Способ измерения изменений сдвигафаз синусоидальных напряжений
Союз Соаетскик
Социалистическик
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 250479 (21) 2758368/18-21 ( G 01 R 25/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий. (23) Приоритет Опубликовано 3006.813юллетень No 24 Дата опубликования описания 30.06,81 (53) УДК 621. 317. .77(088.8) (72) Авторы изобретения В.Д.Иевеленко и Д.A.Äàìèíoâ Оренбургский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ СДВИГА ФАз синусОидАльных нАпРяжениЙ Изобретение относится к фазоиэмерительной технике и может быть ис пользовано при создании фазометров в широком диапазоне частот. Известен способ, составляющий основу принципа действия известного устройства, заключающийся в ударном возбуждении колебательного контура низкой добротности (0=60) передним и задним фронтами прямоугольных импульсов $1j . Так как для регистрации малых отклонений сдвига фаз длительность импульсов должна быть равна минимальному числу периодов свободных ко- IS лебаний контура, то для измерении при малых исходных сдвигах фаз требуется соотношение частоты измеряемых напряжений F „ и частоты наст- ройки колебательного контура F< 20 (Гк /F в,„104), что ограничивает как мйнимальную величину измеряемых фазовых сдвигов, так и частотный диапазон возможного использования. Но даже в ограниченном диапазоне.значений исходного сдвига фаз для достижения высокой разрешающей способности требуется применение плавного фазовращателя для начальной настройки, для получения минималь-. 30 ной или максимальной амплитуды отклика, наблюдаемого на экране осциллографа, что вносит субъективные погрешности и не позволяет автоматизировать процесс измерений при имеюшемся объеме оборудования. Использование преобразователя разности фаз в длительность прямоугольных импульсов приводит к тому, что при малых значениях начального сдвига фаэ реальные импульсы на выходе преобразователя имеют трапецеидальную форму, что выэ:вает нарушение связи, установленной для последовательности прямоугрльных импульсов ду=-— д" arCs к де — меилу откло l дд,Ъ с 4 нением амплитуд отклика от минимального значения и отклонением разности фаз от установленного значения. Это вызывает существенную погрешность измерений. Известен также способ измерения малых изменений сдвига фаэ, заключающийся в преобразовании измеряемого и опорного синусоидальных напряжений в периодическуЮ последовательность прямоугольных импульсов с длительностью, пропорциональной сдвигу фаэ, из которых затем выделяют одну иэ гармоник частоты 842624 повторения, расположенных в зонах максимальной чувствительности к изменениям длительности импульсо з, при помощи избирательной системы 2 . Недостатком известного способа является то, что при малых значениях измеряемых фазовых сдвигов 1зоэрастает погрешность измерения, обусловленная соизмеримоcòüþ длительностИ фронтов и длительности импульсов„ форма которых в этом случае близка к трапецеидальной . Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений. Для достижения цели в способе, заключающемся в Формировании последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален измеряемому сдвигу Фаз,, выделении гармоники повторения, расположенной в одной из зон максимальной чувствительности к измерениям временного сдвига и выпрямлении ее, последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален сдвигу фаз„ преобразуют в суперпозицию последовательностей прямоугольных импугьсов, à затем выделяют и подвергают выпрямлению гармонику повторения, обладающую минимальной чувствительностью к изменениям дли— тельности импульсов. На Фиг.1 показана блок-схема реализации предлагаемого способа, вариант; на фиг.2 — временные диаграммы. Влок-схема содержит формирова ели 1 и 2, преобразующие . в последовательности прямоугольных импуль— сов гармонические напряжения, измене ния сдвига Фаз между которыми подлежат измерению, линейный смеситель 3, преобразующии поступающие на два его входа последовательности прямоугольных импульсов в суперпозицию последовательностей прямоугольных импульсов, избирательную систему 4, выделяющую из суперпозиции последовательностей прямоугольных импульсов гармонику частоты повторения, расположенную в одной иэ зон максимальной чувствительности к изменениям времени задержки и обладающую минимальной чувствительностью к изменениям длительности пря моугольных импульсов и выпрямитель Г устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. ЬС При поступлении на вход линейного смесителя 3 двух последовательностей прямоугольных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на время задержки, с выходов формирователей 1 и 2 на его выходе появляется суперпозиция последовательностей прямоугольных импульсов, сдвиг между передними Фронтами которых (равный с ) пропорционален измеряемому сдвигу Фаз. Воздействие суперпозиции последовательностей импульсов прямоугольной формы на вход избирательной системы 4 вызывает появление на ее выходе гармонического напряжения, уровень которого изменяется в соответствии с изменениями сдвига фаз. Точное амплитудное выпрямление (или фазовое в случае необходимости измерений с учетом стороны отклонения измеряемого сдвига фаз) позволяет осу1цествить измерение изменений сдвига фаз относительно исходного значения, Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить точность очень широкого класса. измерительных преобразователей примерно на поря,г ок. формула изобретения Способ измерения изменений сдвига фаз синусоидальных напряжений, заключающийся в формировании последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален измеряемому сдвигу фаэ, выделении гармоники повторения, расположенной в одной иэ зон максимальной чувствительности к изме— нениям временного сдвига и выпрямлении ее, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений,последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми прогорционален сдвигу фаз, преобразуют в суперпозицию последовательностей прямоугольных импульсов„ а затем выделяют и подвергают выпрямлению гармонику повторения, обладающую минимальной чувствительностью к изменениям длительности импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 413433, кл. G R 25/00, 1974. 2, Авторское свидетельство СССР 9 461386, кл. G 01 R 25/00, 1975.
