Фазометр

 

)676943

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.77 (21) 2479441/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 01.08.79 (51) М Кл G 01 R 25/00

Государственный комитет

ССС,Р ио долам изобретений и открытий (53) УДК 621.373.317 (088,8) (72) Автор изобретения

Ю. Ш. Кушнер (71) Заявитель (54) Ф АЗ ОМ ЕТ Р

Изобретение относится к устройствам для измерения фазового угла между напряжениями или токами.

Известно устройство для измерения разности фаз, в котором осуществляется преобразование разности фаз в угол поворота потокочувствительного элемента, расположенного в зазоре магнитопровода, снабженного обмоткой, связанной через переключатель с входом устройства. Кроме 10 указанных элементов, устройство содержит сумматор, вход которого подключен к обмотке, нуль-индикатор, один из выходов которого соединен с выходом сумматора, а второй — с выходом потокочувствительно- 15 го элемента, и индикатор отсчета, механически связанный с потокочувствительным элементом (1).

Недостатком устройства является невысокая точность из-за нелинейности гра- 20 дуировочной характеристики и необходимость коммутации входных сигналов, огграничивающая быстродействие устройства.

Известен другой фазометр, принятый в качестве прототипа, который выполнен по компенсационной схеме и содержит входное устройство, приводной двигатель, усилители мощности в цепях управления двигателем, регистрирующее устройство ®0 (показывающую стрелку и перо), обратный преобразователь и ключевую схему, входы которой соединены с выходами входного устройства, причем один вход соединен непосредственно, а другой через обратный преобразователь, а ее входы связаны с входами усилителей мощности (21.

Недостаток устройства — большая инерционность, связанная с необходимостью выделения среднего значения управляющего сигнала.

Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается, тем что известный фазометр, содержащий первый и второй ограничители и последовательно соединенные усилитель мощности, двигатель и устройство рагистрации, снабжен первым и вторым фильтрами, частотным детектором, протонно-прецессионным датчиком, первой и второй магнитными системами и магнитным экраном, причем протонно-прецессионный датчик расположен внутри магнитных систем, из которых первая выполнена внешней, а вторая внутренней и имеющие общий центр, первая магнитная система установлена неподвижно, а вторая укреплена на поворотной оси, которая перпендикулярна осям первой и второй магнитных систем и ме676943

55 ханически связана с двигателем, при этом протонно-прецессионный датчик, первая и вторая магнитные системы заключены в магнитный экран, первый и второй ограничители через первый и второй фильтры соединены соответственно с первой и второй магнитными системами, а протоннопрецессионный датчик через частотный детектор соединен со входом усилителя мощности.

На чертеже представлена блок-схема фазометр а.

В состав фазом тра входят протоннопрецессионный датчик 1, первая и вторая магнитные системы 2 и 8, первый и второй ограничители 4 и б, первый и второй фильтры б и 7, частотный детектор 8, усилитель мощности 9, двигатель 10, устройство регистрации 11 и магнитный экран 12.

В предлагаемом устройстве магнитное поле создается магнитными системами 2и

8, установленными одна внутри другой, имеющими общий центр, равные постоянные, подключенными через фильтры б основной гармоники и каскады 4 амплитудного ограничения к входам фазометра.

Магнитная система 2 установлена неподвижно относительно корпуса устройства, а магнитная система 8 укреплена на поворотной оси, связанной с двигателем 10.

Ограничители 4 и 5 обеспечивают равенство амплитуд сигналов, поступающих в магнитные системы 2 и 8 с входа устройстваа.

Фазометр работает следующим образом.

При передаче на входы магнитных систем 2 и 8, развернутых в пространстве на некоторый угол токов, имеющих равные амплитуды и отличающиеся по фазе, в рабочем веществе датчика 1 возникает вращающееся магнитное поле, амплитуда которого зависит от угла сдвига фаз.

При измерении фазового сдвига сигналов низкой частоты порядка единиц нли десятков герц прецессия вектора намагниченности вокруг вращающегося вектор", происходит практически так же, как и в случае неподвижного вектора.

На вход частотного детектора 8 с входа датчика 1 поступает частотно модулированный сигнал (ЭДС прецессии), а на выходе детектора появляется гармонический сигнал, частота которого (op= — 2о, з амплитуда пропорциональна девиации частоты прецсссип, которая в свою очередь зависит от соотношения между углами сдвига фаз и поворота магнитных систем в пространстве.

При определенных условиях сигнал с выхода частотного детектора 8, через усилитель мощности 9 поступает на двигатель

10, который разворачивает магнитную систему 8 и выдает сигнал на устройство 11.

Для повышения точности измерения за счет снижения влияния помех протоннопрецессионный датчик 1 и магнитные системы 2 и 8 заключены в магнитный экран

12, хотя при работе датчика в сильных полях (порядка 15 — 20 Эрстед) экранирование не является обязательным.

Предложенный фазометр обеспечивает высокую точность преобразования фазового сдвига в угол поворота вала, что определяется исключительно высокими метрологическими характеристиками протонных датчиков, его быстродействие в меньшей степени зависит от частоты входных сигналов, чем у известных устройств.

Формула изобретения

Фазометр, содержащий первый и второй ограничители и последовательно соединенные усилитель мощности, двигатель и устройство регистрации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен первым и вторым фильтрами, частотным детектором, протонно-прецессионным датчиком, первой и второй магнитными системами и магнитным экраном, причем протонно-прецессионный датчик расположен внутри магнитных систем, из которых первая выполнена внешней, а вторая внутренней и имеющие общий центр, первая магнитная система установлена неподвижно, а вторая укреплена на поворотной оси, которая перпендикулярна осям первой и второй магнитных систем и механически связана с двигателем, при этом протонно-прецсссионный датчик, первая и вторая магнитные системы заключены в магнитный экран, первый и второй ограничители через первый и второй фильтры соединены соответственно с первой и второй магнитными системами, а протонно-прецессионный датчик через частотный детектор соединен с входом усилителя мощности, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 4G8184, кл. G 01 R 25/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 448397, кл. Ci 01 R 25/00, 1970.

676943

Составитель М. Барашков

Техред E. Жаворонкова

Редактор E. Караулова

Корректор С. Файн

Заказ б96/939 Изд. № 445 Тираж 1090 Подписное

HI10 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил, пред, «Патент»