Способ измерения угла сдвига фазы

 

Изобретение может быть использовано при создании приборов для измерения углов сдвига фазы между гармоническими СОСТЙВЛЯЮ1ЦИ Ш СЛбЖНЫХ сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство , реализующее способ, содержит в каждом канале 1 и 2 блок 6 / сравнения, измерительный прибор 7j, узел 8 управления генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, функциональный преобразователь 10, и управляемый масштабный преобразователь 11. Устройство позволяет одновременно компенсировать первую и анализируемую гармоники. Измерение мгновенного значения линейно изменяющегося сигнала , соответствующего анализируемой гармонике, осуществляют в момент равенства нулю линейно изменяющегося сигнала, соответствующего первой гармонике. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5д 4 G 01 R 25/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763985/24-21 (22) 03.07.84 (46) 23.10.86. Бюл. В 39 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В.В. Брайко, В.Е. Ефремов, О.Л. Карасинский и С.Г. Таранов (53) 621.317.77(088.8) (56) Галахова О.П. и др. Основы фаэометрии.-Л.: Энергия, 1976 с. 51.

Авторское свидетельство СССР

У 492826, кл. G 01 R 25/04, 1974. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА СДВИГА

ФАЗЫ (57) Изобретение может быть использовано при создании приборов для измерения углов сдвига фазы между гармоническими составляющими сложных

SU 12 5641 А 1 сигналов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство, реализующее способ, содер" жит в каждом канале 1 и 2 блок .6 сравнения, измерительный прибор 7, узел 8 управления генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, функциональный преобразователь 10 и управляемый масштабный преобразователь 11.

Устройство позволяет одновременно компенсировать первую и анализируемую гармоники. Измерение мгновенного значения линейно изменяющегося сигнала, соответствующего анализируемой гармонике, осуществляют в момент равенства нулю линейно изменяющегося сигнала, соответствующего первой гармонике. 2 ил.

65641 2 образует ли»ей»о изменяющийся сиг»ал

»а выходе ГЛИН 9 в синусоидальный сигнал, управляемый масштабный пре. образователь (УМП) 11, вход управле5 ния которого соединен с вторым входом узла 8, а его выход — с вторым входом блока 6. Выходами каналов 1 и 2 являются выходы ГЛИН 9.

Входной сигнал U можно предста10 вить в аналитической записи таким образом, чтобы начальная фаза первой гармоники равнялась нулю:. — sin ut +П sin (2у t+q )+...+

+ U „sin (K g t +qr„)+..., 20

30

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство, реализующее способ измерения угла сдвига фазы между .,высшей (К-й) и первой гармоникой сложного сигнала, содержит два канала 1 и 2 компенсации первой и К-й гармоник, входы которых объединены и подключены к входной шине, нульорган (НО) 3, вход которого подключен к выходу канала 1, аналоговый запоминающий блок (АЗБ) 4, сигналь- 45 ный вход которого соединен с выходом канала 2, а вход управления — с выходом HO 3, регистрирующий прибор 5, который подключен к выходу АЗБ 4.

Каждый из каналов 1 и 2 содержит последовательно соединенные блок

f сравнения б, измерительный преобразователь (ИП) 7, выделяющий первую или

К-ю гармонику, соответственно в канале 1 или 2, узел управления (УУ) 8, генератор 9 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), функциональный преобразователь (ФП) 10, который пре1 l2

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при создании приборов для измерения углов сдвига фазы между гармоническими составляющими сложных сигналов, в частности для измерения начальных фаз высших гармоник периодических сигналов относительно первой гармоники.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измерения начальных углов сдвига фазы между первой и последующими гармониками входного сигнала.

Сущность способа заключается в том, что одновременно компенсируют первую и одну из высших гармоник сложного сигнала и измеряют мгновенные значения линейно изменяющегося сигнала, соответствующего высшей гармонике, в момент равенства нулю линейно изменяющегося сигнала, со1 ответствующего первой гармонике. Такая последовательность операций исключает неоднозначность определения угла сдвига фазы высшей гармоники, так как отпадает вопрос: между какими нуль-переходами гармоник сложного сигнала надо измерять интервал времени, по которому в дальнейшем определяют угол сдвига фазы. где U«у и,м»U„„Э . — амитудыу (,..., „,... — начальные фазы первой, второй, К-й,... гармоник сигнала П„;

Ю вЂ” круговая частота первой гармоники.

Измерению подлежит начальная фаза

К-й гармоники („.

Рассмотрим работу каналов 1 и 2 компенсации первой и высшей гармоники. Они различаются между собой тем, что ИП 7 в канале 1 настроен на первую гармонику, а ИП 7 в канале 2 на К-ю гармонику.

Входной сигнал V„ сравнивается в блоке 6 с компенсирующим сигналом

U . Разность этих сигналов поступает в ИП 7, который выделяет огибающую . первой гармоники разности сигналов

Ux и U<.

Размах колебаний выходного сигнала

ГЛИН 9 стабилизирован, изменение выходных сигналов ГЛИН 9 U, и U, соответственно в каналах 1 и 2 (фиг. 2) от нувя до максимального значеншя соответствует изменению текущей фазы от 0 до 2х (от, О до 360 ) . Сигналы П „„ и U« n H noMontH U 10 прео6разуются в синусоидальные сигналы

U q и U„. Эти сигналы масштабируются при помощи УПМ 11 и подаются на второй вход блока 6.

УУ 8 формирует сигналы управления фазой ГЛИН 9 и коэффициентом передачи УМП 11 таким образом, чтобы привести выходной сигнал ИП 7 к нулевому значению (метод экстремального. уравновешивания). В этом случае амплитуда и .фаза первой гармоники вход1265641

Составитель В. Шубин

Техред И.Ходанич

Редактор Н. Яцола

Корректор И. Муска

Заказ 5657/40

Тираж 728

ВНИИПИ Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного сигнала U совпадает с амплитудой и фазой компенсирующего сигнала U1. Соответственно мгновенные значения линейно изменяющегося сигнала

П„„ на выходе ГЛИН 9 соответствуют текущей фазе первой гармоники входного сигнала U„. Канал 2 работает аналогично, мгновенные значения линейно изменяющегося сигнала со— ответствуют текущей фазе К- 10 и гармоники входного сигна— ла.

НО 3 в момент равенства нулю выходного сигнала канал 1 U< формиру- ет импупьс, -который поступает на вход управления АЗБ 4, в котором фиксируется мгновенное значения выходного сигнала канала 2 U „„ (фиг. 2).

Нулевое значение сигнала U,„ соот-, ветствует нулевому значению текущей фазы первой гармоники, когда величина g t кратна 2il. В этом случае величина сигнала П„„пропорциональна величине начального угла сдвига фазы Ц„ К-й гармоники относительно первой гармоники. Выходной сигнал АЗБ 4, пропорциональный величине („, индицируется регистрирующим пробором 5.

Таким образом, предлагаемый способ измерения угла сдвига фазы позволяет измерять начальные углы сдвига фазы между первой и высшими гармониками сложного сигнала.

Формула изобретения

Способ измерения угла сдвига фазы, заключающийся в том, что компенсируют, гармоники входного сигнала синусоидальными сигналами, которые получают путем функционального преобразования линейно изменяющихся сигналов постоянной амплитуды, частота которых совпадает с частотой соответствующей, гармоники, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения начальных углов сдвига фазы между первой и последующими гармониками ходного сигнала, компенсируют укаэанным путем одновременно первую и анализируемую гармоники и измеряют мгновенное значение линейно изменяющегося сигнала, соответствующего анализируемой гармонике, в момент равенства нулю линейно изменяющегося сигнала, соответствующего первой гармонике.