Патент ссср 313172

 

3I3I72

Са!оз Советских

Социалистических

Республик!

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 13.1.1970 (№ 1394008/18-10) с присоединением заявки №

МПК 6 01г 25/04

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 31.Ч!11.1971. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 19.XI.1971

УДК 621.316.727(088.8) Авторы изобретения

В. Ф. Борисов и С. А. Кравченко

3 а! я В! T E. ë ь высо КочАстотн ы и дАтчиК >Азы

Изобретение относится к высокочастотным датчикам фазы, используемым для получения сдвига фаз между гармоническими сигналами.

Известен образцовый датчик фазы ультразвуковых частот, содержащий задающий генератор, питающий каналы постоянной и переменной фазы, выполненные из делителей частоI b! с козффициентом деления, например>

60, и аттешоаторов, одноканальное осциллографическое фазоизмерительное устройство с переключателем и вспомогательный делитель частоты, причем каждый из двух идентичных каналов выполнен из суммирующего смесителя с пьезокварцевым фильтром, включенным последовательно с вычитающим смесителем и пьезокварцевым фильтром, нагру>кеннык! на вход делителя частоты канала, а оба выхода фазовращателя заведены на вторые входы смесителей, кроме того, выход вспомогательного делителя частоты подключен к общей точке фазовращателей и суммирующих смесителей.

11едостатком известных устройств является низкая точность на высоких частотах, наприIep 100 л!гтрк.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено одним из каналов оксиферовым многооборотным фазосдвигатощим устройством с двумя датчиками

Холла, расположенными, например, по одному в двух соседних из четырех сделанных си!п|етрично через 90 разрезов оксиферового кольца, внутри которого расположен по5 стоянный магнит, насаженный на вал, имеющий грубую шкалу и связанный системой шестерен с точной шкалой. причем выход оксиферового фазосдвигающего устройства соединен со входом усилителя напряжения в од10 ном канале, и его вход соединен с выходом кварцевого генератора, а выход усилителя напря:кения соединен со входом делителя частоты.

Это позволяет повысить точность задания

15 фазового сдвига на высоких частотах, например 100 л!гц.

Схема описываемого высокочастотного датчика фазы приведена на чертеже.

Датчик состоит из кварцевого генератора 1

20 частоты, питающего два параллельных канала, выполненных каждый из делителей 2, 8 частоты, выходы которых соединены со входами выходных усилителей 4 и б, соединенных своими выходами со входами аттенюато25 ров 6 и 7, с которых сигналы, сдвинутые по фазе, поступают на выходные клеммы 8 и 9 прибора относительно средней клеммы 10.

Один из каналов снабжен оксиферовым фазосдвигающим устройством 11 с заземленной

3Q средней точкой, содержащим по одному дат313172 чику Холла 12 и 18 в двух соседних 14 и 15 из четырех сделанных симметрично через каждый 90 разрезов б оксиферового кольца

16, внутри которого вращается постоянный магнит 17, насаженный на вал 18, несущий грубую шкалу 19 и связанный системой шестерен с точной шкалой 20, причем выход соединен со входом усилителя напряжения 21, а вход — с выходом кварцевого генератора 1, выход усилителя напряжения соединен со входом делителя 2.

С выхода генератора 1 сигнал высокой частоты поступает на токовый вход датчика

Холла 12, с выхода которого сигнал поступает на токовый вход другого датчика Холла

18, а с выхода последнего — на заземленную среднюю точку датчиков. С выходов напряжения датчиков Холла, соединенных параллельно через элементы фазорасщепительной цепи RC, сигнал, сдвинутый по фазе в соответствии с углом поворота магнита, подается на вход усилителя напряжения 21.

; Е лй. в два соседних разреза 14 и 15, сделанных под уГлом.90, поместить по одному даиыку Холла, соединив их последовательно относительно тока питания, то при повороте постоянного магнита 17 вокруг своей оси на выходе датчиков возникает напряжение со сдвигом фазы в соответствии с углом поворота магнита

У2 где: о — круговая частота тока питания;

Π— угол поворота магнита.

Выходное напряжение, сдвинутое по фазе, снимается с фазорасщепительной цепи RC u подается на усилитель напряжения 21, после которого частота сигнала делится в 6 раз делителем частоты, при этом ошибка порядка

3 — 3,6 также делится в 6 раз и будет равна

Ьр = =05-: — 06

Величина ошибки в значительной степени

5 зависит от выбора элементов и точности изготовления устройства 11. Частотный диапазон весьма широк, так как практически датчики Холла можно использовать до частот порядка 10» ги. Влияния температуры и дру10 гих факторов могут быть скомпенсированы.

Усиленное выходным усилителем напряжение сигнала с выхода делителя частоты поступает затем на аттенюатор и на выход прибора.

15 По второму каналу проходит опорный сигнал, частота которого также делится в 6 раз, усиливается и подается через аттешоатор на выходную клемму 9 прибора.

Предмет изобретения

Высокочастотный датчик фазы, содержащий кварцевый генератор, питающий два параллельных канала, выполненных из последовательно включенных делителя частоты, вы25 ходного усилителя и аттенюатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности задания фазового сдвига на высоких частотах, например порядка 100 яги, он снабжен в одном из каналов оксиферовым многообо30 ротным фазосдвигающим устройством с двумя датчиками Холла, расположенными, например, по одному в двух соседних из четырех сделанных симметрично через 90 разрезов оксиферового кольца, внутри которого

35 расположен постоянный магнит, насаженный на вал, имеющий грубую шкалу и связанный системой шестерен с точной шкалой, причем выход оксиферового фазосдвигающего устройства соединен со входом усилителя на40 пряжения в одном канале, и его вход соединен с выходом кварцевого генератора, а выход усилителя напряжения соединен со входом делителя частоты.

313172

Составитель Г. Н. Кучеренко

Редактор T. А. Хейфиц Техред А. А. Камышникова Корректор Н. С. Шевченко

Заказ 3262/6 Изд. № 1368 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2