б с входами I и (I , соединенный . с переключател ми 7 и 8 витков вторичных обмоток 9 и 10 воздушных трансформаторов 4 и 5, переключатель 11 концов первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформаторов 4 и5 и преобразователь 14 тока. Источник 1 переменного тока подключен к фильтру 2, один выход кот торого через магазин 3 переменной , емкости соединен с первичной обмоткой 12 воздушного трансформатора 4, а другой - через преобразователь 14 тока - с первичной обмоткой 13 воздушного трансформатора 5. Вход I измерител  б соединен с подвижными контактами переключателей 7 и 8 витков вторичных обмоток Э и10, а вход Н - с преобразователем 14 тока Исследуемое комплексное сопротивление 15 подключено по четырехзажимной схеме к воздушным трансформаторам 4 и 5.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the active component of the impedance mainly of capacitors and inductors. A device for measuring the active resistance of wires (containing a high-frequency retjepaTop, ammeter, measuring circuit, voltmeter, metal cylinder, rotating frame, and capacitor fl) is known. A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy, as it is influenced by the phase relationship between current and emf induced by the magnetic flux in the pivoting frame. Since the pivoting frame covers only a part of the magnetic flux, the phase of the flux penetrating the pivoting frame differs from the phase of the total current water. At the same time, the inter-turn capacitance, the resistance of the turn-frame, as well as eddy current losses in the metal cylinder and the capacity of the frame relative to the cylinder affect the phase relationship between the emf of the swivel frame and the full current.In addition, this device characterizes a limited frequency range in which the measurement is made from 10 kHz or more. The closest to the technical essence of the invention is my measuring circuit for measuring inductance. This device contains series-connected alternating current source, current transducer, air traformer, the windings of which are connected in a three-pole circuit, as well as a zero indicator, an exemplary measure, a two-winding transformer, and a variable resistor 2}. The accuracy and repeatability of the prototype measurements depends on the phase shift between the primary winding current and the voltage at the ends of the secondary winding of an exemplary measure, which is affected by inter-winding capacitance, dissipation inductance, active resistances, the mutual position of the windings and the difference in electrical potentials between do adjacent coils of primary and secondary windings of exemplary measure. Higher harmonics of the supply voltage and current, which reduce the measurement accuracy and narrow the range of values of the measured values, also have a strong influence on the measurement accuracy, as well as on the range of measured active resistances. In addition, the device does not allow to directly measure the resistance. This reduces the speed of the installation, its performance, which is especially important in mass control. The aim of the invention is to increase the measurement accuracy and expand the range of values of the measured values. The goal is achieved by the fact that a device for measuring the active component of the impedance containing an alternating current source, a current transducer and an air transformer, the windings of which are connected by a three-pole circuit, a filter, a variable capacity store, a second air transformer, the windings of which are connected by a three-pole circuit are inserted circuit, switches, turns of primary and secondary windings of air transformers, meter, one input of which is connected to the output of current transducer, and others with movable contacts of the switches of the windings of the secondary windings of the air tons; transformers, the AC source connected to the filter, one output of which through the variable capacity magazine connected to the movable contacts of the switches of the windings of the primary windings of the air transformers, and the other the output of the filter through a current converter connected to the movable contacts of the switches of the turns of the primary windings of the air transformers, connected to the primary winding of the second air transformer, the moving contacts of the switch of the primary windings of the transformers are connected to current terminals for connecting the measured impedance, and the potential terminals are connected to the secondary winding of air transformers. The drawing shows a circuit diagram of a device for measuring the active resistance of complex resistances. The device contains an alternating current source 1, a filter 2, a variable capacity store 3, air transformers 4 and 5, a meter b with inputs I and (I connected to switches 7 and 8 turns of secondary windings 9 and 10 of air transformers 4 and 5, switch 11 of the ends of the primary windings 12 and 13 of air transformers 4 and 5 and current converter 14. The AC source 1 is connected to filter 2, one output through variable store 3, the capacitance is connected to the primary winding 12 of air transformer 4, and the other through current 14 is with the primary winding 13 of the air transformer 5. Input I of the meter b is connected to the moving contacts of switches 7 and 8 turns of the secondary windings E and 10, and input H to the current converter 14 The impedance 15 is connected by a four-terminal circuit to the air transformers 4 and 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Переключатель 11 витков первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформаторов 4 и 5 устанавливают в положение 16 при измерении активной составл ющей комплексного сопротивлени  конденсаторов и в положение 17 катушек индуктивностей.The switch 11 turns of the primary windings 12 and 13 of the air transformers 4 and 5 is set to position 16 when measuring the active component of the capacitance of the capacitors and to position 17 of the inductors.

Исследуемое комплексное сопротивление 15 - конденсатор или катушку индуктивности подсоедин ют к точкам 18 и 19 первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформат-ОЕЮВ 4 и 5.The impedance 15 under study is a capacitor or inductance coil connected to the points 18 and 19 of the primary windings 12 and 13 of the aerial transformer OEEV 4 and 5.

II

Чувствительность измерител  б устанавливают на минимум. Концы вторичных обмоток 9 и 10 воздушных трансформаторов 4 и 5 подсоедин ют к точкам 20 и 21 исследуемого комплексного сопротивлени  15. The sensitivity of the meter b is set to minimum. The ends of the secondary windings 9 and 10 of the air transformers 4 and 5 are connected to the points 20 and 21 of the impedance 15 under study.

Дл  данной частоты источника 1 переменного тока при помощи магазина 3 переменной емкости настраивают в резонанс контур возбуждени , состо щий из мaгaзинk 3 переменной емкости, первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансфррматрров 4 и 5, эквивалентной индуктивности выходной цепи фильтра 2, преобразовател  14 тока и исследуемого комплексного сопротивлени  15.For this frequency of an alternating current source 1, a variable capacitance circuit consisting of a variable capacitance store 3, primary windings 12 and 13 of the air transformer 4 and 5 equivalent to the inductance of the output circuit of the filter 2, current transducer 14 and the test current are tuned into resonance. impedance 15.

Момент резонанса фиксируют по максимальному показанию измерител  6.The moment of resonance is fixed by the maximum reading of the meter 6.

При протекании тока по первичным обмоткам 12 и 13 воздушных трансформатороЬ 4 и 5 во вторичных обмотках 9 и 10 навод тс  ЭДС, которые суммируютс  и уравновешивают реактивную составл ющую полного падени  напр жени  на исследуемом комплексном сопротивлении 15.When current flows through the primary windings 12 and 13, the air transformers 4 and 5 in the secondary windings 9 and 10 induce EMF, which are summed up and balance the reactive component of the total voltage drop across the complex impedance 15 under study.

Дл  определени  полного падени  напр жени  перемещают Подвижный контакт переключател  7 от позиции 2 к позиции 23, добива сь минимального показани  измерител  6. Затем увеличива  чувствительность по входу I измерител  б и измен   положение подвижного контакта от позиции 24 и позиции .25 переключател  8 витков, добиваютс  минимального показани  измерител  б.To determine the total voltage drop, move the movable contact of switch 7 from position 2 to position 23, achieve a minimum reading of meter 6. Then increase the sensitivity on input I of meter b and change the position of the movable contact from position 24 and position .25 switch 8 turns to achieve minimum meter reading b.

После этого снова увеличивают чувствительнЬсть по входу I измерител  6 и, измен   частоту источника 1 переменного тока, добиваютс  минимального показани  измерител  6, т.е. полной, компенсации реактивной составл ющей падени  напр жени  на комплексном сопротивлении 15 относительно вхрда измерител  б.After that, the sensitivity of input I of meter 6 is increased again, and by changing the frequency of the AC source 1, the meter 6 is minimally read, i.e. full compensation of the reactive component of the voltage drop across the impedance 15 relative to the voltage meter b.

Минимальное показание измерител  б после полного уравновешивани  схемы дает значение активной составл ющей комплексного сопротивлени .The minimum reading of the meter b after the circuit is fully balanced gives the value of the active component of the impedance.

В насто в(ее врем  технически наиболее совершенньм прибором дл  измерени  активной составл ющей комплексного сопротивлени   вл етс  автом1атический мост переменного тока с цифровым отсчетом типа Р5016, который выбран в качестве базового объекта. At present, its technically most advanced device for measuring the active component of the impedance is an automatic AC bridge with a digital readout of type P5016, which is chosen as the base object.

Прибор относитс  к.классу мостов переменного тока с тесной индуктивной св зью между плечами отношений. При измерении активной составл ющей комплексного сопротивлени  этюд мостом иссд едуемый объект сравнивают с образцовьии мерс1ми The device belongs to the class of AC bridges with a close inductive connection between the arms of a relationship. When measuring the active component of the complex resistance of the etude by the bridge of the issd, the moving object is compared with the standard sample

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее источник переменного тока, преобразователь тока и воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения точности измерения и расширения диапазона значений измеряемых величин, в него введены фильтр, магазин переменной емкости, второй воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, переключатели витков первичных и вторичных обмоток воздушных трансформаторов, измеритель,, один вход которого соединен с выходом преобразователя тока,, а другой — с подвижными контактами переключателей витков вторичных обмоток воздушных трансформаторов, причем источник переменного тока соединен с фильтром, один выход которого через магазин переменной 'емкости, подключенный к подвижным контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой первого воздушного трансформатора, а другой выход фильтра через преобра- _с зователь тока, подключенный к подвижным контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой второго воздушного трансформатора, подвижные контакты переключателя витков первичных обмоток трансформаторов подключены к токовым зажимам для подключения измеряемого комплексного сопротивления, а потенциальные зажимы соединены с вторичной обмоткой воздушных трансформаторов .DEVICE FOR MEASURING THE ACTIVE COMPONENT OF COMPLEX RESISTANCE, containing an AC source, a current converter and an air transformer, the windings of which are connected by a three-pole circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement and expand the range of measured values, a filter is introduced into it , a variable-capacity store, a second air transformer, the windings of which are connected in a three-pole circuit, switches for turns of the primary and secondary windings of air transformers, a meter, one input of which is connected to the output of the current transducer, and the other to the movable contacts of the switches of the turns of the secondary windings of air transformers, and the AC source is connected to the filter, one output of which is through a variable-capacity magazine connected to the movable contacts of the switches of the primary turns air windings transformer coupled to the primary winding of the first air-core transformer and the other output of the filter through _a transformation of current zovatel connected to the movable Comte the switch coils of the primary windings of the air transformers, connected to the primary winding of the second air transformer, the movable contacts of the switch of the turns of the primary windings of the transformers are connected to current clamps for connecting the measured complex resistance, and the potential clamps are connected to the secondary winding of the air transformers. SU 10180SU 10180 4^4 ^ СЛ >SL>