Способ фазочувствительного измерения напряжения

 

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано в фазочувствительных вольт .метрах, измерителях фаз, измерителях реактивных сопротивлений и т.д. Цель изобретения - повышение точнос ти измерения путем учета парааитных сдвигов. Предложенный способ состоит в следующем. Синхронную и квадратную составляющую измеряемого напряжения детектируют вместе с опорным напряжением , измеряют их и вычисляют фазу измеряемого напряжения. Затем детектируют имеете с опорным синхронную и квадратурную составляющие образцового напряжения, измеряют их и по результатам измерения вычисляют уточненное значение фазы измеряемого напряжения .в качестве образцового и опорного напряжений при втором измерении используют измеряемое напряжение. Устройство для осуществления способа содержит управляемый коммутатор 1, (О блок 2 синхронного и квадратурного (Л детектирования, аналого-цифровой пре образователь 3, вычислительный блок 4, фазосдвигающий блок 5, синхронный детектор 6, согласующий входной блок 7, источник 8 измеряемого напряжения , источник 9 опорного напряжения . 2 ил. 1C О) ISD 4

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ(ЯУ БЛИН (19 {И) дц 4 G 01 R 19/06, 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ф ; „.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ ". га

)I

Р н авторскому сеидетельствм (21) 3707203/24-21 (22) 06.03.84 (46) 07.10.86 ° Бюл, Ф 37 (71) Куйбьппевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) Ю.С.Дмитриев и А.Н.Тырсин (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 456218, кл. С 01 R 17/00, 10.07.72.

Приборы и системы управления, 1979, Р 12, с. 11 ° (54) СПОСОБ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть исполье зовано в фазочувствительных вольт.метрах, измерителях фаз, измерителях реактивных сопротивлений и т.д.

Цель изобретения — повышение точнос ти измерения путем учета паразитных сдвигов. Предложенный способ состоит в следующем. Синхронную и квадратную составляющую измеряемого напряжения детектируют вместе с опорным напряжением, измеряют их и вычисляют фазу измеряемого напряжения. Затем детектируют вместе с опорным синхронную и квадратурную составляющие образцового напряжения, измеряют их и по результатам измерения вычисляют уточненное значение фазы измеряемого напряжения.В качестве образцового и опорного напряжений при втором измерении используют измеряемое напряжение.

Устройство для осуществления способа содержит управляемый коммутатор 1, сО блок 2 синхронного и квадратурного детектирования, аналого-цифровой лре (/) образователь 3, вычислительный блок

4, фазосдвигающий блок 5, синхрон- С ный детектор 6, согласующий входной блок 7, источник 8 измеряемого напряжения источник 9 опорного напряр

Зад жения. 2 ил. I 262400

Изобретение относится к технике злектроиэмерений и может быть исполь эовано в фазочувствительных вольтмет рах, измерителях фаз, измерителях реактивных сопротивлений и т.д.

Цель изобретения — повышение тсчности измерения путем учета паразитных сдвигов фаз.

На фиг. 1 показана векторная диаграмма измеряемых напряжений; на фиг. 2 — блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Способ фаэочувствительного измерения напряжения состоит в том, что синхронную и квадратурную составляющую измеряемого напряжения детектируют вместе с опорным напряжением

) измеряют их, вычисляют, фазу измеряемого напряжения после чего детектируют вместе с опорным синхронную и квадратурную составляющие образцового напряжения, измеряют их,и по результатам измерения вычисляют уточненное значение фазы измеряемого напряжения, причем в качестве образцово. го и опорйого напряженнй при втором

1 измерении используют измеряемое напряжение.

Устройство для осуществления способа фазочувствительного измерения содержит управляемый коммутатор 1, блок 2 синхронного и квадратурного детектирования, у которого выходы синхронной и квадратурной сост„звля- ющих подключены через аналого-цифровой преобразователь 3 к входу вычислительного блока ч. Управляющий выход вычислительного блока подключен к управляющему входу коммутатора 1. Сигнальный вход блока 2 синхронного и квадратурного детектирования соединен с входной шиной измеряемого напряжения, его управляющий гход соединен с выходом управляемого коммутатора 1, первый вход которого подключен к шине измеряемого напряжения, а второй — к шине опорного напряжения. Блок 2 синхронного и квадратурного детектирования состоит из фаэосдвигающего блока 5, синхронного детектора б и согласующего входного блока 7. К входной шине измеряемого напряжения подключается источник 8 измеряемого напряжения, а к входной шине опорного напряжения — источник 9 опорного напряжения.

Устройство. для фаэочувствительного измерения работает следующим образом

На шину входного измеряемого напряжения поступает измеряемое напряжение, которое с шины подается на первый вход управляемого коммутатора и сигнальный вход блока 2 синхронного и квадратурного детектирования.

Опорное напряжение подается на второй вход управляемого коммутатора 1.

При измерении фазы измеряемого напряжения опорное напряжение поступает с выхода коммутатора 1 на управляющий вход блока 2 синхронного и квадрат -рного детектирования, в котором из опорного напряжения фазосдвигающий блок 5 формирует два сдвинутых на 90 по фазе управляющих напряжения для синхронного детектора б. Первое иэ этих напряжений является синхронным, т.е. совпадает по фазе с опорным, а второе сдвинуто относио

25 тельно опорного на 90, т.е. является квадратурным. Измеряемое напряжение V„ через согласующий входной блок 7 поступает на сигнальный вход синхронного детектора 6, который на выходе формирует постоянные напряжения, одно из которых пропорционально синхронной составляющей измеряемого напряжения U, которая имеет одинаковую фазу с синхронной

35 составляющей опорного напряжения, а другое пропорционально квадратурной составляющей измеряемого напряжения U„ „ которая имеет одинаковую фазу с квадратурной составляющей

40 опорного напряжения. По величине синхронной и квадратурной составляющих измеряемого напряжения можно вычислить его фазу СР относительно опорного напряжения. Однако при осущест45 влении указанных операций из-за наличия паразитных фазовых сдвигов ю и Р напряжений на выходе блока

2 синхронного и квадратурного детектирования синхронная U и квадратур-!

C ная П„составляющие измеряемого сиг

50 нала формируются с погрешностью по амплитуде (фиг. 1), вследствие чего фаза С вычисляется с погреш ностью. После вычисления фазы с вычислительный блок 4 подает команду на переключение коммутатора 1, после чего указанные операции повторяются, но поскольку в качестве опорного напряжения используется измеряемое

l

Пс =!Л cosy + U„. sing..

U„= U cosP — Б sing, г

U = U + U, cosd с ти.

U = U cos g + U sin к, с с

U„= U„cos P — У sin P .

30 (2) Составитель А.Пучковскнй

Редактор А.Коэориз Техред Л.Олейник Корректор A. Зимокосов

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5422/42

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

3 12624 напряжение, т.е. на сигнальный и на управляющий входы 2 синхронного и квадратурного детектирования поступают напряжения с нулевым фаэовым сдвигом, то сигналы, формируемы на выходе блока 2,зависят только от паразитных фазовых сдвигов и, После вычисления пар,"зитных фазовых сдвигов сс и р вычислительный блок уточняет значение фазы р с 10 учетом паразитных фазовых сдвигов.

Измеренные при условии наличия паразитных фазовых сдвигов синхрон(1 ная U и квадратурная U „cocòàâëÿющие измеряемого напряжения (фиг. 2) 15 связаны с .истинными значениями U< и U определяющими фазу у следующей системой уравнений:

При измерении с использованием в качестве эталонного напряжения из- 25 меряемого напряжения получаются слеPl дующие з начения синхронной U u квадратурной U cocòàâëÿþùèõ:

Пс П м

U83м s nP7 z

Поскольку U д „= Uc + U то, объединив систе -ы (1) и (2), получа- . ем систему из четырех нелинейных уравнений с четырьмя неизвестными

35 сс, p 1 UC H Uk решая которую, можно получить значения U и U„ определяющие фазу с с измеряемого напряжения относительно опорного напряжения с учетом влияния паразитных фазовых сдвигов.Использование измеряемого напряжения в качестве образцового и опорного напряжений позволяет избежать дополнительных паразйтньм сдвигов фаз,возникающих при формировании образцового напряжения, что обеспечивает повышение точносФормула и з о б р е т е н и я

Способ фазочувствительного измерения напряжения, заклочающийся в детектировании синхронной и квадратурной составляющих измеряемого напряжения с опорным напряжением и их измерении, вычислении фазы измеряемого напряжения, последующем детектировании синхронной и квадратурной составляющих образцового напряжения с опорным напряжением и их измерении, вычислении фазы измеряемого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве образцового и опорного напряжений при втором измерении используют измеряемое напряжение.