SU672572A1 - Компенсационный мост переменного тока - Google Patents

Description

(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

лени , причем оба образцовых элемента, однородных измер емой составл ющей koMnjiekcHoro сопротивлени , включены в смежные плечи мостовой измерительной схемы и одними своими выходами подключены к началу нерегулируемой вторичной .обмотки трансформатора питани  и к одному из входов согласующего устройства, второй конец ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени , подключен к концу вторичной обмотки трансформатора питани  и ко второму входу согласующего устройства, вершина измерительной диагонали мостовой измерительной схемы чёрёз второе согласующее устройство соединена с одним из входов формировател  импульсов, выйбды ко- торбго сОедйНёны с инверсным входом элемента запрет , блок уравновешивани , соединенный с блоком индикации , введены два фазовременных преобразовател , второй элемент запрет, элемент ИЛИ, а трансформатор питани  снабжен регулируемой вторичной обмоткой , к концу которой подключен другой конец ветви, содержащей измер емое комплексное сопротивление, а начдло упом нутой обмртки соединено с концом нерегулируемой вторичной обмотки. При этом вторые входы фазо- временных преобразователей и форми- . ровател  импульсов подключены параллельно .к выходу первого согласующего устройства, первые входы фазовременных преобразователей - параллельно к выходу второго согласующего устройства, пр мой вход первого элемента запрет - к выходу первого фазоврёменного преобразовател , а инверсный вход второго элемента запрет - к выходу второго фазовр-еменнего преобразовател . Пр мой вход йТЬрого элементов запрет соединены со входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом блока уравновешивани .

При такой конфигурации цепи мостовой измерительной схемы по вл етс  возможность осуществить выбор предела измерени  путем коммутации образ- ЩШб 0элейента , расположенного в плече ветви, содержащей измер емое комплексное сопротивление, а достиженидь состо ни  квазиравновеси  внутри выбранного предела измерени  Ш55КНО осуществить путем коммутации

витков дополнительной вторичной обмотки.

Благодар  этому приведенна  по rpeiflHoCfь иэмерёнй  остаетс  неизменной , а точность/ измерени  повышаетс  - ёчёт Toroj что отношение витков обмоток трансформатора не зависит от

температуры и времени. .,.

На фиг. 1 дана структурна  схема ЬмпенсацйоНйого Моста переменного тока; на фиг. 2, 3 - временные диаграмувы процесса уравновешивани , где обозначены

Uflb напр жение питани  ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени ;

Udc напр жение небаланса;

f -. фазовый сдвиг напр жени 

Uob относительно напр жени  5 Udc

fj - фазовый угол, равный

dc

arc sirr

Уг. фазовый угол, равныйу ° с о 5,р Компенсационный мост переменного

тока содержит мостовую измерительную цепь 1, образцовый элемент 2 с сопротивлением RU , служащий дЛ  выбора пределов измерени , активный 3 с сопротивлением R. и реактивный 4

5 с емкостью С, элементы измер емого комплексного сопротивлени , конденсатор 5 и резистор 6, генератор синусоидального направлени  7, трансформатор питани  8 с первичной обмотQ кой 9 с числом витков W,,вторичной об ,,-моткой 10 с числом витков Wj,дополнительной вторичной коммутируемой обмоткой 11 с числом витков W, согласующие устройства 12, 13, формироватейЬ импульсов 14, фазовременные преобразователи 15, 16, элементы запрет 17, 18,. элемент ИЛИ 19, блок уравновешивани  20 и блок индикации 21.

Процесс уравновешивани  компен0 сационно-мостовой измерительной схемы по активной (реактивной) составл ющей ко1 плексного сопротивлени  осуществл ют за счет изменени  напр жени  питани  ветви, содержащей из5 мар емре комплексное сопротивление, путем коммутации витков обмотки 11 трансформатора питани .

Момент квазиравновеси  компенсационно-мостовой измерительной схемы

0 по активной сост авл ющей комплексного сопротивлени  можно зафиксировать , добива сь выполнени  следующего соотношени 

({

или

J f-y 0

Блокиру  (сбрасыва ) например, все изменени  регулируемого элемента (витки обмотии 11) привод щие к неравенству 55 f-Y,0

r-Y,,o или

f - Y О 60г

и сбрасыва  (блокиру ) все изменени  регулируемого элемента, привод щие

к неравенству

Y - Y о

Claims (2)

1. V - У о можно добитьс  квазиравновеси  ко пенсационно-мостовой измерительно . схемы, например, по активной сост л ющей измер емого комплексного со противлени  (фиг. 2, фиг. 3). Процесс уравновешивани  компен сационно-мостовой измерительной сх мы по реактивной составл ющей ком плексного сопротивлени  осуществл  ют аналогично с той лишь разницей что вместо образцового сопротивлен R, служащего дл  выбора предела и мерени , включают образцовую емкос Cg. Отсчет составл ющих комплексно сопротивлени  можно получить следу щим образом. Известно что .,,, V где R.{/ и йус - радиусы окружносте уравновешивани . В момент квазиравновеси  li, (5) Приравн в выражени  (3) и (4), получим J -(-0-w полага  будем иметь ), (8) В то же врем  уравнение (7) мож но выразить через соотношение витков во вторичной обмотке трансформатора питани  W W,, К , А t / полага  подставив выражение (9) в выраж . ние (8), получим . (т - - v/i При . W Confit.. С учетом уравнени  (10) уравнен ( 8) примет вид . (12.) Таким образом, зна  значени  п, можно определить значени  активной составл ющей измер емого комплексн сопротивлени  Д а при смене образцового элемента R на С получим значение реактивной составл к цей измер емого комплексн сопротивлени  HV Устройство работает следующим образом . Напр жение Ucf , снимаемое непосредственно с измерительной Цепи 1 (фиг. 2, 34), через согласующее устройство 12 поступает на первые входы формировател  импульсов 14 и преобразователей 15 и 16, а напр жение питани  Uflb через согласующее устрой ) ртво 13 (фиг. 2,0.) поступает на . вторые входы формировател  импульсов 14 и преобразователей 15 и 16. Сиг .нал с выхода формировател  импульсов 14 (Фиг. 2, 3,Ь) пропорциональный временному интервалу между ближайшйми соседними точками перехода через нуль с.минусана плюс (с плюса на минус ) напр жением небаланса Ujj. и напр жением питани  UQ измерительной cxeNM (точка перехода через нуль напр жением питани  Uqb вз та за начало отсчета), поступает на инверсный вход элемента запрет 17 и на пр мой вход элемента запрет 18. Сигнал с выхода преобразовател  15 (фиг. 2, 3,с), пропорциональный временному интервалу, отсчитанному от начала .отсчета до первого момента времени, .соответствующего равенству мгновенных значений напр жени  питани  ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени , и сигнала, положительный у эовень которого пропорционален амплитудному значению напр жени  не.баланса, поступает на пр мой вход элемента запрет 17, а сигнал с выхода преобразовател  16 (фиг. 2, 3,с1). пропорциональный временному интервалу,.отсчитанному от начала отсчета до второго момента времени, соответствующего равенству мгновенных значений напр жени  питани  Uob ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени  , и сигнала, положительный уровень которого пропорционален гмплитудному (экстремальному) значению напр жени  небаланса, поступает на инверсный вход элемента запрет 18. В случае, когда длительность первого из этих сигналов больше длительности второго сигнала, но меньше третьего, на выходе элементов /запрет 17 и 18 (фиг. 2, 3, f ,g ) сигйал отсутствует , в случае, когда длительность первого из этих сигналов меньше длительности второго и третьего сигналов , на выходе элемента запрет i .(фиг. 2,6rf) сигнал присутствует, а на выходе элемента запрет 18 (фиг. 2, б,;) отсутствует, а когда длительность первого из вышеописанных сигналов больше длительности второго и третьего сигналов, то сигнал на выходе элемента запрет 17 (фиг.З, б, f ) отсутствует, а на выходе элемента запрет 18 () присутствует. Сигналы с выходов элементов запрет l7 и 18 подаютс  на входы элемента ИЛИ 19. Отсутствие сигнала на выхо де элемента ИЛИ 19 (фиг. 2, а, Ь; фиг. 3, а, Ь) свидетельствует о недоуравновешивании (переуравновешивании ) компенсационного моста переменного тока, наличие сигнала на вы ходе элемента ИЛИ 19 (фиг. 2, б, 3, 6,17) свидетельствует о переуравновеиивании (неудоравновешйвании) компенсационного моста переменного тока. Предлагаемый компенсацио.ннь13 MCicT переменного тока поэв6л 1ет повысить точность измерени  ссэставл ющих комплексного сопротивлени  и расширить функциональные возможностиАСУТП, в которых об изменении технологических параметров суд т по. изменени м R, L, С-парамётров комплексных преоб- , разователей. Формула изобретени  Компенсацибнйый мЬст перёмённогб тока, содержащий генератор синусоидйЛьного напр жени , выход котopofO подсоединен к первичной обмотке тран форматора питани , мостовую измерительную , схему, одна вегвь которой составлена из последоватёль но соединенных комплексного сопротивлени  и обра 1 еврГо --SJreKie :й4 аТ ОЙн6р о-дного измер емой составл ющей ксилплексного сопротивлени , а втора  ветвь составлена из последовательно включенных образцовых элементов, одного однородного и.эмёр емой составл гащей комплексного сопротивлени , а другого - однородного по характеру неизмер емой составл ющей колишвксного сопротивлени , причем оба образцовых элемента, однородных измер емой составл ющей комплексного ё01Й|) Ьтив лёни , вк тгочеШ сйёЖйыё гшёчй мое товой измерительной схемы и одними своими выводами, подключены к началу нерегулируемой вторичной обмотки трансфЬрматора питани  и к одному из ходов согласующего устройства.

   qp

   иг. / второй конец ветви, не содержащей измер емого комплексного сопротивлени , подключен кконцу указанной вторичной обмотки трансформатора питани  и ко второму входу согласующего устройства, вершина измерительной диагонали мостовой измерительной схемы через второе согласующее устройство соединена с одним из входов формировател  импульсов , выход которого соединен с инверсным входом элемента запрет, блок уравновешивани , соединенный с блоком индикации, отличающийс  тем, что, с целью повьн ени  точности измерени  и расширени  диапазона измерени  составл к дих комплексного сопротивлени , в него введены два фазовременных преобразовател , второй элемент запрёт, элемент ИЛИ, а трансформатор питани  снабжен регулируемой вторичной обмоткой, к концу которой подключен другой конец ветви,содержащей измер емое комплексное сопротивление, а начало этой обмотки соединено с концом нерегулируемой вторичной обмотки, при этом вторые входы фазовременных преобразователей и формировател  импульсов подключены параллельно к входу первого согласующего устройства, первые входы фазрвременнык преобразователей - параллельно к выходу второго согласующего устройства, пр мой 1зход первого элемента запрет к выходу первого фазовременного преобразовател , а инверсньЕй вход второго элемента запрет к выходу второго фазовременного преобразовател , пр мой вход второго элемента запрет - к выходу формировател  импульса, выходы обоих элементов запрет соединены со входс1ми элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом блока уравновешивани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Карандеев К.Б. Специальные метода электрических измерений. Госэнергоиздат 1963, с. 237-240.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 391285, кл. G 01 JR 17/10, 16.01.73.