Устройство для измерения сдвига фаз между двумя напряжениями

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения сдвигов фаз двух переменных напряжений. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых фазовых сдвигов. В устройство , содержащее металлические подогреваемые резисторы 1,2с косвенным.подогревом, гальванометр 14, источник. 13 питания , резисторы 5-8, для достижения цели введены дополнительно резисторы 9-12, подогреваемые резисторы 3,4, мера 15 фазовьЕХ сдвигов. Чувствительные элементы металлических подогреваемых резисторов 1-4 образуют измерительньш мост. Устройство позволяет производить измерение сдвигов фаз между двумя напряжениями в широком частотном диапазоне, так как нагреватели имеют малую остаточную реактивность. При этом мера фазовых сдвигов может работать на фиксированной частоте. Устройство отличается высокой чувствительностью и простотой. 1 ил. Q а с J/ Uz(t) N5 СП J СП

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) CS1) 4 С 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

»Ф Ж »»»«» «»« »«»»»««

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3860937/24-21 (22) 01 03. 85 (46) 15.09.86. Бюл. № 34 (7 1) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия. Великой

Октябрьской социалистической революции (72) В.П.Бабак и А.И.Ванюрихин (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 226026, кл. G 01 R 25/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1030743,, кл. С 01 R 25/00, 1981 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА

ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ НАПРЯЖЕНИЯМИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения сдвигов фаз двух переменных напряжений. Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых фазовых сдвигов. В устройство, содержащее металлические подогреваемые резисторы 1,2 с косвенным.подогревом, гальванометр 14, источник 13 питания, резисторы 5-8, для достижения цели введены дополнительно резисторы 9-12, подогреваемые резисторы 3,4, мера 15 фазовых сдвигов. Чувствительные элементы металлических подогреваемых резисторов 1-4 образуют измерительный мост. Устройство позволяет производить измерение сдвигов фаз между двумя напряжениями в широком частотном диапазоне, так как нагреватели имеют малую остаточную реактивность.

При этом мера фазовых сдвигов может работать на фиксированной частоте.

Устройство отличается высокой чувствительностью и простотой. 1 ил.

1257561

Изобретение относится к электроиэ— мерительной технике и может быть использовано для измерения сдвигов фаэ двух переменных напряжений.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых фазовых сдвигов эа счет использования максимальной чувствительности мостовых измерительных устройств вблизи равновесия.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит металлические подогреваемые резисторы 1-4 с косвенным подогревом, резисторы 5-12„ источник 13 питания, гальванометр 14 и меру 15 фазовых сдвигов. Чувстви.тельные элементы металлических подогреваемых резисторов 1-4 образуют измерительный мост.

Источник 13 постоянного тока напряжением U„„ включен в диагональ моста, а во вторую диагональ этого моста — чувствительный гальванометр

14. Сопротивления резисторов 5-11 и нагревателей подогреваемых резисторов 1-4 равны между собой, т.е. R =

=Е. Один из выводов нагревателя йодогреваемого резистора 1 соединен с одним иэ источников напряжения и одними из выводов резисторов 5 и 8, другой вывод резистора 5 связан с одним из выводов резистора 6, а другой вывод которого подключен к другому источнику напряжения и одному иэ выво— дов резистора 7. Другой вывод резистора 7 связан с другим выводом резистора 8 и одним иэ выводов нагревателя подогреваемого резистора 2, другой вывод которого соединен с общей точкой источников напряжения. Один из выходов меры 15 фазовых сдвигов связан с одними из выводов резисторов 9, 12 и нагревателя подогреваемого резистора 3, другой вывод которого соединен с другим выводом резистора 9 и одним из выводов резистора 10. Другой вывод резистора 10 подключен к другому выходу меры 15 фазовых сдвигов и одному иэ выводов резистора 11, другой вывод которого связан с другим выводом резистора 12 и одним иэ выводов нагревателя подогреваемого резистора 4, другой вывод которого соединен с общей точкой.

Устройство работает следующим образом.

Если исследуемые напряжения U< (t) и О, (t) и выходные сигналы меры 15 фазовых сдвигов iÄ(t) и П (с) отсут ствуют, мост сбалансирован и отключе5 ние гальванометра 14 равно нулю.

При подключении исследуемых напряжений с учетом того, что внутреннее сопротивление источников сигналов

R, — О, по нагревателю подогреваемого резистора 1 с сопротивлением R„=R

Р протекает геометрическая (векторная) разность токов I /4-1,/4, а по нагревателю подогреваемого резистора 2 с сопротивлением R e =R — геометрическая сумма токов 9,/4 + ?,/4, . Аналогично при подключении меры

15 фазовых сдвигов по нагревателю подогреваемого резистора 3 с сопротивлением R =R протекает геометри20 ческая (векторная) разность токов

Io

Мост находится в равновесии, т.е. отклонение гальванометра 14 равно нулю, при условии выполнения баланса мощностей, выделяемых нагревателями Р Poc Р Р„р

30 () + ()2 — — 1 — - соя R„х

35 L4 (— Я + (— ) + " cosg R

4 (— ) + (— ) + — соя< (— ) + (— ) — co sing, R (1) первый, второй, третий и четвертый подогреваемые резисторы. Так как выходные сигналы меры 15 фазовых сдвигов по амплитуде равны I =I =I, после упрощения выражения (1) получаем (I, + Т вЂ” 2 IÄ I< cosy) (1 + cos p, ) (I, + Х + 2Х, I cosy) (1-cos cg,) . (2)

При равенстве уровней входных сигналов выражение (2) преобразовывается к виду (1-cosq) (1+сов с ) =(1+coscg) (1-cosqg (3) 1257561 или созе = соя, т.е. (g =с, ВНИИПИ Заказ 4913/43 Тираж 728 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Равенство (3) соблюдается, т.е. мост находится в равновесии, когда сдвиг фаз, установленный мерой фазовых сдвигов, равен сдвигу фаз между входными напряжениями.

Процесс измерения происходит сле- 10 дующим образом.

Устанавлигается первоначальный сдвиг фаз меры 15 фазовых сдвигов

Ч,=О. При сдвиге фаз между исследуемыми напряжениями g 0 мост не сбалан- 15 сирован, гальванометр 14 показывает отклонение.

Изменением фазового сдвига выходных сигналов меры фазовых сдвигов добиваются равновесия моста, т.е. 20 гальванометр устанавливается на нулевую отметку.

Сдвиг фаз между напряжениями И (с) и U (с) определяется по показанию отсчетного устройства меры 15 фазовых 25 сдвигов. B качестве меры фазовых сдвигов может использоваться серийно выпускаемый калибратор фазовых сдвигов Ф5125, имеющий погрешность задания фазовых сдвигов не хуже 0,01 . ЗО о

Предлагаемым устройством можно производить измерение сдвигов фаз

L между двумя напряжениями в широком частотном диапазоне, так как нагреватели имеют малую остаточную реактивность. При этом мера фазовых сдвигов может работать на фиксированной частоте. Устройство отличается высокой чувствительностью и простотой. 4О

Укаэанные преимущества позволяют значительно расширить сферу применения данных устройств.

Формула изобретения45

Устройство для измерения сдвига фаз между двумя напряжениями, содержащее идентичные подогреваемые резисторы, чувствительные элементы которых включены в два смежных плеча измерительного моста, гальванометр и источник питания, включенные в диагонали моста, а также четыре резистора, сопротивления которых равны сопротивлениям подогреваемых резисторов, при этом один из выводов нагревателя первого подогреваемого резистора соединен с одной из клемм первого источника сигнала и одним из выводов первого и четвертого резисторов, а второй вывод нагревателя первого подогреваемого резистора соединен с вторым выводом первого резистора и одним из выводов второго резистора, второй выводкоторого соединен с клеммой второго источника сигнала и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора и одним из выводов нагревателя второго подогреваемого резистора, второй вывод которого соединен с общей точкой источников сигналов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых сдвигов фаз, в него введены дополнительно четыре резистора, сопротивления которых равны сопротивлениям подогреваемых резисторов, два идентичных подогреваемых резистора, чувствительные элементы которых вклкчены в два других плеча измерительного моста, а также мера фазовых сдвигов, первый выход которого соединен с одним из выводов дополнительных первого и четвертого резисторов и нагревателя первого дополнительного подогреваемого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого дополнительного резистора и одним из выводов второго дополнительного резистора, другой вывод которого подключен к второму выходу меры фазовых сдвигов и одному из выводов третьего дополнительного резистора, другой вывод которого соединен с вторым выводом четвертого дополнительного резистора и одним из выводов нагревателя второго до-. полнительного подогреваемого резистора, второй вывод которого соединен с общей точкой источника сигналов.