Устройство для безрезонаторногоанализа спектра электрическихсигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнх

Соцналнстическнк

Республик

<>813299 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 219977 (21) 2526255/18-21 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0З81. Бюллетень N9 10 (53)PA. Кл З

6 01 и 23/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. З17. . 757 (088. 8 ) Дата опубликования описания 150 ЗВ1 (72) Авторы изобретения

М.Ф. Зарипов, Ф.Ш. Муфазалов, В. Г. Гусев и А, Ì. Пугин (73) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджони с (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ БЕЗРЕЗОНАТОРНОГО АНАЛИЗА"

СПЕКТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для анализа сигналов заданной форьи и фазы, изучения и контроля характеристик периодических сигналов .

Известны устройства, содержащие генератор, делитель, формирователь и регистратор j1).

Недостатком этнх устройств является то, что точность ° анализа их недостаточна.

Известны также устройства, в которых в качестве генератора синусоидальных напряжений используется элек- 5 тромеханический функциональный преоб— раэователь, состоящий из магнитопровода, статора, обмотки возбуждения и двигателя (2).

Недостатком данных устройств явля- 20 ется невозможность исследования спектра гармоник сигнала.

Цель изобретения - повышение точности анализа.

Эта цель достигается эа счет того, что в устройстве для беэреэонаторного анализа спектра электрических сигна„ лов, содержащем генератор синусоидальных напряжений, один выход которого через делитель, а другой - через фор- З ) мирователь подключены ко входам нульиндикатора, причем генератор синусоидальных напряжений выполнен в виде электромеханического функционального преобразователя, состоящего иэ маг нитопровода, статора с плоскимн выходными обмотками, обмотки возбуждения и электродвигателя, магнитопровод выполнен подвижным и связан с электродвигателем, статор выполнен цилиндрическим, на торце которого расположена обмотка возбуждения, а выходные обмотки статора охвачены полюсами подвижного магнитопровсда, при этом плоские выходные обмотки статора установлены с воэможностью перемещения друг относительно друга и выполнены в форме периодических кривых, период которых Тп пропорционален т/п, где n=1,2,3..., T-периад первой синусоидальной обмотки.

На фиг. 1 представлена конструкция генератора синусоидальных напряжений, на фиг. 2 - структурная схема устройства.

Генератор состоит из цилиндрического статора 1, на внешней поверхности ,которого размещены плоские выходные . обмотки 2. Боковая поверхность цИ линдрического статора, вместе с

813299 выходными обмотками охватывается полюсами подвижного магнитопровода 3 .(магнит провод выполнен П-образным из ферромагнитного материала). На цилиндрическом статоре у незамкнутого торца расположена сосредоточенная об5 мотка 4 возбуждения постоянного тока.

Подвижный магнитопровод 3 приводится

so вращательное движение через редуктор электродвигателем (i«показаны) .

Обмотка 4 возбуждения. выполнена в виде цилиндрической катушки, расположенной около торцовой части статора и подключена к источнику постоянного тока, Обмотки 2 намотаны на концентрических гильзах в виде синусоид и расположены снаружи и внутри цилиндрического статора. Периоды первой синусоидальной обмотки удовлетворяют формуле

Тп = т/и, где T — период первой обмотки, 20

Tn - период и-ой синусоидальной обмотки, n — 1, 2, 3, Все обмотки 2 могут смещаться и занимать произвольное положение как от- g5 носительно статора 1, так и относительно друг друга. Выводы генератора 5

"инусоидальных напряжений подключены к делителю 6 напряжения и к формирователю 7 (фиг. 2 ) . Выход делителя напряжения подключен к нуль-индикатору 8, который соединен с генератором

5 си нусоидал ь ных напряжений через формиров ат ель 7.

Устройство работает следующим образ ом.

При подключении постоянного напряжения к обмотке 4 возбуждения в зазоре П-образного магнитопровода 3 возникает равномерное магнитное поле, пронизывающее все обмотки 2. Магнита- 40 провод 3 равномерно вращается электродвигателем, в результате чего в обмотках 2 наводятся ЭДС синусоидальной формы, периоды которых связаны с периодом ЭДС оцной из обмоток по выше- 4 указанной формуле. Амплитуда каждой

ЭДС з ависит от геометрических размеров обмотки 2 и скорости вращения электродвигателя. Для рассматриваемой конструкции амплитуды всех обмоток одинаковы. Смещение любой из обмоток относительно других обмоток вызывает изменение начальной фазы соответствующей ЭДС.

Генератор 5 гармоник позволяет получить гармоники любого порядка, постоянной амплитуды и любой начальной фазы, величина которой точно известна. Каждая гармоника исследуемого сигнала уравновешивается изменением амплитуды соответствующей гармоники с 60 помощью делителя 6 напряжения и изменением фазы за счет геометрического смещения этой обмотки. О моменте равновесия судят по показаниям нульиндикатора 8 (измерительного фазочувствительного нуль-органа). Уравновешивание производят для каждой гармоники. Опорные напряжения на нульиндикатор подаются с выхода формирователя 7. По окончании процесса уравновешивания амплитуду и фазу каждой гармоники определяют по положению соответствующего движка делителя 6 напряжений и геометрическому положениюю с оот в ет ст ву ющей обмот ки .

Таким образом, предлагаемое устройство для безрез онатор ного анализ а спектра электрических колебаний позволяет получить гармоники любого порядка, различной амплитуды и начальной фазы, величины которых точно из вест ны, чем существенно расширяются возможности контроля и анализ а спектров электрических сигналов и что достигается простой и надежной конструкцией.

ФоРмУла из обрет ения

Устройство для безрезонаторного анализа спектра электрических сигналов, содержащее генератор синусоидальных напряжений, один выход кот орого через делитель, а другой — через формирователь подключены ко входам нульиндикатора, причем генератор синусоидальных напряжений выполнен в виде электромеханического функционального пр е образ ов ателя, состоящего и з магнитопровода, статора с плоскими выходными обмотками, обмотки возбуждения и электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поповышения точности анализа, магнитопровод, выполнен подвижным и связан с электродвигателем, статор выполнен цилиндрическим, на торце которого расположена обмотка возбуждения, а выходные обмотки статора охвачены полюсами подвижного магнитопровода, при этом плоские выходные обмотки статора установлены с возможностью перемещения друг относительно друга и выполнены в форме периодических кривых, период которых Тл пропорционален Т/и, где п=1, 2, 3, ...; Т период первой синусоидальной обмотки.

Источ ни ки и нформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Измерения в электронике. Справочник, т. 2, ред. В,A. Доброхотов, N., 1965, с. 19.

2. Конюхов Н. Е. Электромеханические функциональные преобразователи.

М., 1977, с. 2021, 212.

813299 фиг. 1

0х

Составитель A. Орлов

Редактор Л. Повхан ТехредМ.Федорнак Корректор Г.Решетннн

Э ах аз 765/55а тира 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4