Фазометр

 

1. ФАЗОМЕТР, содержащий усилитель постоянного тока, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, компаратор нулевого уровня и регистрирующий счетчик, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком формирования дополнительных синусоидальных напряжений, один вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, другой - с выходом фазосдвигающего блока, коммутатором и управляющим счетчиком, причем входы коммутатора соединены с выходами блока формирования дополнительных синусоидальных напряжений, выход коммутатора соединен с входом компаратора нулевого уровня, выход компаратора нулевого уровня соединен со счетными входами регистрирующего и управляющего счетчиков , а выходы последнего соединены с управляющими входами коммутатора .

СОЮЭ COBETCHHX

РЕСПж ЛИК („)SU(„) (зц4 G 01 R 25/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБМ 8 „.,13

БЕ6;I <2. ..11С (21) 3711117/24-21 (22) 13.03.74 (46) 07. 11.85. Бюл. У 41 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола . (72) Г.М. Торбенков, Л.Ф. Резник, М. С. Роакина, Н.Е. Решетов, В.Г..Чечушков и В.P. Лехтман (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 769448, кл. G 01 R 25/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Н 411385, кл. G 01 R 25/08, 1974. (54)(57) 1. ФАЗОМЕТР, содержащий усилитель постоянного тока, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, компаратор нулевого уровня и регистрирующий счетчик, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком формирования дополнительных синусоидальных напряжений, один вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, другой — с выходом фазосдвигающего блока, коммутатором и управляющим счетчиком, причем входы коммутатора соединены с выходами блока формирования дополнительных синусоидальных напряжений, выход коммутатора соединен с входом компаратора нулевого уровня, выход компаратора нулевого уровня соединен со счетными входами Е

Ф регистрирующего и управляющего счетчиков, а выходы последнего соединены с управляющими входами коммутатора.

1190293

2. Фазометр по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьвпения точности измерения эа счет обеспечения синхронизации нача,ла измерения с началом периода сигнала и возможности измерения произвольного количества периодов сигнала, он снабжен дополнительным компаратором нулевого уровня, делителем частоты и элементом И, причем

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для точного измерения мгновенного значения фазы синусоидального напряжения и мгновенного значения разности фаз двух синусои. дальных напряжений низких и инфранизких частот н информационно-измерительных системах, системах регулиро- . вания и контроля с фазовым представ- 10 лением информации, в частности в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет !

5 введения дополнительных синусоидаль ных напряжений, синхронизации начала измерения с началом измерительного .цикла и усреднением результата за несколько измерительных циклов.

На чертеже представлена структур. ная схема фаэометра.

Фазометр содержит усилитель 1 постоянного тока (УПТ), фазосдвигаю° щий блок 2, блок 3 формирования до25 полнительных синусоидальных напряжений (БФДН), коммутатор 4, компаратор 5 нулевого уровня, управляющий

6 и регистрирующий 7 счетчики, допол-, нительный компаратор 8 нулевого уров- З0 ня, делитель 9 частоты и элемент, И 10.При этом вход устройства соединен с входом УПТ 1, выход которого соединен с первым входом БФДН 3 и входами фазосдвигающего блока 2 и 35 дополнительного компаратора 8. Выход фазосдвигающего блока 2 соединен .С с вторым входом БФДН 3, выходы icoторого соответственно соединены с информационными входами коммутатора вход дополнительного компаратора нулевого уровня соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход соединен с первым входом элемента И непосредственно и через делитель частоты с вторым входом того же элемента И, а выход элемента И соединен с установочными входами регистрирующего н управляющего счетчиков. г

4, выход которого соединен через компаратор 5 нулевого уровня с первым входом регистрирующего счет" чика 7, второй вход которого соединен с выходом элемента И 10 и вторым входом управляющего .счетчика 6.

Первый вход счетчика 6 соединен с выходом компаратора 5 нулевого уроння, а выход — с управляющим входом коммутатора 4. Выход дополнительного компаратора 8 соединен непос-. редственно с вторым входом элемента И 10 и через делитель 9 час- . тоты с первым входом элемента И 10.

Фазометр работает следующим образом.

На вход УПТ 1 подается исследуемое эффективное напряжение Uo(t).

С выхода УПТ 1 напряжение поступает на один вход БФДН 3 и на вход фазосдвигающего блока 2, который обеспечивает сдвиг исследуемого напряжения на 90

С выхода блока 2 первое сформированное напряжение U„(t) поступает на второй вход БФДН 3.

В исходном состоянии входное исследуемое: напряжение U(t) равно нулю (начало нового периода),счетчики 6 и 7 находятся в нулевом состоянии, в коммутаторе 4 замкнут ключ, подключающий на вход компаратора 5 дополнительное напряжение U<(t) от

БФДН 3, причем

Ц,(Ц=,„ Ж, (1) где U — мгновенное значение напряжения.

В момент прохождения U (t) через ноль (от минуса к плюсу) компаратор

1190293

Составитель В. Шубин

Техред М.Гергель Корректор B. ярняк

Редактор И. Николайчук

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6974/47

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

5 вырабатывает короткий импульс, который записывается в счетчики

6и7.

Увеличение текущего состояния счетчика 7 регистрирует приращение текущего значения фазы на величину (2) где п — число дополнительных сформированных периодов от блока БФДН 3, 1О а увеличение текущего состояния счетчика 6 приводит к размыканию ключа (внутри коммутатора 4), подающего. напряжение Uo(t), и замыканию ключа, подающего напряжение U,(t), !5 причем

П ®.0, 1„Ч® "" (3)

Теперь на вход ком аратора 5 -подается напряжение U (t) и, когда оно 20 пройдет через ноль (от минуса к плюсу), в компараторе 5 формируется новый импульс и т.д, Таким образом, . на выходе компаратора 5 образуется последовательноть коротких импульсов. 25

Текущее состояние счетчика 7 ха рактеризует текущее значение фазы измеряемого входного напряжения.

Для тога, чтобы текущее состояние счетчика 7 соответствовало текуще- щ му значению фазы измеряемого входного напряжения, необходимо синхронизировать начало измерения с началом периода измеряемого напряжения, т.е. необходимо, чтобы начало сче.та счетчиков 6 и 7 совпало с нача: лом периода входного напряжения, что вручную обеспечить затруднительно. Кроме тово, в счетчиках 6 и 7 в процессе измерения может на- капливаться случайная оаибка из+за ложного срабатывания счетчиков ввиду возможного существования различных помех.

Для устранения этих недостатков достаточно обнулять счетчики 6 и 7 в начале периода входного напряже-. ния.

Для этого предлагаемый фаэометр снабжен дополнительно вторым компаратором 8 нулевого уровня, вход которого подключен к выходу

УПТ 1, а выход соединен с входами установки нуля счетчиков.

С началом процесса измерения в мс мент прохождения входного измеряемого напряжения U(t) через ноль (от минуса к плюсу) дополнительный компаратор 8 нулевого уровня вырабатывает короткий импульс, который устанавливает счетчики 6 и 7 в нулевое состояние.

После того, как компаратор 8 вырабатывает некоторое количество им" пульсов, определяемое коэффициентом деления делителя 9 частоты, на выходе последнего снова появляется высокий уровень напряжения. Следующий импульс от. компаратора 8, пройдя через элемент И 10, устанавливает счетчики 6 и 7 в нулевое состояние.

Начинается новый цикл измерения.

Меняя коэффициент деления делителя 9 частоты, можно менять длительность цикла измерения, усредняя по-. казания за несколько периодов входного сигнала.