Мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока — SU 773509 (original) (raw)
Союз Советскнк Соцналнстнчесння РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рн 773509(51)М, Кл. 6 01 В 17/10 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ,ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть .использовано для измерения сопротивления различных электрических цепей, находящихся под напряжением перемен ного тока, в частности для измерения омического сопротивления статорных обмоток электрических машин в рабочих режимах под напряжением переменного тока. 10Известен мост постоянного тока для измерения сопротивления цепей, содержащий набор резисторов, магазин проводимостей, два источника питания, дроссели и нуль-индикаторы 13. 15Укаэанный мост обеспечивает измерение омических сопротивлений цепей, находящихся под напряжением переменного тока за счет использования в качестве образцового плеча 20 дросселя Фильтра, обмотка которого выполнена из материала с малым температурным коэффициентом, но при этом обладает ограниченным быстродействием и ограниченным диапазо ном величины и частоты переменного напряжения, подаваемого на измеряемое сопротивление. Гыстродействие ограничивается постоянной времени измерительной мостовой цепи, вели- З 0 чина которой определяется значениями реактивностей элементов фйльтра защиты от переменного тока и дросселя защиты источника питания, Увеличение переменного напряжения, подаваемого на измеряемое сопротивление, и уменьшение его частоты требует увеличения реактивностей указанных фильтров, что приводит к увеличению постоянной времени измерительной мостовой цепи и в результате к снижению быстродействия моста.Известен также мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, содержащий источник переменного напряжения, параллельно которому через разделительные конденсаторы подключены измеряемое плечо и входная диагональ Фазовращателя, выходная диагональ которого подключена к первичной обмотке компенсирующего трансформатора, одна вторичная одновитковая обмотка укаэанного трансформатора подсоединена к первичной обмотке делителя напряжения, другая вторичная обмотка компенсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми:отводами, соединенапоследовательно со вторичной обмоткой делителя напряжения, выполненнойсекционированной с регулируемымиотводами, набор резисторов и .магазинпроводимостей, образующие второе итретье плечи моста, источник постоянного напряжения, подключенный однимвыводом к одной иэ вершин диагонали питания, параллельно соединенныенуль-орган и конденсатор, включенные в измерительную диагональмоста 2.10Однако этот мост характеризуется пониженной точностью измерения иограниченным быстродействием,Целью изобретения является повышение точности измерения и быстро- .15действия.Поставленная цель достигаетсятем, что в мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением пе Оременного тока, содержащий источникпитания переменного напряжения, параллельно которому через разделительные конденсаторы подключены измеряемое плечо и вход Фазовращателя, выход которого подключен к первичнойобмотке компенсирующего трансформатора, первая вторичная одновитковаяобмотка упомянутого трансФорматорасоединена с первичной обмоткой делителя напряжения, другая вторич 30ная обмотка компенсирующего трансФорматора, выполненная секционированной с регулируемыми отводами,соединена последовательно со вторичной обмоткой делителя напряжения. ЗЗвыполненной секционированной с регулируемыми отводами, набор резисторови магазин проводимостей, образующиевторое и третье плечи моста, источник постоянного напряжения, под Оключенный одним выводом к одной извершин диагонали питания, параллельносоединенные нуль-орган и конденсатор,включенные в измерительную диагональмоста, введены регулируемый,образ"цовый резистор и дополнительные Фа- фэовращатель, компенсирующий трансФорматор и делитель напряжения, входдополнительного Фазовращателя подключен параллельно источнику переменного напряжения, а выход его подключен фок первичной обмотке дополнительногскомпенсирующего трансФорматора, первая вторичная одновитковая обмоткакоторого соединена с первичной обмоткой;дополнительного делителя напряженМя, вторая вторичная обмоткадополнительного компенсирующего трансФорматора выполненная секционированной с регулируемыми .отводами, соецинена последовательно с вторичнойобмоткой дополнительного делителянапряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, приэтом последовательно соединенные вторичная секционированная обмотка первого. делителя напряжения, вторичная секционированная обмотка первого компенсирующего трансФорматора и регулируемый образцовый резистор образуют четвертое плечо моста, причем один вывод вторичной секционированной обмотки дополнительного делителя напряжения соединен со вторым выводом источника постоянного напряжения, а другой вывод вторичной секционированной обмотки дополнительного компенсирующего трансформатора соединен с другой вершиной диагонали питания.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема моста.Мост содержит измеряемое сопротивление 1. Резисторы 2 и 3 образуют соответственно плечо выбора пределов измерения и плечо уравновешивания. Сопротивление образцового плеча моста содержит последовательно соединенные сопротивление вторичной обмотки 4 компенсирующего трансФорматора 5, сопротивление вторичной обмотки б делителя 7 напряжения и. сопротивление дополнительного регулируемого образцового резистора 8, дополняющее сопротивление образцового плеча до необходимого расчетного значения. Источник 9 переменного напряжения защищен от постоянного напряжения источника питания моста 10 разделительным конденсатором 11. Для защиты плеча выбора пределов измерения 2, плеча, уравновешивания 3 и нуль-индикатора 12 моста от прохождения переменного рабочего тока со стороны измеряемого сопротивления в образцовое плечо моста последовательно с образцовым сопротивлением 8 включены вторичная обмотка 4 компенсирующего трансформатора 5 и вторичная обмотка б делителя 7 напряжения. Делитель напряжения выполнен в виде трансформатора с тесной индуктивной связью между обмотками 13 и б. Компенсирующий трансформатор выполняется с тесной индуктивной евяэью между тремя обмотками 14,4,15Для компенсации переменного напряжения Оь между вершинами 16 и 17 . диагоналей моста вторичная обмотка 4 компенсирующего трансФорматора 5 и вторичная обмотка делителя 7 напряжения выполняются секционированными с регулируемым числом витков и включаютая последовательно таким образом, что напряжение этих обмоток находится в противофазе с напряжением 0. Для обеспечения более точной компенсации напРяжения 06, первичная обмотка делителя напряжения питается от одновитковой вторичной обмотки 15 компенсирующего трансформатора 5. Дополнительное деление напряжения, развиваемого на одновитковой обмотке 15 компенсирующего трансформато 773509ра 5, с помощью секционированной об-мотки обеспечивает более плавную иточную регулировку величины компенсирующего напряжения 016 1 . Темсамым обеспечивается более точноравенство .между напряжением 0на сопротивлении образцового йлеча и 5кОмпенсиРУюшим напрЯжением ОкпрИ ЭТОМ 01611О к.д 16 Ок 17 16При измерении переменной напря,жение 0,1 ь, развиваемое на сопро/тивлении образцового плеча, компен Осируется переменным напряжением6Окв,16 -Ок 1 Ь 16 +Ок 171НаХОдящЕмСяпримерно в противофазе, развиваемомна вторичной обмотке 4 компенсирующего трансФорматора 5 и обмотке 6 . 15делителя 7 напряжения. Так как напряжений 0,1 Ь 11 и Ок 17 16 Оказываются неточно в противоФазе, а с отклонением на угол + д , то для выполнения более точной компенсации 016 Ппервичная обмотка компенсирующеготрансформатора 5 питается от источника 9 переменного тока через Фазовращатель 18, построенный на элементах 19 - 22 Регулируя фазовращатель напряжение Ок 1716 МожеТ25быть развернуто на угол + д , приэтом достигнута окончательная компенсация переменного напряжения016,1 ч те0.1 ь,п . - ОкьфО Кв,111 фЗОгде Ок - компенсирующее напряжение, развиваемое наобмотке 4 компенсирующего трансформатора 5 чразворачиваемое на угол З 5Д= 0-180 О Фазовращателем 18;О - компенсирующее напряжение, развиваемое на обмотке 6 делителя 7 напряжения и разворачиваемоена угол д = 0-180 О фазовращателем 18.Таким образом, осуществляется точная компенсация переменного. напряже-.ния 01 ь,17 по модулю и фазе и защищаются от прохождения перемейного токаисточника 9 нуль-орган, сопротивление плеча выбора пределов изме- рения 2, сопротивление плеча уравновешивания 3 и сопротивление образцового плеча 8,Цепь питания моста постоянным током во время измерения защищаетсяот прохождения переменного тока аналогичным образом. В цепь питания моста последовательно с источником 10питания постоянным измерительным током включены вторичная обмотка 23 компенсирующего трансформатора 24 ивторичная обмотка 25 делителя 26 напряжения. делитель напряжения вы- ффполнен в виде трансФорматора с тес-,ной индуктивной связью между обмотками 27 и 25. Компенсирующий транс-,форматор 24 выполняется с тесной индуктивной связью между тремя обмотками 28, 23 и 29. Для компенсациипеременного напряжения 016 ьо (нашинах 16,30) в цепи питания и обеспечения равенства вторичная обмотка 23 компенсирувхчего трансформатора 24 и вторичнаяобмотка 25 делителя 26 напряжения выполняются с :(ционированными с регулируемыми Отводами. Причем для обеспечения болееточной компенсации 0,16 первичнаяобмотка делителя напряжения питается от одновитковой вторичной обмотки 29 компенсирующего трансформатора 24. Дополнительное деление напряжения (компенсирующего трансформатора), развиваемого на одновитковой обмотке 29 компенсирующего трансформатора 24, обеспечивает более плавную и точную регулировку. величины компенсирующего напряжения Ок , приК ЭО,16этомц =О + И1 ЬРО к ьо,16 к эо,1 ь "ъо,16где О - переменное напряжениекто,1 ьФразвиваемое на вторичной обмотке 23 компенсирующего трансформатора 24,О , - переменное напряжение,Зо;1 Ьразвиваемое на вторичной обмотке 25 делителя 26 напряжения.При измерении переменного напряжения 016 зр развиваемое в цепи питания моста компенсируется переменнымнапряжением О к о, =0 к зь,а + Ок л 1 в противофазе, развиваемом на вторичной обмотке 15 компенсирующего транс: Форматора 5, включенной последо-. вательно вторичной обмотке делителя 7 напряжения. Так как напряжения "16,ЪоОк1, оказываются нетолько в противоФазе, а развер нуты.на угол +сГ, то для выполнения более точной компенсации 06 первичная обмотка компенсирующего трансформатора 24 питается от источника 9,переменного тока через Фазовращатель, построенный на элемен- тах 31 - 34. Регулируя Фазовращатель 35, напряжение О можетКъо,Ю быть развернуто на угол ФсГ и при этом достигнута окончательная компенсация переменного напряжения Оэо 16, т. е.7ц =о=О +о""ЬО,1 Ь "ЪО,16 "О,16где О " компенсирующее напряжек ъо,1 ь1ние, развиваемое на обмотке 23 компенсирующего трансформатора 24 иразворачиваемое на уголдф= 0-180 Фазовращателем 31 - 34;ОК - компенсирующее напряженка, развиваемое на объо,16мотке 25 делителя 26напряжения и раэворачиваемое на угол0 о180 фазовращателем 3134.В предлагаемом мосте исключается необходимость систематически вносить поправки в каждый результат измерения, сокращается время измерения и тем самым обеспечивается большее быстродействие моста в целом. Динамическая погрешность измерения также уменьшается, поскольку в цепи питания моста для защиты от переменного рабочего тока взамен дросселя вво дится устройство компенсации, позволяющее при сохранении величины подавления переменного тока уменьшить вносимые реактивности и увеличить быстродействие моста.Формула изобретенияМост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, содержащий источник переменного напряжения, параллельно которому через разделительные конденсаторы подключены измеряемое пле чо и вход фазовращателя, выход которого подключен к первичной обмотке компенсирующего трансформатора, первая вторичная обмотка упомянутого трансформатора соединена с первичной обмоткой делителя напряжения, другая вторичная обмотка компенсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми отводами, соединена последовательно со вторичной обмоткой делителя напряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, набор резисторов и магазин проводимостей, образующие второе и третье .плечи моста, источник постоянного напряжения, подключенный одним выводом к одной из вершин диагонали питания, параллельно соединенные нульорган и конденсатор, включенные визмерительную диагональ моста, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и быстродействия, в него введены регулируемый образцовый резистор и дополнительные фазовращатель, компенсирующий трансформатор и делитель напряжения, вход дополнительного фазовращателя подключен параллельно источнику переменного напряжения, а выход о его подключен к первичной обмотке дополнительного компенсирующего транс-форматора, первая вторичная одновитковая обмотка которого соединена спервичной обмоткой дополнительного 15 делителя напряжения, вторая вторичная обмотка дополнительного компейсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми отводами, соединена последоващ тельно со вторичной обмоткой дополнительного делителя напряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, при этом последовательно соединенные вторичная секционированная обмотка первого делителя напряжения, вторичная секционированная обмотка первого компенсирующего трансформатора и регулируемый образцовый резистор образуютчетвертое плечо моста, причем одинвывод вторичной секционированной обмотки дополнительного делителя напряжения соединен со вторым выводомисточника постоянного напряжения, адругой вывод второй вторичной секционированной обмотки дополнительного компенсирующего трансФорматора соединен со второй вершиной диагоналигитания.Источники информации, 4 О принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 300836, кл. 6 01 В 17/10 16.12,69.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2416016/21, 17.10.76.