Устройство для измерения угла сдвига фаз

 

Класс 21а4, 71 № 61221

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К. Т. Лукашенко

-%La

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА СДВИГА ФАЗ

Заявлено 14 июля 1939 г. аа М 3884

Предметом изобретения является устройство для измерения угла сдвига фаз с применением термопары. В предлагаемом устройстве для измерения угла сдвига фаз подогреватели термопар включены последовательно B цепь эталонного напряжения, а исследуемое напряжение подводится к нулевой точке подогревателей и к средней точке делителя напряжения; гальванометр же включен в выходную цепь термопар.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — диаграммы напряжений, фазовые сдвиги между которыми измеряются.

Устройство (фиг. 1) содержит две идентичные термопары ТП, и

ТП2, подогреватели которых включены последовательно в цепь источника эталонного напряжения U, (с нулевой фазой), т. е. того источника, по отношению к которому измеряется фазовый сдвиг второго источника L. Источник напряжения U> включен между средней точкой делителя напряжения, состоящего из двух постоянных сопротивлений

R> и Лв общей точкой подогревателей термопар. Вследствие такого включения по нитям подогрева тормопар будут протекать геометрические суммы токов I> и f>, созданных напряжениями U и U>.

Выходные зажимы термопар соединены параллельно. Между разноименными полюсами этой системы включен магнитоэлектрический гальванометр Г. Такое включение целесообразно в том случае, если имеется гальванометр с малым внутренним сопротивлением (одного порядка с сопротивлением самих термопар); если же сопротивление гальванометра больше, то последний надо включать в входную цепь термопар последовательно.

При любом способе включения гальванометр будет показывать нуль лишь в том случае, когда напряжения, отдаваемые обеими термопарами, равны между собой. При неравенстве напряжений через рамку гальванометра будет проходить уравнительный ток 1, который и вызовет некоторое отклонение гальванометра. Напряжения же, снимаемые № 61221 с выхода термопар, равны лишь в том случае, если токи, протекающие по нитям подогрева термопар, одинаковы.

Пусть напряжение U> вдвое больше напряжения U> и угол сдвига фаз а между ними равен 90 . По фиг. 2. можно видеть, что при этом на нити подогрева термопар ТП1 и ТП2 будут поданы напряжения одинаковой величины, следовательно, напряжение (постоянное) на гальванометре будет равно нулю. Если же фаза напряжения Us будет отличаться от 90, то при всех прочих условиях суммарные напряжения на нитях термопар не будут одинаковы по величине.

По фиг. 3 можно легко вывести формулу для подсчета разности величин этих напряжений. Окончательный вид формулы будет: ,Cos a Cos a

ЛУ=U 90+ а — 90 — а

Cos Cos

2 2 где Q U — искомая разность напряжений, поданных на нити подогрева термопар, а а — угол отклонения напряжения U2 от квадратуры с U<.

По этой формуле можно получить представление о характере шкалы фазометра после градуировки. Ниже в таблице в графе «Деления шкалы» приведены результаты сделанного подсчета, показывающие, что интервалы получаются в общем равномерными и возможен легкий отсчет с достаточной степенью точности по всему диапазону измерений.

ВО

20 40

2 4

10

1,81

0,4911 0,9674

12,6 18,4

1,311

1,98

0,493 0,0987 0,2465

2,46 14,93 12,4

0,008

0,247

ЛУ

65,5

90,9

99,1

1,23

Деления шкалы

0,4

Предмет изобретения

Устройство для измерения угла сдвига фаз с применением термопар, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что подогреватели термопар включены последовательно в цепь эталонного напряжения, а исследуемое напряжение подводится к нулевой точке подогревателей и к средней точке делителя напряжения, гальванометр же включен в выходную цепь термопар.

Значения U подсчитаны в предположении, что U> равно U2 и численная величина каждого из них равна единице. При этих условиях значение Л U получилось в долях полного отклонения гальванометра.

Если подобрать термопару так, что при а = 90 гальванометр будет получать полное отклонение (на всю шкалу) и если шкала его будет иметь 100 делений, то легко подсчитать количество делений, на которое отклонится гальванометр при различных значениях угла сдвига фаз а.

То обстоятельство, что термопары имеют нелинейную характеристику, не может иметь существенного значения.

Термопары работают в схеме не от нулевого значения тока (при котором характеристика наиболее криволинейна), а при токе, меняющемся только от половины максимального значения до максимума, а в этом интервале характеристика термопар может считаться почти прямолинейной, № 61221

1ф.

Фиг 2

Редактор А. Березовская Техред А. А. Кудрявицкая Корректор А. А. Березуева

Подп. к печ. 15/VIII — 62 г

Зак. 2410/3

2/б.

Типография, пр. Сапунова, 2.

Уi

Формат бум. 70 Q 108 /)g

Тираж 200

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений н при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д.

Объем 0,26 изд. л.

Цена 5 коп. открытий