Низкочастотный фазометр

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повьооение точности и надежности измерения. Низкочастотный фазометр содержит усилители-ограничители 1и 2, дифференциально-распределительную цепь 5, триггеры 6 и 7, элемент И 8, фильтры 9 и 10 нижних и верхних частот и индикатор 12. Введение инвертора 11 с образованием новых связей между элементами устройства исключает колебания подвижной части измерительного механизма, 2ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1У БЛИК (19) (И) (51)4 G 01 R 2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ П=ЛЬСТВУ (21) 3878606/24-21 (22) 08.04.85 (46) 30.11.86. Бюл. В 44 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина, (72) А.И. Овчаренко и Е.В. Морозов (53) 621.317.373(088.8) (56) Галахова О.П. и др. Основы фазометрии. Л.: Энергия, 1976, с. 141.

Авторское свидетельство СССР

1I 1147999 кл. G 01 R 25/00, 1983. (54) НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности и надежности измерения. Низкочастотный фазометр содержит усилители-ограничители

1 и 2, дифференциально-распределительную цепь 5, триггеры 6 н 7, элемент И 8, фильтры 9 и 10 нижних и верхних частот и индикатор 12. Введение инвертора 11 с образованием новых связей между элементами устрой" ства исключает колебания подвижной части измерительного механизма, 2 ил.

1 1

Изобретение относится.к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз двух периодических напряжений.

Целью изобретения является повьппение точности измерения в области низких и инфранизких частот и повьппение надежности устройства.

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, структурная схема; на

Ф фиг. 2 — временные диаграммы его работы, Устройство содержит усилители-ограничители 1, 2, шины 3 и 4 входных сигналов, на которые относительно общей точки подаются напряжения с измеряемой разностью фаз, дифференциально-распределительную цепь 5, первый и второй триггеры 6 и 7, элемент

И 8, фильтр 9 нижних. частот, фильтр

10 верхних частот, инвертор 11 и индикатор 12.

Входы усилителей-ограничителей 1 и 2 соединены с входными шинами 3 и

4 соответственно, а выходы — с входами дифференциально-распределительной цепи 5, а первый и второй выходы последней соединены с первыми входами триггеров 6 и 7, при этом третий и четвертый выходы соединены с вторыми входами триггеров 6 и 7.

Прямой выход первого триггера 6 и инверсный выход второго триггера

7 соединены с входами элемента И 8, выход которого соединен с входом фильтра 9 нижних частот, выходом соединенного не бсредственно и через последовательно соединенные фильтр ,10 верхних частот и инвертор 11 с выходом индикатора.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения U u U на шинах 3 и 4 (фиг. 2) после усилейия и ограничения в усилителях-ограничителях 1 и 2 соответственно приобретают форму, близкую к прямоугольной U, U, дифференциально-распределительная цепь

5 осуществляет формирование коротких импульсов по фронтам и срезам напряжений усилителей-ограничителей 1,2

1 д распределение

5.4» в Я» этих ймпульсов ло входам триггеров

6, 7 Б, U, так, как показано на фиг.2; После логического умножения, осуществляемого элементом И 8, отношение длительности импульса к периоду их следования пропорционально

273835 2 разности фаэ между напряжениями на шинах 3 и 4-U в

Выходное напряжение фильтра 9 нижних частот U можно представить ряЧ дом Фурье

11, = gE + а„созК,Д

К=1 где »= —,< — длительность импульса;

10 Т вЂ” период следования; — амплитуда К-й гармоники.

Проходя через фильтр 10 верхних частот, напряжение U примет вид

9 l5 а соз Ксд Ф, К=1

Фильтр 10 верхних частот устраняет постоянную составляющую.

Инвертор 11 инвертирует выходное напряжение фильтра верхних часто- U

l0

=-) о к созК<д

=1

При отсутствии амплитудных и фазовых искажений в фильтре 10 перемен25 ные составляющие напряжений Б и Б в полностью компенсируют друг друга. В этом случае ток индикатора 12, а значит, и угол отклонения его подвижной части пропорционален только постоянной составляющей, а следовательно, и сдвигу фаз между напряжениями 0 и

Отсутствие амплитудных искажений можно обеспечить, применив в качест35 ве фильтра 10 верхних частот фильтр

Баттерворта. Отсутствие фазовых искажений ни одним иэ известных фильтров обеспечить невозможно. Поэтому фильтр 10 настраивается так, чтобы на нижнем частотном пределе фазовые искажения были бы равны нулю,. С ростом частот напряжения U u U фильтр 10 вноз сит фазовые искажения, и компенсация переменной составляющей неполна. Однако с ростом частоты улучшаются фильтрующие свойства самого индикатора 12.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений в диапазоне низких и инфранизких частот за счет отсутствия колебаний подвижной части измерительного механизма. При этом быстродействие фазометра существенно не ухудшается, так как постоянная времени фильтра 9 может быть выбрана небольшой, а повышение надежности обеспечивается упрощением устройства. з 1273

Ф о р м у л а изобретения

Низкочастотный фазометр, содержащий индикатор, фильтр верхних частот, два усилителя-ограничителя, входы ко- g торых соединены с шинами входных сигналов, а выходы — с входами дифференциально-распределительной цепи, первый и второй выходы которой соединены с первыми входами, а третий и чет-10 вертый — с вторыми входами соответственно первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера и инt

Цу 5Составитель М. Катанова

Техред М.Ходаиич Корректор Г. Решетник

Редактор Н. Швьщкая

Заказ 6471/42 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

Uy

Й и ю

Ь5

835 4 версный выход второго триггера соедвнены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, а выход последнего соединен с входом индикатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введен инвертор, выход которого соединен с индикатором, а вход — с входом фильтра верхних частот, входом соединенного с выходом фильтра нижних частот.