SU1663568A1 - Трансформаторный мост дл измерени малых сопротивлений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  параметров малых комплексных сопротивлений в цеп х переменного тока. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  шумов и искажений усилител  - достигаетс  путем введени  в трансформаторный мост, содержащий источник 1 питани , трансформатор 2 напр жени  с первичной обмоткой 3 и вторичными первой обмоткой 4, второй обмоткой 5 и третьей обмоткой 6, первый резистор 7, усилитель 8 тока, второй резистор 9, образцовую меру 10, измер емый объект 11 с первым 12 и вторым 13 зажимами, индуктивный компаратор 14 токов с первой входной обмоткой 15, второй входной обмоткой 16 и выходной обмоткой 07, указатель 18 равновеси , дополнительной обмотки 6 с первым 7 и вторым 9 резисторами дл  того, чтобы отбирать с обмотки 6 большую часть рабочего тока измер емого объекта, а усилитель тока 8 использовать только дл  добавки существенно меньшей части компенсирующего тока, что позвол ет уменьшить вли ние шумов и искажений усилител  тока, что повышает точность измерени . 1 ил.

Description

ON ON СА)

с

0е

00

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  параметров малых комплексных сопротийлений в цеп х переменного тока.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  шумов и искажений усилител . На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Схема содержит источник 1 питани , трансформатор 2 напр жени  с первичной обмоткой 3 (Wi) и вторичными первой обмоткой 4 (Л/з), второй обмоткой 5 (W4) и третьей обмоткой 6 (Wa), первый резистор 7 (Ri), усилитель 8 тока, второй резистор 9(R2), образцовую меру 10 (R0), измер емый объект 11 (Rx) с первым зажимом 12 и вторым зажимом 13, индуктивный компаратор 14 с токов с первой входной обмоткой 15 (Ws), аторой входной обмоткой 16 (We) и выходной обмоткой 17 (Wy), указатель 18 равновеси .

Трансформатор 2 напр жени  с обмотками 4-6 и компаратор 14 токов с-обмотками 15, 16 образуют трансформаторный мост, в одно плечо которого включена образцова  мера 10, а в другое - измер емый объект 11, при этом с помощью образцовой меры 10 уравновешивают мост. Выходы усилител  8 и обмотки 6 соединены через резисторы 9 и 7 соответственно с зажимом дл  подключени  измер емого объекта 11. Устройство работает следующим образом .

Индуктивный компаратор 14 токов дает нулевое напр жение на выходной обмотке 17 в том случае, если соблюдаетс  условие:

jx W5 ioW6,(1)

где Ix - рабочий ток измер емого объекта 11; 10 - образцовый ток, протекающий через резистор 10.

Образцовый токЗо равен

i и 0 Ro

(2)

где Щ - напр жение второй вторичной обмотки 5.

Усилитель 8 тока также, как и в прототипе поддерживает напр жение на измер емом объекте 11 Ох равным напр жению на первой вторичной обмотке 4 - Оз;

Ох Оз..(3)

В то же врем  напр жение Ох складываетс  из падени  напр жени  на Rx, вызываемого частью TOKaji от третьей вторичной обмотки 6 и падени  напр жени  на Rx, вызываемого частью токаЙ2 от усилител  8 тока.

Пользу сь законом Кирхгофаписать следующие выражени : 02

4J И

R1 +

Rx-R2

R2 + Rx

где LJ2 - напр жение на третьей обмотке 6,

R2 +

RrRx

(5)

RI+RX

UK - напр жение на выходе усилител  8 тока.

Падение напр жени  Ои, вызываемое частью тока h на измер емом объекте 11(RX), равно:

м R х R2 ,MS 2R2+Rx U2-R2-Rx

Ri +

RX-R2 Rx(Ri +R2) + RrR2 R2 + Rx(b;

Падение напр жени  Ui2, вызываемое ц частью тока z на измер емом объекте 11 (Rx), равно:

i i R x-Ri

. UKRi + RXUK-RI-RX

IV

о

5

0

R2 +

Ri-Rx Rx(Ri +R2) + Rr R2 Ri+RxV)

Использу  (6) и (7), можно найти часть тока ixi и

U2R2-(8)

1x2

Rx(Ri + R2) + RrR2 UK-R. 1

Rx(Ri +R2)+RrR2 Отсюда можно найти ix:

; ; . ; u2-R2+OK-Ri

Ix Ix 1 + Ix 2

(9)

Rx(Ri +R2) + Ri R2 (1°} Использу  выражение (10), можно записать

Ох и3 A2+UK-Ri

Ri 4- Ra +

RrR2

Rx

(11)

Из выражений (10) и (11) видно, что поддержание Ох равным U3 возможно за счет перераспределени  частей тока 1Х1 . Предположим, что сопротивление Rx не

0 измен етс , а сопротивление RI в результате воздействи  внешних факторов или старени  изменилось на величину ARi. Это приведет к изменению тока Ix через сопротивление RX, что вызовет изменение Ох на

5 величину AUx. В результате усилитель 8 тока отработает разбаланс между сравниваемыми напр жени ми Оз и Ох + А Ох таким образом, чтобы падение напр жени  на Rx вернулось .к значению Ох. Это возможно за счет изменени  в выражении (10) выходного

напр жени  усилител  8 тока UK, т.е. изменени  составл ющей тока 1Х2- что и происходит .

Таким образом, при неизменном значении RX любое изменение RI, а по аналогии и R2, компенсируетс  с помощью напр жени  компенсации UK на выходе усилител  8 тока так, что величина lx не измен етс .

Поэтому напр жение на выходе компаратора тока не измен етс  и результат измерени  не искажаетс .

Предположим теперь, что изменилось значение RX на величину ARx. По закону Ома:

таъГ0 -1- 0

т.е. падение напр жени  на Rx будет отличатьс  от Оз.

Таким же образом, как и в первом случае , усилитель 8 тока выработает напр жение компенсации Ок такое, чтобы снова наступило равенство Оз Ux.

Это возможно ,в случае, если изменитс  х на величину , Д1Х такую, что выполнитс 

Условие Ох

что и обеспечиваетс  усилителем 8 тока. Таким образом выполн етс  закон Ома

R7T№ i +Ai

ток в первичной обмотке W5 компаратора токов 14 изменитс , следовательно, момент равновеси  моста будет соответствовать новому значению измер емого сопротивлени  Rx + ДНХ.

Можно сделать вывод, что схема устройства не чувствительна к изменени м резисторов RI и R2, вызываемых их нестабильностью. В тоже врем  измен   их величину, можно осуществл ть перераспределение составл ющих рабочего тока 1x1 и iX2 соответственно от третьей вторичной обмотки 6 и усилител  8 тока, тем самым уменьшать вли ние шумов и искажений усилител  8 тока.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Трансформаторный мост дл  измерени  малых сопротивлений, содержащий источник питани , первый вывод которого соединен с началом, а второй - с концом первичной обмотки трансформатора напр жени , при этом начало первой вторичной

   обмотки трансформатора напр жени  соединено с первым зажимом дл  подключени  измер емого объекта, второй зажим дл  подключени  измер емого объекта соединен с начало - первой входной обмотки индуктивного компаратора токов, конец которой соединен с общей шиной, концы второй вторичной обмотки трансформатора напр жени  и второй входной обмотки индуктивного компаратора токов соединены с

   общей шиной, образцовую меру, подключенную между началом второй вторичной обмотки трансформатора напр женич и нэ- чалом второй входной обмотки индуктивного компаратора токов, указатель

   равновеси , соединенный с выходной обмоткой индуктивного компаратора токов, один вывод которой и один вывод источника питани  и указател  равновеси  соединены с общей шиной, усилитель тока, первый

   вход которого соединен с концом первой вторичной обмотки трансформатора напр жени , а второй вход соединен с вторым зажимом дл  подключени  измер емого объекта, отличающийс  тем, что, с

   целью повышени  точности измерени , в него введены треть  вторична  обмотка трансформатора напр жени , первый и второй резисторы, причем начало третьей вторичной обмотки трансформатора

   напр жени  соединено с общей шиной, а ее конец соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с первым зажимом дл  подключени  измер емого объекта и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с выходом усилител  тока.