Устройство для индикации квадратурного сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

tc

;о to Изобретение относится-к области электрических измерений и может быть использовано для обнаружения и установки с повышенной точностью квадратурного сдвига фаз между двумя гармоническими напряжениями или токами. Целью изобретения является повышение точности индикации квадратурного сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами за счет снижения влияния относительного отклонения модуля и абсолютного отклонения фазы коэффициента передачи инвертора от номинал на погрешность индикатора На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - векторная диаграмма, поясняющая преобразование входных -сигналов, в устройстве для индикации квадратурного сдвига фаз, . Устройство содержит инвертор 1, вход.и выход которого соединены соответственно с первь м и вторым входами первого коммутатора 2, последователь но включенные сумматор 3, первый вход которого, подключен к вьЬсоду ком мутатора 2, усилитель 4, детектор 5, усилитель 6 низкой частоты, синхронный выпрямитель 7 и измерительный прибор 8, последовательно включенные инвертирующий сумматор 9, входы кото рого подключены соответственно к/вхо ду и выходу инвертора 1, и второй ко мутатор 10, аналогичный первому, пер вый вход которого заземлен, а выход подключен к второму входу сумматора 3 а также генератор 11 низкой частоты (коммутации) выходы которого подключены к управлякицим входам коммута торов 2 и 10 и синхронного выпрямителя 7, При этом входами устройства являют :я вход инвертора 1 и третий вход сумматора 3, Устройство работает следующим образом.. На первый вход сумматора 3 с пом щью коммутатора 2 поочередно подается то входной сигнал U, с входа инвертора 1, то сигнал с выхода инвертора 1, Второй входной сигнал U подается на третий вход сумматора 3, В пёрвьй полупериод коммутации одновременно с поступлением на первь вход сумматора 3 через коммутатор 2 сигнала U второй вход сумматора 3 с помощью коммутатора 10 заземля,етя, и на вькоде сумматора 3 получают умму сигналов U (fiJt + tfi ) и Ui угз1п(Ц 4 ) с амплитудой и , -t- Uj + 2U,UjCOs(4, ). Во второй полупериод комму.тации при поступлении на первый вход сумматора 3 через коммутатор 2 сигнала i и,(1 +у) sin((Dt +(, +/ -&) одновременно через коммутатор 10 на второй вход сумматора 3 подается с инвертирующего сумматора 9 инвертированный сигнал U- суммы входного и, и выходного Ц сигналов инвертора 1. Пр.и зтом суммарный сигнал л U значительно меньше отклоняется от инверсии сигнала U, и; и, + и, и, sinCwt + Q, + /ft ). Это подтверждается векторной диагра:ммой (фиг,2) из которой видно, что сигнал и со значительно большой точностью ближе к инверсии сигнала и, как по модулю, так и по фазе, нежели сигнал и , Поэтому -амплитуда сигнала на выходе сумматора 3 во второй полупериод коммутации paBHia; , Uc + U - 2U,(q, -Я-г). где Kj - коэффициент передачи сумматора. При квадратурном сдвиге фаз (cos Cf, - Cf 0) выходное напряжение детектора, изменяющегося с частотой коммутации, равно. и (Uc - Uc ) о, где Кц , Ко - коэффициенты передачи усилителя и детектора соответственно, и погрешность индикации квадратурного сдвига фаз отсутствует. В реальном устройстве возникает погрешность за счет неидеальной инверсии (отклонения коэффициента передачи по фазе и модулю) инвертирующего сумматора 9. Однако эта погрешность представляет собой величину второго порядка малости, f Таким образом, введение в устройство инвертирующего сумматора и второго коммутатора позволяет значительно Повысить точность индикации квадратурного сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами за счет снижения влияния отклонения коэффициента передачи инвертора от номинального значения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ КВАДРАТУРНОГО СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ, содержащее инвертор, вход которого является первым входом устройства, коммутатор, .входы которого соединены с входом и выходом инвертора, последовательно соединенные сумматор, первый вход которого соединен с выходом коммутатора, усилитель, детектор, усилитель низкой частоты, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, а также генератор низкой частоты, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора и синхронного выпрямителя, отлич. ающееся тем, что, с целью повьппения точности индикации, в него введены последовательно соединенные инвертирующий сумматор, входы которого подключены к входу и выходу инвертора, и второй коммутатор, первый вход которого заземлен, а вье ход подключен к второму входу суммаКО трра , причем сумматор в| толнен с третьим входом, который является вторым входом устройства.