Способ измерения сдвига фаз

 

Изобретение относится к способам измерения сдвига фаз двух гармо7 ч нических сигналов одной частоты. Цель изобретения - повьшение точности измерения сдвига фаз. Устройство; реализующее способ измерения, содержит фазовращатель 1, двухканальный фазометр 2, блок 3 усреднения и коррекции, блок 4 управления. Способ содерзшт операции преобразования основной погрешности измерения фазовых сдвигов в случайную погрешность с нулевым математическим ожиданием,усредняемую при последующей обработке . Преобразование осуществляется за счет введения случайных дополнительных фазовых сдвигов в отдельных измерениях . В описании приведена струю турная схема блока 4 управления.2 ил о (/) J Ю оо О5 со оо а фиг. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО<ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

86 А1 (!9} (!! } (5}} 4 С 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3820367/24-21 (22) 30. 11. 84 (46) 07.06.86. Бюл. Р 21 (7 1) Красноярский политехнический институт (72) А.С. Глинченко (53) 621.317.77 (088.8) (56) Галахова О.П. и др. Основы фазометрии. Л.: Энергия, 1978, с. 33, 159.

Авторское свидетельство СССР

В 1045162, кл . G 01 R 25/08, !982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ (57) Изобретение относится к способам измерения сдвига фаз двух гармонических сигналов одной частоты.

Цель изобретения — повышение точности измерения сдвига фаэ. Устройство, реализующее способ измерения, содержит фазовращатель 1, двухканальный фазометр 2, блок 3 усреднения и коррекции, блок 4 управления. Способ содержит операции преобразования основной погрешности измерения фазовых сдвигов в случайную погрешность с нулевым математическим ожиданием,усредняемую при последующей обработке. Преобразование осуществляется -sa счет введения случайных дополнительных фазовых сдвигов в отдельных измерениях. В описании приведена струк- 3 турная схема блока 4 управления.2 ил.

1236386

Измеренное значение сдвига фаз в каждом цикле измерения Ч сои дна держит основную погрешность а ч.„,;, -зависящую 0Т измеряемогQ сдвига фаз

Ч -0, с 1р -Ч . дсР

B$M ) L< осн ) B4 yon < осН

Результаты отдельных измерении поступают на блок 3 усреднения и коррекции, где они усредняются за М циклов измерения.

Изобретение относится к способам измерения сдвига фаз двух гармонических сигналов одной частоты.

Цель изобретения — повышение точности измерения сдвига фаз путем преобразования основной погрешности измерения фазовых сдвигов в случайную погрешнссть с. нулевым математическим ожиданием, усредняемую при последующей обработке. Преобраэова- 10 ние производится за счет введения случайных дополнительных фазовых сдвигов в отдельных измерениях.

На фиг.i приведена структурная схема устройства, реализующая пред- 15 лагаемый способ; на фиг,2 — блок-схема блока управления.

Устройство (фиг.l) содержит фазовращатель i, двухканальный фаэометр

2, блок 3 усреднения и коррекции и 20 блок 4 управления, включающий (фиг .2) генератор 5 случайных чисел, цифроаналоговый преобразователь 6, измеритель 7 частоты и масштабирующий усилитель 8. 25

При этом первый вход устройства через фазовращатель 1 подключен к первому входу фазометра 2,выход которого соединен с первым входом блока 3 усреднения и коррекции. Второй вход устройства подключен к второму входу фазометра 2 и через блок 4 управления подключен к второму входу блока 3 усрецнения и коррекции,Второй выход блока 4 управления соеди35 нен с вторым входом фаэовращателя 1.

Измерения по предлагаемому способу выполняется следующим образом.

С блока 4 управления выдаются сигналы управления на фазовращатель

1, задающие известные фазовые сдвиги „, вводимые в один из каналов фазометра 2. Информация о вводимьгх фазовых сдвигах также подается на блок 3 усреднения и коррекции. Фаэо45 метр 2 измеряет суммарное значение сдвига фаз . — где -р она 1 Вр измеряемый сдвиг фаз .

Усредненное измеренное значение сдвига фаэ при этом будет равно и М N

„ аv зм 1 8" ч

Так как дополнительно вводимые в каждом цикле сдвиги фаз известны,второе слагаемое может быть исключено из результата измерения.

Значения основной погрешности измерения а е,„, в каждом цикле измерения случайны и в силу периодичности зависимости этой погрешности от измеряемого сдвига фаз их среднее

Л1 значение) а и„„,))/И при доотаточр д1 но большом М стремится к нулю. В результате эта погрешность практически исключается из измеренных значений сдвига фаз.

Период основной погрешности при синусоидальном характере ее изменения равен 360, что и определяет максимальные пределы изменения вводимых с помощью фазовращателя 1 фазовых сдвигов.

Блок управления (фиг.2) работает следующим образом.

Генерируемые случайные числа с помощью (AH 6 преобразуются в напряжение, умножаемое в усилителе 8 на масштабный коэффициент, эадаваемь.й измерителем частоты 7. Выходное напряжение усилителя 8 управляет фазовращателем 1, Возможна также цифровая реализация блока 4 управления.

Остаточная основная погрешность в данном способе измерения связана с конечным числом циклов измерения (усреднения), степенью асимметрии кривой зависимости основной погрешности от измеряемого сдвига фаэ (назыгаемой также фазовой характеристикой фазометра), степенью случайности вводимых фазовьгх сдвигов и точностью их задания. Также должна быть обеспечена хорошая развязка между входами устройства.

В современных цифровых фазометрах зависимость основной погрешности от сдвига фаз носит сложный быстроизменяющийся характер в отличие от простейших аналоговых фазометров,где она практически не отличается от синусоидальной функции. Это связано со сложным характером взаимовлияния

Составитель В. Шубин

Техред Г.Гербер Корректор Е. Сирохман

Редактор С. Патрушева

Заказ 3085/47 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул. Проектная,4

3 12 каналов, наличием быстроизменяющихся импульсных сигналов и т.д. Все это улучшает условия усреднения основной погрешности при использовании данного способа измерения; позволяет уменьшить диапазон изменения вводимых фазовых сдвигов.

Формула. изобретения

Способ измерения сдвига фаз, заключающийся в том, что измеряют вре36386 4 менной сдвиг двух сигналов одинаковой частоты и усредняют результаты отдельных измерений, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения среднего значения фазового сдвига, при каждом отдельном измерении осуществляют случайное изменение фазы сигнала в одном из каналов на известную величину, 10 которую вычитают иэ результата измерения.