SU455286A1 - Bridge with indukti? About bound shoulders - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, точнее к той ее области, котора  занимаетс  измерением комплексных сопротивлений при помощи мостовых и компенсационных измерительных цепей переменног тока.The invention relates to electrical measuring technology, more precisely to its area, which is involved in measuring complex resistances using bridge and compensating measuring circuits of alternating current.

Известен мост с индуктивно св занными плечами дл  измерени  комплексных сопротивлений , содержащий источник питани , трансформатор напр жени , индуктивный компаратор то-ков, нуль-орган и образцовые меры. Дл  снижени  вли ни  на точность измерений внутренних сопротивлений обмоток трансформатора нанр жени  и компаратора токов, а также сонротнвлени  соединительных проводов, включенных в ветви моста последовательно с измер емым объектом, применено устройство комненсации, представл ющее собой усилитель напр жени , входные зажимы которого нодключены к цепочке из последовательно соединенных дополнительной обмотки на трансформаторе напр жени  и измер емого сопротивлени , а выход усилител  включен в ветвь с измер емым сопротивлением.A bridge with inductively coupled arms for measuring complex impedances is known, comprising a power source, a voltage transformer, an inductive current comparator, a null organ, and reference measures. To reduce the influence on the measurement accuracy of the internal resistances of the windings of the current transformer and current comparator, as well as the sonication of the connecting wires connected in the bridge branches in series with the object being measured, a compensation device is used, which is a voltage amplifier whose input terminals are connected to the chain of the auxiliary winding connected in series on the voltage transformer and the measured resistance, and the output of the amplifier is connected to the branch with the measured resistance.

Однако в таком устройстве при измерении параметров комплексных сопротивлений индуктивного характера необходимо дублировать регулируемую обмотку на трансформаторе нанр жени  в ветви с измер емым объектом . Очевидно, что если регулируема  обмотка содержит 4-5 разр дов, то дублирование переключаемых витков и коммутирующих элементов св зано с определенными трудност ми конструктивного характера. Кроме того, дополнительна  погрешность нзмереннй возннкает из-за вли ни  выходного сопротивлени  усилител , включенного в ветвь моста последовательно с измер емым объектом. Устойчивость известного компенсирующего устройства ограничена, так как в цепи обратной св зи усилител  включены малые внутренние сопротивлени  компенсируемой н дополнительной обмоток, что ограничивает величину коэффициента усилени  усилител  и, следовательно , точность комненсации.However, in such a device, when measuring the parameters of inductive impedances, it is necessary to duplicate the adjustable winding on the voltage transformer in the branch with the object to be measured. Obviously, if an adjustable winding contains 4–5 bits, the duplication of switchable turns and switching elements is associated with certain structural difficulties. In addition, an additional error in the dimension arises due to the influence of the output impedance of the amplifier included in the bridge branch in series with the object being measured. The stability of the known compensating device is limited, since small internal resistances of the compensated and additional windings are included in the feedback circuit of the amplifier, which limits the value of the gain factor of the amplifier and, therefore, the accuracy of compensation.

В предлагаемом устройстве повышенне точности измерений малых комплексных сопротивлений достигаетс  за счет того, что входные зажимы усилител  наир женн  подключаютс  к зажимам обмоток, вли ние остаточных параметров которых компенсируетс , а выход усилител  через последовательно соединенные дополнительную обмотку и дополнительную образцовую меру включаетс  параллельно входу усилител . При этом в выходной цепи усилител  формируетс  компенсирующий ток с точностью до коэффициента передачи усилител , равный рабочему току в измерительной цепи, но протекающий в компенсируемых рабочих обмотках встречно с рабочимIn the proposed device, improved accuracy of measurements of small complex resistances is achieved due to the fact that the input terminals of the amplifier are connected to the winding terminals, the influence of residual parameters of which is compensated, and the output of the amplifier is connected in parallel with the additional winding and additional standard measure parallel to the amplifier input. In this case, in the output circuit of the amplifier, a compensating current is formed with an accuracy up to the transfer coefficient of the amplifier, equal to the operating current in the measuring circuit, but flowing in the compensating operating windings in opposite to the working

током. Этим практически достигаетс  обесточивание рабочих обмоток, за счет чего исключаетс  вли ние падений напр жени  на остаточных сопротивлени х обмоток.current. This practically achieves de-energizing the working windings, thereby eliminating the effect of voltage drops on the residual resistances of the windings.

Принципиальна  схема предлагаемого моста представлена на чертеже.A schematic diagram of the proposed bridge is shown in the drawing.

Устройство содержит генератор 1, входной трансформатор 2 напр жени  с тесно св занными вторичными обмотками 3, 4 и 5, сравниваемые измер емое 6 и образцовое 7 сопротивлени , указатель 8 равновеси , устройство компенсации с усилителем 9 напр жени  и дополнительным образцовым сопротивлением 10.The device contains a generator 1, an input voltage transformer 2 with closely coupled secondary windings 3, 4 and 5, compared measured 6 and sample 7 resistances, an equilibrium indicator 8, a compensation device with a voltage amplifier 9 and an additional model resistance 10.

Выбор коэффициента передачи усилител  9 определ етс  из тех соображений, чтобы число БИТКОВ в дополнительной обмотке 3 было нерегулируемым при уравновешивании мостовой цепи регулированием числа витков в одной из рабочих обмото к. Так, например, при измерении сопротивлений ем.костного характера регулируетс  число витков .в обмотке 5. В этом случае коэффициент передачи усилител  прини.л1аетс  равным двум. На вход усилител  подаетс  напр жение, равное суммарному напр жению обмоток 4 и 5, его выходное напр жение равно удвоенному значению приложенного. Выход усилител  через сопротивление 10 подключен к зажимам нос .тедовательно соединенных обмоток 4, 5 и 3. Если nil , результирующее напр жение в выходной цепи усилител  равно напр жению на зажимах обмотки 5 и при гц ZQ через обмотки 4, 5 и 3 протекает ток, примерно равный рабочему току измерительной цепи, но направленный вторично, в результате чего обмотки 4 и 5 обесточены с точностью, ограниченной погрешностью :коэффициента передачи усилител .The selection of the transmission coefficient of amplifier 9 is determined by the considerations that the number of BITKOV in additional winding 3 is unregulated by balancing the bridge circuit by controlling the number of turns in one of the working windings. For example, when measuring capacitance of capacitive nature, the number of turns is adjusted. winding 5. In this case, the gain of the amplifier is assumed to be two. The amplifier is supplied to the input equal to the total voltage of the windings 4 and 5, its output voltage is equal to twice the value of the applied voltage. The output of the amplifier through the resistance 10 is connected to the terminals of the nose. The windings 4, 5 and 3 are connected. If nil, the resulting voltage in the output circuit of the amplifier is equal to the voltage on the terminals of the winding 5 and at Hz ZQ current flows through the windings 4, 5 and 3 approximately equal to the operating current of the measuring circuit, but directed a second time, as a result of which the windings 4 and 5 are de-energized with an accuracy limited by the error: the gain of the amplifier.

При излгерении сопротивлений индуктивного характера мост уравновешиваетс  регулированием числа витков в обмотке 4. В этом случае желательно выбрать т1 тз и коэффициент передачи усилител  прин ть равным единице. На вход усилител  (или в данном случае повторител  напр жени ) подаетс  напр жение с зажимов обмоток 4 и 5. Пол рность обмотки 3, включенной на выходе усилител , измен етс  таким образом, что ее напр жение суммируетс  с выходным напр жеиием усилител  и встречно с напр жением па зажимах обмоток 4 и 5. Результирующее папр жение в выходной цепи усилител , приложенное :К сопротивлению гц ZQ, равно напр жению па зажимах обмотки nii /Пз, вIn case of inductive impedance resistances, the bridge is balanced by controlling the number of turns in winding 4. In this case, it is desirable to choose T1 and 3 and the gain transfer ratio of the amplifier should be equal to one. The input of the amplifier (or in this case, the voltage follower) is energized from the terminals of windings 4 and 5. The polarity of the winding 3 turned on at the output of the amplifier is changed so that its voltage is summed with the output voltage of the amplifier and voltage pa terminals of the windings 4 and 5. The resulting voltage in the output circuit of the amplifier, applied: To the resistance Hz ZQ, is equal to the voltage pa terminals of the winding terminals nii / Pz, in

результате чего в цепи создаетс  компенсирующий ток, равный рабочему току и протекаюП1 ,ий по обмоткам 4 и 5 во встречном направлении н обесточивающий их. Обесточивание обмоток значительно облегчает работу ключей , переключающих числа витков в регулируемых обмотках.as a result, a compensating current is created in the circuit, which is equal to the operating current and flows through the windings 4 and 5 in the opposite direction and de-energizes them. De-energizing the windings greatly facilitates the operation of keys that switch the number of turns in the adjustable windings.

Применение предлагаемого компенсирующего устройства обеспечивает высокую точность измерени  малых комплексных сопротивлений . Выходное сопротивление усилител  включено во всномогательной, компенсирующей ветви и не вли ет на точность измерений. Устойчивость работы устройства достаточно высока, как в цепи обратной св зи усилител  включено довольно большое образцовое сопротивление.The application of the proposed compensating device ensures high accuracy of measurement of small complex resistances. The output impedance of the amplifier is included in the power compensating branch and does not affect the measurement accuracy. The stability of the device is quite high, as in the feedback circuit of the amplifier a rather large sample resistance is included.

Предмет изобретени Subject invention

Мост с индуктивно св занными плечами, содержащий источник питан-и , трансформатор напр жени , образцовые меры, указатель равновеси  и устройство компенсации вли ни A bridge with inductively coupled shoulders, containing a power supply, a voltage transformer, exemplary measures, an equilibrium gauge, and an impact compensation device

остаточных параметров трансформатора, включаюпгее в себ  усилитель напр жени  и дополнительную обмотку па трапсформаторе, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  комиенсации вли ни  остаточных параметровresidual parameters of the transformer, including a voltage amplifier and an additional winding on a trapsformer, characterized in that, in order to simplify the monitoring of the effect of residual parameters

обеих рабочих обмоток трапсформатора, п нем вход усилител  подключен к зажимам последовательно соединенных упом нутых обмоток , а выход через последовательно соединенные дополнительную обмотку и дополнительную образцовую меру - параллельно входу тилител .Both working windings of the trapsformer, the input of the amplifier is connected to the terminals of the above-mentioned windings connected in series, and the output through the series-connected additional winding and additional standard measure is parallel to the input of the tilitel.