Фазометр компенсационного типа

 

САН ИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 30.lll.1970 (№ 1418981/18-10)

Зависимое от авт. свидетельства №

Приоритет

Опубликовано 05.VI.1972. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 28Х1.1972

М. Кл. G 01г 25/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.373.029,5 (088.8)

ВСЕСОЮЗНАЯ

Авторы изобретения

Ю. Н. Преображенский и Э. Л. Новиков

Заявитель

ФАЗОМЕТР КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА

Caegye IOrO ICHrHaJIOH, a IK iHbIXOZaiiI JIOI H eICIKOго устройства «И» подключены каскады свето вой и,нликац ии.

На фиг. 1 показана блок- схема предтагаемого фа зометра.

Схе ма содержит образцовый фазо вращатель 1, IIIpoxaлиброва нный во всем фазовом цикле от 0 JIO 360 и имеющий две ш калы со сдвигом iHB 180, ка скад 2 формирования Ко10 ротких и мпульсов, соответст вующ1их начальным фаза м ооторного напряжения, проходящего через образцовый фазов ращатель, фазои нвертор 3 в цепи ис следуемого по фазе сигнала, двухKBIHBJIblHbIH узел 4 формирова15 ния импульсных последователыностей, соответст|вующих иачальньвм фазам основ ного и фазо и нвер твро1ванного исследуемото по фанзе сипнала, двигатель 5 для механического враще ния ротора о6разцового фазо вращателя, 20 редуктор 6 для обеспечения наиболее оптимальной скорости вращения ротора фазо вр ащател я, элект ро нный ключ 7 (одно1вибратор), обеспечивающий IIycK, р або и и Й ход и,остано вку двигателя, источ ник 8 электрического

25 почитания двигателя, двух канальное логическое устрой ство 9 «И», сипналы с выхода которого управляют работой одновиб рато1ра, ка скады 10, 11 световой индикацки, обеспечи вающие прочте|ние IH3IMepeHHQH Ipai3IHocTH

30 фаз в циф ровой форме.

Фазометр компенса цион ного ти па ис поль- зуют в элект ротехни ке, радиотехнике и техБи ке IIIðîâîäíîé связи в,качестве прибора для из мерения у ста нови1в шего ся значения сд вига фаз или сдв и га фаз имеющегося IKGJIeба ния в течение времени.

Эти фазометры, реализующие метод комTIeHcàöHH или cpaIBHeIHия сдвига фаз, хара ктеризуются ручным уп1ра вланием образцовым (IKBJIH5poIBBIHtHbIM) фазовра щателем. Это требует болыших затрат BipeMeIHH IHB поисии момента сов падения началыной фазы и сследуемого сигнала с началь«йой фазой OIIIopHOCO ко леба ния пр1и уста новившем ся (стацио на рном) значении сдвига фаз и, кроме того, практически невозможно осуществить измерВния при флюктуа циях (изме н е ниях,BQ времени) раз ности фаз.

Цель изо|брете ния — а втоматизац ия лроцесса;изме рения сдвига фаз, а также инди кация показаний при флюктуациях из ме ряемой пазности фаз.

Это до стигается тем, ччто в предложенном фазометре образцовый фазов|ращатель с|набжен механическим п ри вадо м GT д ви гателя и одновибратором, соединенным с,двигателем, входы,одно вибратора соединены с выходами двуxIKBIHaiJIblHого логиче ского уcTpoHIcTва «И», под ключе н ного к выходам импуJIbIcIHbIx Kalcкадо в,находящихся в цепях опорного и исl1ATK11Ti бнелиоч ека Мбй !

340982

Работа ycripoacriaa может быть пояснена с помощью эпюр напряжений, изо браже нных на фиг. 2 на входах и выходах отдельных ка кадов и узлов фазометра компенсациояного типа. Рассмотрены Qlaai случая: когда

oInopIHbre колебания опережают исследуемый сигнал,на 90 и случай, соответствуюиц ий отставанию опорного колебания также на 90 или, что то же самое, копда опорное напряжение oineip ear aer исследуе|мый сигнал на 270 .

На эпюрах А и А2 не прерывной линией показано опорное напряжение, ыиеющее ся яа входе образцового фазоаращателя 1 и veIpeдаваемое в той же фазе на вход каскада 2 формирования коротких импульсов. Это исходное состояние фазо метра, копда фазовращатель стоит в."нулевом положении ы олорное коле бание.,на его выходе не претерлевает фазовых ивмЬнений.- В- мом случае на выходе каскада 2 создаются отрицательные импульсы (эпюуы Б и Бг), лередний фронт zoropbrx

cooTIaerIcrayer начала м периодов опор ного напряжеяия. Одновременно с подключением олоряого колебания на вход фазометра подан н исследуемый по фазе си пиал. Этот сигнал изображен в выде эпюр В и В2. Исследуемый по фазе сипнал в соответствии с блоксхемой фазометра подключен к фазоинве ртору 3, на выходе которого и меюлся два на|пряжения, сдвинутые од но относительно другопо на 180 .

Для краткости будем считать, чтьо исследуемый сипнал, IHe имеющий фазового сдвига на выходе каскада 2, также соответствует эпюра м В и В2. Tljpn этом фазоынверти рованный сигнал (сдвинутый на 180 ) представлен эпюрами Г и Г2.

Указанные на|пряже ния (эпюры В и Г) податны на входы двухканального узла 4 формырова ния импульсных последовательностей.

На выходах узла 4 получаем две последовательност и отрицательных имлульсов, передний фронт которых соответствует началам .периодов ocHOIa нопо исследуемого сипи ала (эпю ры Är и Д ) ы после поворота его на

180 (vmolpa Е и Е2). И млульсы ic выхо.дов ка скада 2 н узла 4 ао ступают на двухка нальное логическое устройство 9 «И», где п роисходит их cpalaHeHHe IHB однов ремен|ность поступле ния, т. е. про вершка,на сов падение олорных импульсов с импульса ми исследуемого сигнала.

Им пуль сы, указа нные на эпю рах Б и Б> непрерывной ли нией, не совпадают по aipeiMeни по ступленыя ни с одним из вмпульсов, показанных на эпюрах Д и Д, а также Er и Е>. Это означает, что;на выходах устрой стаВ 9 сигналы совпадения отсутслвуют и следовательно их нет íà входах од новибрато ра

7 и на входах каскадов 10 и 11 световой индикации. Индикаторные лампы каскадов 10, 11 погашены, так как двигатель 5 через одновнбр aa oip 7 подключен,к и сточнику питания

8 и находится в работе, т. е, вращает ротор

4 образцового фазовра щателя 1. В результате это го OInoipiHioe напряжение приобретает фазовый сдвиг, что и отмечено на эпюрах А и А2

nyHIKTHpIHой линией. Импульсы на выходе каскада 2 также приобретают пе ре мещения, строго следя за перемещением начальной фаonolpiHoro колебания. Импульсы, Inozaaainные на э пю рах Б и Б2 пунктиром, соо гвет ствуют началам перыодо в синусоидальных напряжений, также изображенных пунктиром на эпюрах А1 и А2. Работа двигателя 5, следовательно и из мене ние ьачальной фазы

oIrropIHovo напряжения, происходит до тех лор, пока хотя бы один из оперных импульсов яе

coiaInBglgT с каким-либо им пульсом из и меющых сы двух:последовательностей и сследуемого сипнала.

В пер вам случае им пульс (эпюра Б ) быстрее подойдет и будет сов падать с им пульсами, показанными на зпю рах Дь а:aio iaropoIM случае им пульс (эпюра Б ) — Ic импульсами (эпюра E2) . Импульсы совпадения (элюры

Ж1 и 34), лоя вившиеся на выходах устройства 9, воздействуют на одновибратор .7, который logpealrarpyer на это мгновенным разIMbIIHBIH%reIM цепы питаныя двигателя 5 (эпюры

Hf и И ). Работа;фазовращателя приостановJIeIHB, остается только произ вести отсчег из:ме ренного угла сдвига фаз. Для этого и меются два каскада 10, 11 свето вой:индикации, подключенные к соот вет ствующим выхода м

yacc TporrIcriaa 9.

IB IneIpIaoM случае произойдет срабатывание ка скада 10, во:втором — зажжется ти рат ро н каскада 11. Импульсы, noIcrynarorqIHe на входы этих каскадов, пред ставлены на фиг. 2 также в виде эпюр Ж и Я(2. Высвечивание цифр продолжается до тех пор, пока не изменится сдвиг фаз или не выключится одно из сра в ниваемых напряжений. Последний случай ра ссмотрению не подлежит, так как это элемеятарная неисправность в измерениях.

Если же изменится, сдвиг фаз, то на это прежде всего отзовет1ся один из ранее работавшых каскадо|в индикации — rHpaTpoH погаснет, а спуст я некоторое время в ключигся двигатель фазомегра.,Вовремя между пога шением TH p BrpolHB и aIKJIIoчением двигателя определяется постоя иной време|ны однови б ратора 7 и может быть вы бра но заранее. Выше уже указывалось, что Ia случае измере|ния флюктуаций раз но стн фаз ка скады Icia erовой инди ка ции должны быть выполнены по схеме однон и бр а тор а.

3ro позволит обеспечить одновереMeHIHQcrb та щения тнратрона и включения двигателя фазометра, а время срабатывания одновибраToipoB также может быть отретулир овано зар а нее.

Диапазон частот cpaarrнваемых по фазе колебаний,или диапазон частот ра боты фа,з омет ра в предлагаемом устройспве определяется диалазонностью работы образцового фазо вращателя. Диапазон от нескольких Iäåсятков герц до 3 — 5 кгпв может быть выпол340982 нсн некоторыми изменениями схемы фазовращателя, а для дальней|шего расш и рения диапазона потребуется преобразование сравниваемых по фазе частот с помощью общего гете родика и,приведение их к одной рабочей частоте фазов ращател я, Предлагаемый фазометр ко мпен сацион ного типа наряду с возможкю стью точного цифровопо отсчета измеренного сдвита фаз (имеется в виду, что цифры на шкалах будут нанесены фотаметриче ским спо со бом и будет иопользова на оптика) позволяет лепко oicyществлять и регистрацию результатов фазовых измерений в течение.времени.

Для этого могут быть использованы известные,преобразаватели тяпа «угол — напряжение» или «утол поворота — код», устанавливаемые Ба роторе образцового фазов.р а,щап еля.

П р е д м е т и з о|6 р е т е н и я

Фазамет р компенса циавного типа, содержащий в цепи опор ного напряжения образцовый фазо в ращатель, пракалиб рава нный во всем фаз ово м цикле 0 — 360, соединенный с каскадо м фармирова ния импульсов, а в цепи

5 исследуемого по фазе сигнала — по следовательно соединвнные фазоннвертор и двухканальяый узел фо рмиравания импульсных последовательностей, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса из мврения

1О сдвига фаз, а также для и ндикации показаний при флюктуациях измеряемой раз насти фаз, oáp азцавый фазовр ащатель снабжении механическим приводам от двигателя и од ноBtH6lpBTop0M, соединенньнм с двитателем, вхо» ды однови братора соединены ic выходами двухканального логического устройства

«И», подключенного к выходам импулысных каскадо|в, находящижя,в цепях апорвопо и исследуемого сигналов, а к выходам логического уст ройства «И» подключены каскады световой и нди кац ии.

340982

Опп

Г, Редактор T. Рыбалова

Заказ о32(l5 Изд. № 807 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2 ж, Ц

И

Kz

@ez. Z

Составитель Б. Коншин

Техред 3. Тараненко

Корректоры: М. Коробова и Л. Корогод