12.4. Виміри згасання непогодженості й асиметрії ланцюга для перемінного струму

Згасання непогодженості а_н визначається коефіцієнтом відображення К і дорівнює де а величини Z₁ и Z₂ - опори, про непогодженості між якими йде мова. Коли контролюється непогодженість між вхідним опором лінії Z_вх і опором балансового контуру z_б, величину називають балансовим згасанням. Величина коефіцієнта відображення або згасання непогодженості дає можливість судити про ступінь відхилення деякого контрольованого опору від заданого по нормі зі значно меншими трудовими витратами, чим вимірювання на змінному струмі деякого комплексного опору за допомогою мостових схем, що врівноважуються, [гл. 6]. Залежність коефіцієнта відображення від згасання непогодженості представлена на рисунку 12.1.

Значення згасання непогодженості може бути легко знайдене за допомогою схеми неврівноваженого моста (рисунок 12.2). Маючи на увазі, що застосовано ИУ з досить високоомним входом, величину а_н для опорів Z₁ і Z₂ можна знайти з виразу

, (12.1)

де p₁— рівень напруги, показаний ИУ у верхнім положенні ключа, a p₂ — у нижньому.

Якщо згасання непогодженості досягає значної величини, то в схемі рисунок 12.1 точне визначення величини р₂ може виявитися скрутним і для визначення величини а_н краще скористатися схемою вимірювання по методу порівняння (рисунок 12.3). У цій схемі використаний диференціальний міст. При вимірюваннях на високих частотах обов'язково роблять нульове балансування моста.

Як індикатор найчастіше застосовують вимірювач рівня з високоомним входом. Величина Z₁, з

я кою порівнюється неузгоджена величина Z₂, може бути встановлена як активного, так і реактивного характеру (див. § 6.4).

Р исунок 12.1 – Залежність згасання Рисунок 12.2 – Застосування моста для вимірювання непогодженості від коефіцієнта відображення згасання непогодженості

Рисунок 12.3 – Вимірювання згасання непогодженості Рисунок 12.4 – Схема для вимірювання згасання диференціальним мостом по методу порівняння асиметрії

При досить великому опорі ИУ і малих втратах у трансформаторі можна прийняти напругу і . Якщо домогтися однакових показань індикатора в обох положеннях ключа, то U₁ = U₂ і

(12.2).

Для опорів, що включаються в лінії зв'язку як погоджені навантаження, установлені норми по згасанню непогодженості: для повітряних ліній у межах 20—26 дБ, для кабельних — у межах 25—32 дБ.

По виміряній величині згасання непогодженості легко знайти коефіцієнт відбиття K = 10^-0.05 а_н. Майже так само, як а_н, виражається значення згасання асиметрії проводів ланцюга по змінному струму (А_ас), обумовленої неоднаковістю часткових вхідних опорів (перший провід-земля Z₁₃ і другий провід - земля Z₂₃):

(12.3)

Порівняно з згасанням непогодженості між Z₁₃ і Z₂₃ величина А_ас, очевидно, менше на 6 дБ (20 lg 2). Зменшення згасання асиметрії збільшує вплив ланцюгів один на одного, тому величина A_ас нормується. Для повітряного ланцюга на частоті 800 Гц A_ас не повинна бути менше 60—65 дБ, а для симетричних кабельних ланцюгів, а діапазоні частот від 5 до 150 кГц не повинна бути нижче 43,5 дБ.

Згасання асиметрії може бути виміряне за схемою, приведеною на рисунку 12.4. Вимірювання проводиться по методу порівняння за допомогою високочастотного диференціального дроселя з високим ступенем симетрії його напівобмоток. Попередньо перевіряють асиметрію самої вимірювальної схеми (на станції А). Для цього при відключеному вимірюваному ланцюзі шляхом регулювання згасання магазина згасань МЗ домагаються в обох положеннях ключа К однакових показань високоомного індикатора.

Якщо опір «земля-точка 1» строго дорівнює опорові «земля-точка 2», то завдяки досить високій симетрії напівобмоток дроселя різниця потенціалів між точками 1 і 2 досить мала і для одержання настільки ж малого показання індикатора і b нижнім положенні ключа (при підключенні його до виходу МЗ) прийдеться поставити на МЗ досить велике згасання (порядку 20lg 100/0,005 = 86 дБ і більш). Практично потрібно, щоб згасання самої вимірювальної схеми перевищувало припустиму для даного ланцюга (і частоти) норму не менш чим на 20 дБ. Якщо таке (перевищення має місце, то, уключивши вимірюваний ланцюг і знову регулюючи згасання магазина, знову домагаються однакових показань в обох положеннях ключа. Значення вимірюваного згасання асиметрії ланцюга (оскільки перевірка вимірювальної схеми показала, що впливом асиметрії самої схеми можна зневажити) знаходиться з формули

(12.4)

Характеристичний опір МЗ рекомендується брати рівним характеристичному опорові ланцюга Z_м = Z_c щоб систематична помилка, обумовлена обмеженим опором індикатора, була однаковою в обох положеннях ключа. Замість дроселя із середньою точкою часто застосовують два однакових резистори, що мають досить малу погрішність (0,1% і менш).