Устройство для измерения фозового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ) 47I 554

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26,12.73 (21) 1980245/26-21 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 25.05.75. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 02.02.7б (51) М. Кл. G 01г 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.772 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) 3 аяв итель

В. С. Баркан и М. Я. Милых (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО

СДВИГА МЕЖДУ ДВУМЯ СИНУСОИДАЛЪНЫМИ

HAll РЯЖЕН ИЯ МИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью мгновенного значения фазовых углов отнооительно 0 и

180 -го сдвига фаз двух синусоидальных напряжений.

Известно устройство для измерения фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями, содержащее усилители-ограничители и дифференцирующие цепи в каналах, в которых формируются временные промежутки, делитель, распределительную цепь, выходные триггеры, дифференциальный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, фильтр и стрелочный прибор.

Однако известное устройство построено на аналогичном принципе обработки и регистрации полученной информации о сдзиге фаз, за счет чего снижается точность измерения.

Кроме того, оно не может быть использовано для измерения сдвига фазы несущей бал ансно-модулированного сигнала (например сигнала индукционного датчика импульсов типа ДИ) относительно питающего напряжения.

Целью изобретения является повышение точности измерения вблизи 0 и 180 и расширение функциональных возможностей устройства.

Для этого оно снабжено дополнительным опорным каналом, состоящим из соединенных последовательно усилителя - ограни н1теля, дифференцирующей цепи и формирователя, второй вход которого связан с выходом триггера, причем вход усилителя-ограничителя подключен к входу фазоинвертора основного опорного канала фазовым различителем, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, подключенного к входам измерительного и опорных каналов, выходы фазового различителя соединены с соответствующими входами триггера, формирователями сигналов измерн15 тельного и основного опорного каналов, выходы которых связаны с дпффсренцирующими цепями этих каналов, причем второй вход формирователя о новного опорного канала подключен к выходу триггера схемой

20 «ИЛИ», соединенной своими входами с выходами формирователей опорных каналов. пороговым устройством, вход которого подключен к входу усилителя-ограничителя измерительного канала, а выход — к распрсдели2з тельной схеме цифровым частотомером, старт-стопные входы которого соединены с соответствующими выходами распределительной схемы, а вход «ПУСК» частотомера соединен с пороговым устройством, выход часЗ0 тотомера подключен к регистрирующему уст471554

65 ройству, которое соединено также с выходом распределительной схемы.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для измерения фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями содержит три канала (измерительный, основной и дополнительный опорные каналы), каждый из которых содержит усилительограничитель 1, дифференцирующую цепь 2, формирователь 8. Кроме того, устройство содержит фазоинвертор 4, фазочувствительный выпрямитель Б, фазовый различитель б, триггер 7, схему «ИЛИ» 8, распределительный блок 9, пороговое устройство 10, цифровой частотомер 11, регистрирующее устройство 12.

Устройство работает следующим образом.

На вход измерительного канала подается исследуемое напряжение (например балансно-модулированный сигнал), фазовый сдвиг которого требуется измерить относительно опорного напряжения, подаваемого на входы опорных каналов.

В усилителях-ограничителях 1 происходит формирование входных сигналов по уровню и последующее выделение дифференцирующими цепями 2 передних фронтов, соответствующих переходу через нуль исследуемого и опорного напряжений, после чего в формирователях 8 происходит формирование этих импульсов по уровню и длительности. Причем импульс на выходе формирователя 8 основного опорного канала в фазоинверторе 4, стоящем на входе основного опорного канала, сдвигается на 180 относительно импульса дополнительного опорного канала.

Исследуемое и опорное напряжения одновременно поступают на вход фазочувствительного выпрямителя 5, полярность напряжения на выходе которого будет определяться фазой исследуемого напряжения: при сдвиге фазы исследуемого и опорного напряжений относительно 0 на выходе выпрямителя будет положительное напряжение, а при сдвиге фазы относительно 180 — отрицательное напряжение.

С выхода фазочувствительного выпрямителя 5 сигнал поступает на вход фазового различителя б, который реагирует на полярность выходного сигнала выпрямителя при переходе огибающей через нуль и управляет триггером 7 таким образом, что при сдвиге фаз относительно 180 триггер 7 открываеч формирователь 8 основного опорного канала, а при сдвиге фаз относительно 0 — формирователь 8 допопительного опорного канала. При этом в основном опорном канале происходит компенсация 180 -го сдвига фаз.

Импульсы с выходов формирователей 8 опорных каналов через схему «ИЛИ» 8 поступают на распределительный блок 9, на вход которого поступает также импульс с формирователя 8 измерительного канала.

Распределительный блок 9 открывается пороговым устройством 10.

Устройство 10 нормально закрыто и открывается после наступления внешней команды «УПРАВЛЕНИЕ».

После подачи команды «УПРАВЛЕНИЕ» первая полуволна несущей входного сигнала, поступающего на вход измерительного канала, достигнув определенного наперед заданного уровня, вызывает срабатывание устройства 10, сигнал которого подается на вход

«ПУСК» частотомера 11. Первый импульс с выхода формирователей 8 измерительного или опорных каналов через блок 9 поступаез на вход «СТАРТ» частотомера 11 и открывает счет импульсов. Следующий за этим импульс формирователей 8 также через блок 9 поступает на вход «СТОП» частотомера 11 и закрывает счет импульсов. Вследствие этого временный интервал от первого до второго импульсов в частотомере 11 превращается в двоичный эквивалент фазового сдвига между исследуемым и опорным напряжениями, который затем выводится на регистрирующее устройство 12. Одновременно в блоке 9 определяется знак фазового сдвига и записывается в устройство 12.

Предмет изобретения

Устройство для измерения фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями, содержащее усилители-ограничители и дифференцирующие цепи в опорном и измерительном каналах, фазоинвертор, включенный на входе опорного канала, распределительный блок, триггер, фазочувствительный выпрямитель и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения вблизи фазовых углов

0 и 180 и расширения функциональных возможностей, оно снабжено дополнительным опорным каналом, состоящим из соединенных последовательно усилителя-ограничителя, дифференцирующей цепи и формирователя, вторсй вход которого связан с выходом триггера, причем вход усилителя-ограничителя подключен к входу фазоинвертора основного опорного канала фазовым различителем, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, подключенного к входам измерительного и опорных каналов, выходы фазового различителя соединены с соответствующими входами триггера, формирователями сигналов измерительного и основного опорного каналов, выходы которых связаны с дифференцирующими цепями этих каналов, причем второй вход формирователя основного опорного канала подключен к выходу триггера схемой «ИЛИ», соединенной своими входами с выходами формирователей опорных каналов, пороговым устройством, вход которого подключен к входу усилителяограничителя измерительного канала, а вы471554

Г

ИЗмЕРитепьиый канал

Япр

Составитель A. Старостина

Техред М. Семенов

Редактор A. Зиньковский

Корректор И. Симкина

Заказ 1110/1645 Изд. № 750 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ход — к распределительному блоку цифровым частотомером, старт-стопные входы которого соединены с соответствующими входами распределительного блока, а вход «ПУСК» частотомсра соединен с пороговым устройством, выход частотомера подключен к регистрирующему устройству, которое соединено также с выходом распределительного блока.