Автоматический компенсационный прибор
245906
О П И С А Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советоиих
Социалистических
Республик И®@Я@ я
ПАТЕИТф)ТЕХНт1п.ЕЦ.АД
БИБЛИОТЕКА
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 21е, 32
Заявлено 10Л1.1968 (№ 1216900/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
МПК G 01г
УДК 621.317.727.2 (088.8),Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 11.VI.1969. Бюллетень № 20
Дата опубликования описания 19.XI.1969
Авторы изобретения
И. А. Арбузов, A. С. Кузнецов, А. И. Равкин и А. В. Тиль
Заявитель
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРИБОР
ДЛЯ ИЗМЕР ЕН ИЯ АМ ПЛ ИТУДЫ
И ФАЗЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к области электроприборостроения.
Известны автоматические компенсационные приборы переменного тока (полярно-координатные автокомпенсаторы), содержащие двигатели, непрерывно вращающие ротор фазорегулятора и движок делителя напряжения, а также усилитель некомпенсации. По положению ротора фазорегулятора в момент компенсации можно определить фазу, а по положению движка делителя — амплитуду.
Приборы подобного типа не обеспечивают непосредственного отсчета амплитуды и фазы напряжения, а также имеют сравнительно невысокую точность из-за несовершенства существующих фазовращателей.
Предложенный автокомпенсационный прибор обеспечивает непосредственный отсчет с достаточно высокой. точностью измерения за счет того, что каждый из каналов прибора снабжен двумя механически связанными с исполнительными двигателями преобразователями угла поворота вала в напряжение, один из которых связан через масштабное устройство с входом усилителя и служит для выработки компенсирующего напряжения, а другой, запитанный от отдельного источника, используется для выработки напряжения, подаваемого как составляю цая вектора, на схему построения векторов.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого автоматического компенсационного прибора для измерения амплитуды и фазы переменного напряжения.
5 Прибор содержит генератор 1 опорного напряжения, фазосдвигающую цепь 2, усилители сигналов 8, исполнительные двигатели 4, преобразователи 5 и б угла поворота вала в напряжение, масштабные устройства 7, схему
10 построения векторов 8, узел 9 выработки амплитуды, узел 10 выработки фазы, шкалы
11 фазы, шкалы 12 амплитуды, рукоятки 13 установки составляющих вектора, источник
14 стабилизированного напряжения перемен15 ного тока, узел 15 сравнения.
Каждый из двух измерительных каналов запитывается опорным напряжением (от внутреннего генератора 1), сдвинутым по фазе друг относительно друга на постоянный
20 угол, равный 9О, фазосдвигающей цепью 2.
Измеряемое напряжение, которое может быть представлено в виде вектора, подается на вход обоих каналов. Каждый канал «чувствует» и компенсирует только составляющую, 25 сдвинутую по фазе друг относительно друга на 90, и вектор измеряемого напряжения оказывается, таким образом, разложенным на ортогональные оси.
Так как прибор предназначен для измерено ния электрических сигналов с большим уров245906
З0
55 нем помех, B измерительных каналах предусмотрены необходимые фильтры. Измеряемый сигнал подается на усилители сигналов 8„которые управляют исполнительными двигателями 4, разворачивающими преобразователи
5 и б.
Преобразователи 5 вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные проекциям вектора измеряемого напряжения на ортогональные оси. Эти сигналы суммируются после масштабных устройств 7.
Вырабатываемый таким образом суммарный сигнал подается на узел 15 сравнения, где он компенсирует измеряемое напряжение, при э;ом на выходах масштабных устройств
7 будут выработаны напряжения, равные проекциям измеряемого сигнала.
С осями преобразователей 5 механически связаны идентичные преобразователи б, выходные напряжения которых также пропорциональны проекциям измеряемого напряжения.
Для автоматического определения амплитуды и фазового сдвига используются схема пострсения векторов 8, узел 9 выработки амплитуды и узел 10 выработки фазы. Эти узлы представляют собой расшифровывающие следящие системы.
Таким сбразом, по шкалам 11 и 12 можно прочитать значение соответственно фазы и амплитуды измеряемого напряжения. Если после того, как на вход схемы подан измеряемый сигнал и следящие системы вырабатывают значения его амплитуды и фазы, сняв возбуждение с двигателей 4, на шкалах 11 и
l2 «запоминаются» значения амплитуды и фазы измеряемого сигнала.
Работа устройства в режиме генератора заключается в том, что при отключенных двигателях 4 рукоятками 18 устанавливаются значения проекций. Выработанное таким образом напряжение может быть любой фазы с амплитудой в диапазоне, равном диапазону измеряемых напряжений.
Как видно из рассмотренной схемы, в предлагаемом автоматическом измерителе амплитуды и фазы используется высокая точность, присущая ком пенсаторам прямоугольно-координатного типа, и возможность определения величин амплитуды и фазы измеряемого напряжения. Определение амплитуды и фазы оказалось возможным благодаря применению в каждом из каналов дополнительных преобразователей б, Необходимость применения этих преобразователей заключается в том, что для работы схемы построения векторов на ее входы следует подавать (составляющие) напряжения, у которых отсутствует фазовый сдвиг. Напряжения же на входах преобразователей 5 сдвинуты друг относительно друга на 90, поэтому напряжения с их выходов непосредственно не могут быть использованы для выработки амплитуды и фазы.
Кроме того, применение преобразователей б позволяет производить построение модуля и фазы не на частоте измеряемого сигнала, а на той частоте, при которой имеет место наибольшая точность работы схемы построения векторов. Составляющие напряжения с выходов преобразователей б свободны от помех и высших составляющих гармоник, так как они запитаны от стабилизированного источника 14 синусоидального напряжения, более того, преобразователи 5 и б могут иметь нелинейную зависимость от угла поворота.
Необходимым условием является лишь идентичность их характеристик. Так, в частности, в предлагаемом устройстве используется вместо линейных вращающихся трансформ аторов, имеющих точность не выше
0,1О/О, синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, точность которых составляет
0,02>/,. Все это позволяет создать устройство, обладающее высокой точностью измерения и определяющее 4 параметра измеряемого напряжения (две составляющие, амплитуду и фазу).
Предмет изобретения
Автоматический компенсационный прибор для измерения амплитуды и фазы переменного напряжения, содержащий генератор опорного напряжения, фазосдвигающую цепь, два иден вичных измерительных канала, опорные напряжения которых сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90, усилители сигналов, исполнительные двигатели, масштабные устройства, схему сравнения, схему построения векторов, узлы выработки ампл итуды и фазы, источник стабилизированного напряжения переменного тока, отличающийся тем, что, с целью получения непосредственного отсчета и повышения точности измерения, каждый из каналов прибора снабжен двумя механически связанными с исполнительными двигателями преобразователями угла поворота вала в напряжение, один из которых связан через масштабное устройство с входом усилителя и служит для выработки компенсирующего напряжения, а другой, запитанный от отдельного источника, используется для выработки напряжения, подаваемого, как составляющая вектора, на схему построения векторов.
245906 вх
Составитель Г. Н. Кучеренко
Редактор М. В. Афанасьева Техред Л. Я. Левина Корректоры: А, Николаева и Л. Корогод
Заказ 2746/2 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
