Способ определения сдвига фаз между двумя гармоническими колебаниями одинаковой частоты

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сдвига фаз между двумя гармоническими колебаниями одинакО г вой частоты при времени измерения, много меньшем, чем период колебаний. Цель изобретения - сокращение времени измерения не менее чем на порядок по сравнению с периодом колебания. Способ предусматривает выполнение следующих операций;: измерение смещения в измеряемом колебании, дополнительное измерение смещения в опорном колебании и измерение скорости изменения смещения в опорном и измеряемом колебаниях. При этом измерение смещений в обоих колебаниях и их скоростей изменения производится в произвольный момент времени. Искомый сдвиг фаз определяется по формуле, приведенной в описании изобретения, где приводится также пример практической реализации предложенного способа. Ил. 2. S (Л со ;о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (4)4 С 01 R 25/QQ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1», (21) 3572648/24-21 (22) 25.02.83 (46) 23.03.86. Бюл. и 11 (71) Институт физики нм, Л,В, Кирен» ского (72) P.Е. Ершов (53) 621.317.77(088.8) (56) Галахова О.П. Колтик Е.Д. Кравченко С.А. Основы фазометрии.

Л.: Энергия, 1976, 1976, з4-4.

Чех И. Осциллографы в измерительной технике. М.-Л.: Энергия, 1965, 511-3. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. СДВИГА ФАЗ

МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сдвига фаз между двумя

„„SU„„1219979 A гармоническими колебаниями одинаковой частоты при времени измерения, много меньшем, чем период колебаний.

Цель изобретения — сокращение времени измерения не менее чем на порядок по сравнению с периодом колебания.

Способ предусматривает выполнение следуюших операций:; измерение смещения в измеряемом колебании, дополнительное измерение смещения в опорном колебании и измерение скорости изменения смещения в опорном и измеряемом колебаниях.

При этом измерение смещений в обоих колебаниях и их скоростей изменения производится в произвольный момент времени. Искомый сдвиг фаз определяется по формуле, приведенной в описании изобретения, где приводится также пример практической реализации предложенного способа. Ил. 2.

1219979

3

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сдвига фаз между двумя гармоническими колебаниями одинаковой частоты при времени измерения, много меньшем периода колебаний.

Целью изобретения является сокращение времени измерения не менее чем на порядок по сравнению с периодом колебания.

На фиг. 1 представлен вывод формулы для tg g (1 и 2 — измеряемое и опорное колебания; х, х„ и х, х смещения и скорости изменения смещений в измеряемом и опорном колебаниях в произвольный момент времени О;

А и  — моменты перехода через нуль измеряемого.и опорного колебаний) .

Сдвиг фаз М между колебаниями 1 и 2 определяется фаэовым интервалом АВ.

Если принять за начальный момент времени О, то колебание I будет отставать по фазе на угол Ч„, определяемый фазовым интервалом АО, а колебание 2 будет опережать по фазе на угол М, определяемый фазовым интервалом ОВ. Так как АВ=АО+ОВ, то (1)

Для Ч„ взят знак минус в соответствии с тем, что колебание 1 отстает по фазе. Для смещений х в колебаниях

1 и 2 можно написать выражения

A„sin (Qt-Ч „) (2)

А sin(dt+ ), где А и А — амплитуды обоих коле1 баний. Для скоростей изменения этих смещений можно использовать выражения

J „! А,cos(vent- „) (3)

I Azcos(+V

В момент времени О, принятый за начальный t=O, и х А,sinЧ, х, А sing х„=,соs Р, х =dA сов Р

Разделив х, на х„ и х на х и умножив оба выражения на !, получают

tg f м

)х (4) х

„ух< (5) х

Подставляя значения М„ и Р в формулу (1! и использовав выражение для суммы арктангенсов, получают окончательно

40, х )х„ х х (6) (Зх„)х хт

На фиг. 2 представлена схема устройства для реализации способа, которая содержит идентичные преобразователи 3.1 и 3.2, преобразующие смещения колебаний в силу тока (в случае колебаний напряжения таким преобразователем может быть усилитель постоянного тока); калиброванные омические резисторы 4.1 и 4.2, катушки 5.1 и 5.2 взаимоиндукции, измерители 6.1 и 6.2 отношений, вычислительный блок 7.

Устройство работает следующим образом.

В преобразователях 3.1 и 3.2 смещения колебаний х „, х преобразуются в пропорциональную им силу тока. Этот ток протекает через цепь, состоящую из омического резистора 4.1 (или

4.2) и первичной обмотки катушки 5.1 (или 5.2) взаимоиндукции. Напряжение на омическом резисторе пропорционально силе тока, т.е. х„,или х ), напряжение на зажимах вторичной обмотки катушки вэаимоиндукции — производной силе тока по времени,.-т.е. х (или х ) ° Оба эти напряжения поступают на два входа измерителя 6.1 (или 6.2) отношений, в который также вводится частота . В измерителях

6.1 и 6.2 вырабатываются сигналы, равные отношениям M х„/х„ и!х /x

Эти сигналы поступают на оба входа вычислительного блока 7, в котором производятся вычисления согласно формуле (6). Результат этих вычислений выводится на шкалу, отградуированную в значениях сдвига фаз.

Формула изобретения

Способ определения сдвига фаэ между двумя гармоническими колебаниями одинаковой частоты, заключающийся в том, что измеряют смещение в измеряемом колебании, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью сокращения времени измерения не менее чем на порядок по сравнению с периодом колебания, дополнительно измеряют смещение в опорном колебании и скорости изменения смещений в опорном и измеряемом колебаниях, смещения в обоих колебаниях и их скорости изменения измеряют в произвольный мо1219979 где х ý фиг.l

Фиг.2

Составитель Н. Агеева редактор Т. Кугрьппева Техред О.Сопко Корректор В.Бутяга

Заказ 1319/53 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 мент времени, а искомый сдвиг фаз

С8 р определяют по формуле

1х „1х г, =

Qx„gx

1 — —.- — ° — —.—

Х1 Х1 частота колебаний; смещения в опорном и измеряемом колебаниях, скорости изменения этих смещений.