Фазометр для исследования систем автоматического управления

 

Щ7ре, - AR

4 д",i v{ у-; у

ОпиСАН

Союз Советских

Социалистических

Рвсну

6641Ю (61) Дополнительное к авт. саид-ау/ (22) Заявлено 2903.76 (21) 2338010/18-21 (5 )М К 2

G 01 В 25/00 с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетГосударстненнмй комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 25.05.79. Бюллетень Йо 19

Двтв опубликования описания 2505.79 (53) УДК б21 . .317. . 37 (088. 8) (72) Автор. изобретения

С.А.Кочетов (71) Заявитель

I (54) ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ CHCTRN

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобертение относится к контрольно-измерительной технике общего наз начения и может быть использовано для исследования фазочастотнойхарактеристики системы автоматического управ- 5 ления или ее динамического звена при проведении лабораторных Испытаний.

Диапазон частот 0,001 — 10 гц.

Известен инфранизкочастотный фа- Ю зометр для исследования систем автоматического управления, содержащий два усилителя постоянного тока, блок проверки нулей усилителей, два импульсных индикатора прохождения вход-15 ных напряжений через нуль, два усилителя импульсов, блок отсечки интервала времени между: импульсами, пусковую схему, генератор импульсов, стабилизированный кварцем, счетчики 20 импульсов (1).

Однако частые сбои в работе схемы инфраниэкочастотного фазометра-частотометра снижают достоверность результатов измерения; кроме того требуют- 25 ся дополнительные математические вычисления при определении сдвига фаэ, . что существенно увеличивает время, необходимое для измерения и снижает наглядность измерения фазы. 30

Известен также инфранизкочастотный фазометр, содержащий фазо-цифровце преобразователи, счетчики импульсов, логическйе элементы, генераторы инфранизких частот (2). Этот фазометр имеет сложную конструкцию и дополнительные специальные источники .пита» ния. Ои имеет длительное время измерения и не обеспечивает непосредственного отсчета Фазы.

Иаиболее близким техническим решением.к изобретению .является инфранизкочастотный фазометр, который состоит из генератора сйнусоидальных колебаний, индикатора перехода выходного сигналов через нуль, блоков включения, интегратора, к выхрду ко торого подключено отсчетное устройство, например отделочный прибор (3).

В данном устройстве для измерения сдвига Фазы между входньм и выходным сигналами системы автоматического управления, в котором объект управле» ния имеет больщую массу {тысячи

:тонн), наобходимо длительное времи л{несколько минут) для определения периода следования сигналов инфранизкой

:частоты.

Кроме того, устройство имеет сложную Функциональную схему и низкую

664116

3 точность измерения фаэы при изменении частоты сигналов.

Целью изобретения является упрощение и ускорение измерения фазового сдвига между входным и выходным сиг-. налами инфранизкой частоты системы автоматического управления. 5.

Достигается это тем, что в фаэометр для исследования систем автома;, тического управления, содержащий генератор синусоидальних колебаний, к первому выходу которого подключен вход 0 индикатора перехода выходного сигнала через., нуль, а к второму — первый вход блока включения, интегратор, к выходу которого подключено отсчетйое устройство, например стрелочный при- 15 бор, введен индикатор включения, а выход индикатора перехода выходного сигнала через нуль соединен с вторим входом блока включения, выходы которого подключейи к индикатору включе- 20 ния и к входу интегратора;

Иа фиг. 1 иэображена Функциональная электрическая схема Фаэометра для исследования систем автоматического управления; на фиг. 2 — то же, принципиальная схема. Фазометр.содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, исследуемую систему 2 автоматического управления или динамическое звено, блок включения 3, индикатор 4 перехода выходного сигнала через нуль, интегратор 5, отсчетйое устройство 6 (стрелочний прибор); индикатор 7 включения (лампа накаливания).

Выход генератора 1 синусоидальйнх колебаний соединен через исследуемую систему 2.автоматического. управления. с входом индикатора 4 перехода сигнала через Ауль, выход которого йодключен к входу блока включениями 3 Выхо- 40 ди блока включения 3 соединены с ин» дикатором 7 включения, с входом интег ратора 5 .и с генератором 1 синусоидальных колебаний (с его схемой запус ка) . Выход интегратора 5 подключен к 45 отсчетному устройству б (стрелочному, прибору), а элемент, с помощью которого изменяют постоянную времени-интегратора, соединен с элементОм наст ройки частоты генератора синусоидаль ныл колебаний.

Устройство работает следующим .образом.

При установке тумблера 8 в положе ние измерение на блоке включения

3 (на Фиг. 2 этот тумблер 8 изображен в выключенном положении, соотвЕтствующим состоянию сброс ) отключается напряжение U от схемы запуска генератора 1 синусоидальных колебаний и подается постоянное напряжение через размыкающий контакт 9 и реэис» тор 10 на вход интегратора 5 и на вход индикатора 7 включения (лампи накаливания).

Кроме того, при установке тумблера 8 в положение измерение подготавливается цепь питания реле повторителей 11 и 12 индикатора 4 прохождения сигнала через нуль и отключается шунтирующая цепь между входом и выходом интегратора 5.

Генератор 1 синусоидальних колебаний начинает генерировать сигнал с нулевой начальной фазой, который поступает на вход исследуемой систе:мы 2 или звена, Интегратор 5 интегрирует постоянный сигнал U с постоянной времени интегрирования RC интегратора 5, пропорциональной частоте синусоидального сигнала.

Индикатор включения 7 сигнализирует о том, что идет процесс измерения фазы (горит лампа накаливания).

Индикатор 4 перехода выходного сигнала через нуль включается в работу, которая заключается в следующем, Если выходной сигнал системы 2 от-. стает по фазе от входного, то отрицательная полуволна выходного сигнала проходит. через диод 13 иа обмотку чувствительного реле 14. Реле 14 сра«« батывает и с помощью своего, замыкающего контакта 15 подключает напряже ние питания к обмотке реле-повторите" ля 11. Реле-повторитель ll срабатывает и своими замыкающими контактами

16 самоблокируется, а Замыкающий контакт 17 подготавливает цепь срабатывания чувствительиого реле 1:8.

Как только выходной сигнал системы 2 пройдет нулевое значение, то че- рез диод 19 срабатывает чувствительиое реле 18, которое с помощью своих замикающйх контактов 20 подключит цепь питания реле-повторителя 12.

Реле 12 сработает. Размыкающий контакт 9 отключит постоянное напряжение 0 от входа интегратора 5.и от ййдикатора включения 7, а замыкающий контакт 21 включит цепь самоблокировки реле 12, интегратор 5 прекратит интегрирование. Индикатор включения 7 отключится (лампа накаливания погаснет), сйгнализируя о том, что процесс измерения фазы эавериен и можно осуществлять отсчет (снимать показания) с отсЧетного устройства б. При этом время, затраченное на измерение Фазы, ие превышает половини периода следования сииусоидальиого сигнала, что выгодно отличает предложеийое устройство от известных.

Если выходной сигнал опережает по фазе входной сигнал, например в случае исследовайия Форсирующего звена, то положительная полуволиа выходного сигнала через диод 13 на обмотку чувствительного реле 14 не проходит. В этом случае время, затраченное на измерение Фазы, превышает половину пе

6641 формула изобретения

Фи.2

Составитель Г.Смелова

Редактор F..Гончар Техред Э.Чужик Корректор И.Муска

Заказ 2985/43 Тираж 1089 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 риода следования синусоидального сигнала.

Градуировка отсчетного устройства выполнена от 0 до -360, при этом диапазон от - 180 до -360 соответствует положительному Фазовому сдвигу от 0 до +180 5

Изменение частоты синусоидального сигнала во время измерения Фазы (т.е. в течение одного периода синусоидального сигнала) не оказывает влияния р на точность измерения, так как пос- тоянная.,времени йнтегрирования RC интегратора 5 прямо пропорционально зависит от периода следования синусоидального сигнала.

Для измерения фазы синусоидальних сигналов другой частоты необходимо привести в исходное состояние схему

Фазометра путем установки тумблера 8 в положение сброс . .На ФиГ. 2 положение тумблера 8 со ответствует этому состоянию.Постоянное напряжение U поступает на вход схемы запуска генератора 1 синусоидальных колебаний, который прекращает генерирование сигналов и "возвра- й> щается в исходное состояние. Кроме того, при установке тумблера 8 в положение сброс отключается питаю щее напряжение U от обмоток реле-нов торителей 11 и 12 и щунтируются об- 3(} кладки конденсатора цепй обратной

16 6 связи и нт"егратора 5. Интегратор 5 разряжается, а реле-повторители 11 и 12 разблокируются; Схема фазометра приходит в исходное состояние. фазометр для исследования систем автоматического управления, содержащий генератор синусоидальных колебаний, к первому выходу которого подключен вход индикатора перехода выходного сигнала через нуль, а к второму - первый вход блока включения, интегратор, к выходу которого йодключено отсчетное устройство, например, стрелочный прибор, о т л и .ч,а ю шийся тем, что, с целью упрощения и ускорения измерений Фазового сдвига между входным и выходным " сигйалами ийфрайизкой частоты, в него введен индикатор включения, а выход индикатора перехода выходного сигнала через нуль соединен с вторым входом блока включения, выходы которого подключены к индикатору включения и к входу интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фазомегр-частотомер НФ=ЗМ.

Техническое описание 1965. . 2. Авторское свндетельство СССР и 347678, кл. G 01 R 25/00, 1971.

3. Авторское свйдетельство СССР

9 222551, кл. G 01 R 25/00» 1971 °