Фазометр

 

Изобретение может быть использовано для измерения разности фаз напряжений низкой и инфранизкой частоты. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов, триггер 3, фильтры 4 и 5 низкой частоты, фильтр 6 высокой частоты и.измерительный механизм 8. Введение трехвходового сумматора 7, состоящего из резисторов 12 и 13, операционного усилителя 14 и оптронного резистора 15, детектора 10 и сглаживающего фильтра 11 позволяет более полно компенсировать переменную составляющую напряжения , подаваемого на измерительньй механизм 8, путем автоматического регулирования минимального значения пе-Q ременной составляющей указанного на (Л пряжения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1262409 А 1 (gg 4 С О1 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3857159/24-21 (22) 17.12,84 (46) 07.10.86. Бюл. К - 37 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.И.Овчаренко (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 922655, кл. С 01 R 25/00, 1980.

Авторское свидетельство .СССР

Ф 1147999, кл. G 01 К 25/00, 12.12.83. (54) ФАЗОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано для измерения разности фаэ напряжений низкой и инфранизкой частоты.

Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов, триггер

3, фильтры 4 и 5 низкой частоты, фильтр 6 высокой частоты и.измерительный механизм 8. Введение трехвходового сумматора 7, состоящего из ре-, зисторов 12 и 13, операционного усилителя 14 и оптронног0 резистора 15, детектора 10 и сглаживающего фильтра

11 позволяет более полно компенсировать переменную составляющую напряжения, подаваемого на измерительный механизм 8, путем автоматического регулирования минимального значения пе- д ременной составляющей указанного напряжения ° .1 ил.

1262409

Изобретение относится к технике электрических измерений и может быть использовано для измерения разности фаэ напряжений низкой и инфранизкой частоты. 5

Цель изобретения — повышение точности измерения разности фаз двух сигналов, путем более полной компенсации переменной составляющей напряжения, подаваемого на измерительный механизм, и автоматического регулирования минимального значения переменной составляющей укаэанного напряжения.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого фазометра.

Фаэометр содержит два формирователя 1 и 2 импульсов, триггер 3, фильтры 4 и 5 низкой частоты, фильтр 6 высокой частоты, сумматор 7, измерительный механизм 8, второй фильтр 9 высокой частоты, детектор 10 и сглаживающий фильтр 11. В состав сумматора 7 входят два резистора 12 и 13, операционный усилитель 14 и оптронный резистор 15. 25

Первый и второй входы фазометра соединены срответственно через формирователи 1 и 2 импульсов с входами ,управления триггера 3, прямой выход которого через фильтр 4 низкой частоты соединен с первым входом сумматора 7, инверсный выход триггера 3 через последовательно соединенные второй фильтр 5 низкой частоты и фильтр

6 высокой частоты соединен с вторым входом сумматора 7, выход которого соединен с измерительным механизмом 8 и входом последовательно соединенных второго фильтра 9 высоких частот, детектора 10 и сглаживающего фильтра 4

11, выход которо"о соединен с третьим входом сумматора 7.

Устройство работает следующим образом. Напряжения U< и U, поступающие на входы фазометра, усиливаются

45 и формируются в короткие импульсы усилителями-формирователями 1 и 2 соответственно. Эти импульсы поочередно переключают триггер 3, тем самым иа выходе триггера обеспечивается полу- 50 чение широтно-импульсно-модулированной последовательности импульсов с коэффициентом заполнения о/Т, где — длительность импульса на лря- 55 мом выходе триггера 3, пропорциональная сдвигу фаз между напряжениями на входе, Т вЂ” период измеряемых напряжений.

Фильтры 4 и 5 низких частот усредняют импульсно-модулированные сигналы, при этом на выходах указанных фильтров гармоники находятся в противофазе. Фильтр 6 верхних частот пропускает на выход тольк переменную составляющую выходного напряжения фильтра 5. Таким образом, противофаэные гармоники, складываясь в сумматоре 7, в значительной мере компенсируют одна другую. В результате выходное напряжение сумматора 7, регистрируемое измерительным механизмом 8, имеет пониженный уровень пульсаций, а постоянная составляющая этого напряжения остается пропорциональной сдвигу фаз между сигналами на входах фаэометра.

Степень компенсации переменной составляющей напряжения в значительной мере определяется идентичностью параметров фильтров 4 и 5 и искажениями, вносимыми фильтром 6. Некомпенсированная часть переменной cocTBBJIH ющей напряжения сумматора 7 выделяется вторым фильтром 9 высокой частоты, детектируется в детекторе 10 и усредняется в фильтре 1 1. Выходное напряжение последнего изменяет выходное сопротивление оптрона 15 так, чтобы сделать равными по амплитуде переменные составляющие напряжений на входах сумматора 7. Поскольку при правильном выборе частоты среза фильтра 6 фазовый сдвиг между входными переменными о ,напряжения сумматора 7 близок к 180

1 то амплитуда переменной составляющей на выходе сумматора 7 в результате воздействия по цепи отрицательной обратной связи (фильтры 9 и 11, детектор 10, резистор 15) стремится к нулю е

Независимо от степени неидентичности фильтров 4 и 5 и амплитудных искажений в фильтре 6, переменная составляющая выходного напряжения сумматора 7 стремится к некоторому минимуму, определяемому порогом чувствительности и коэффициентом усиления цепи обратной связи (фильтры 9 и 11, детектор 10, резистор 15). Следовательно, уровень переменной составляющей напряжения, воздействующего на измерительный механизм 8, также минимален, Это позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения колебаний стрелки от переменной составляющей напряжения, что особенно

409

Составитель В.Шубин

Техред Л.Олейник Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Козориз

Заказ 5422/42 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1262 актуально в области низких и инфранизких частот (единицы — десятки Гц), где фильтрующие свойства фильтров 4 и 5 и измерительного механизма 8 ухудшаются, а увеличение постоянных времени фильтров 4 и 5 недопустимо по причине ухудшения быстродейс.-вия прибора.

Формула изобретения 10

Фазометр, содержащий триггер, прямой выход которого соединен с первым фильтром низкой частоты, а инверсный соединен с последовательно включенны- 1 ми вторым фильтром низкой частоты и фильтром высокой частоты, два формирователя импульсов, соединенные с входами фазометра, измерительный механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены трехвходовый сумматор и последовательно соединенные фильтр высокой частоты, детектор и сглаживающий фильтр, причем выходы формирователей импульсов соединены соответственно с входами управления триггера, первый вход сумматора соединен с вы-: ходом первого фильтра низкой частоты, второй вход сумматора соединен с выходом первого фильтра высокой частоты,,третий вход сумматора соединен с выходом сглаживающего фильтра, а выход сумматора соединен с входами измерительного механизма и второго фильтра высокой частоты,