在《GB/T10241-2007旋轉變壓器通用技術條件》、《GB/T10404-2007多極和雙通道旋轉變壓器通用規(guī)范》、《GJB2143-94多極和雙通道旋轉變壓器通用規(guī)范》等標準中提供了采用四臂函數電橋測量電氣誤差的方法。
電氣誤差是衡量旋轉變壓器角度測量精度的重要指標。以雙通道旋轉變壓器電氣誤差測試為例,首先測試粗機電氣誤差,每隔15°測一點,共測24點。旋轉變壓器額定勵磁,并處于基準電氣零位的位置,將粗機正、余弦輸出繞組共4根線接至高精度四臂函數電橋(又稱正切函數電橋)的四個端子,將四臂函數電橋的輸出端接至相敏指零儀。四臂函數電橋如下圖所示:
四臂函數電橋
四臂函數電橋面板上有兩排按鈕,第一排分別為:0°-45°、45°-90°、90°-135°、135°-180°、180°-225°、225°-270°、270°-315°、315°-360°。第二排分別為:0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°。
首先測量15°時的電氣誤差:按下第一排0°-45°按鈕和第二排15°按鈕,然后搖動分度頭,直至相敏指令儀顯示為“0”,在光學分度頭上讀出電氣角,電氣角與理論機械角(15°)的偏差,即為電氣誤差。
同樣的方法測量30°、45°、60°……360°剩余23個點的電氣誤差,取其中的最大值,作為粗機電氣誤差參數。
四壁電橋測量電氣誤差的原理是通過調節(jié)電橋的分壓臂虛擬一個標準電氣零點,與旋轉變壓器輸出比較,兩者每點反相幅值抵消為零,由此從相敏指零儀和光學分度頭上讀出電氣角與理論機械角的偏差,即為電氣誤差。
詳見《GB/T10404-2007多極和雙通道旋轉變壓器通用規(guī)范》:
GB/T10404-2007截圖
通過電橋的橋臂分壓,讓余弦輸出電壓補償正弦輸出電壓,或讓正弦輸出電壓補償余弦輸出電壓,條件是滿足高輸出補償低輸出。例如,0°-45°正弦輸出小于余弦輸出,因此余弦輸出電壓加在電橋分壓臂上,反相補償正弦輸出;45°-90°正弦輸出大于余弦輸出,因此正弦輸出電壓加在電橋分壓臂上,反相補償余弦輸出。每45°交換一次輸出,每90°再交換一次繞組首尾(因90°-180°和270°-360°兩輸出同相,交換后,兩者輸出才能反相)。
分壓橋臂抽頭是按正切函數抽頭的,分壓比K=tan(測試角度)。所以,在15°時,分壓比K為0.26795,;30°時,分壓比K為0.57735,45°時分壓比為1。
例如,假設旋變輸出電壓最大值為10V,則30°正弦輸出為5V,余弦輸出為8.66V,經分壓橋臂15°抽頭分壓后,因15°正切函數值為0.57735,故余弦輸出為8.66×0.57735≈5(V),兩者大小相等相位相反,抵消為零。