Фазометр Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

2. Фазометр по п.1, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения синхронизации нача.ла измерений с началом периода сигнала и возможности измерения произвольного количества периодов сигнала, он снабжен дополнительным компаратором нулевого уровня, делителем частоты и элементом И, причем

вход дополнительного компаратора нулевого уровня соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход соединен с первым входом элемента И непосредственно и через делитель частоты с вторым входом того же элемента И, а выход элемента И соединен с установочными входами регистрирующего и управляющего счетчиков.

1. ФАЗОМЕТР, содержащий усилитель постоянного тока, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, компаратор нулевого уровня и регистрирующий счетчик, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком формирования дополнительных синусоидальных напряжений, один вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, другой - с выходом фазосдвигающего блока, коммутатором и управляющим счетчиком, причем входы коммутатора соединены с выходами блока формирования дополнительных синусоидальных напряжений, выход коммутатора соединен с входом компаратора нулевого уровня, выход компаратора нулевого уровня соединен со счетными входами регистрирующего и управляющего счетчиков, а выходы последнего соединены с управляющими входами коммутатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для точного измерения мгновенного значения фазы синусоидального напряжения и мгновенного значения разности фаз двух синусоидальных напряжений низких и инфрани ких частот в информационно-измерительных системах, системах регулиро вания и контроля с фазовым представ лением информации, в частности в устройствах противоаварийной автома тики энергосистем. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет введения дополнительных синусоидаль ных -напряжений, синхронизации начал измерения с началом измерительного .цикла и усреднением результата за несколько измерительных циклов. На чертеже представлена структур ная схема фазометра. Фазометр содержит усилитель 1 постоянного тока (УПТ), фазосдвигаю щий блок 2, блок 3 формирования дополнительных синусоидальных напряже ний (БФДН), коммутатор 4, компаратор 5 нулевого уровня, управляющий 6 и регистрирующий 7 счетчики, допо нительный компаратор 8 нулевого уро ня, делитель 9 частоты и элемент .И 10.При этом входустройства соеди нен с входом УПТ 1, выход которого соединен с первым входом БФДН 3 и входами фазосдвигающего блока 2 и дополнительного компаратора 8. Выхо фазосдвигающего блока 2 соединен с вторым входом БФДН 3, выходы которого соответственно соединены с информационными входами коммутатора 4, выход которого соединен через компаратор 5 нулевого уровня с первым входом регистрирующего счетчика 7, второй вход которого соединен с выходом элемента И 10 и вторым входом управляющего .счетчика 6. Первый вход счетчика 6 соединен с выходом компаратора 5 нулевого уровня, а выход - с управляющим входом коммутатора 4. Выход дополнительного компаратора 8 соединен непос-. редственно с вторым входом элемента И 10 и через делитель 9 частоты с первым входом элемента И 10. Фазометр работает следующим образом. На вход УПТ 1 подаётсй исследуемое эффективное напряжение Uo(t.), С выхода УПТ 1 напряжение поступает на один вход БФДН 3 и на вход фазосдвигающего блока 2, который обеспечивает сдвиг исследуемого напряжения на 90°. С выхода блока 2 первое сформированное напряжение U(t) поступает на второй вход БФДН 3. В исходном состоянии входное исследуемое: напряжение U(t) равно нулю (начало нового периода),счетчики 6 и 7 находятся в нулевом состоянии, в коммутаторе 4 замкнут ключ, подключающий на вход компаратора 5 дополнительное напряжение Uo(t) от БФДН 3, причем . lo) Uor.viM/ (Т) где Ug - мгновенное значение напряжения . В момент прохождения Uo(t). через ноль (от минуса к плюсу) компаратор

31

5вырабатывает короткий импульс, который записывается в счетчики

6и 7.,

Увеличение текущего состояния счетчика 7 регистрирует приращение текущего значения фазы на величину

2иО)

йЧ

где п - число дополнительных сформированных периодов от блока БФДН 3, а увеличение текущего состояния счетчика 6 приводит к размыканию ключа (внутри коммутатора 4), подающего напряжение Uo{t), и замыканию ключау подающего напряжение U,(t), причем .. U,W-0,. .(3)

Теперь на вход компаратора 5 подается напряжение U(t) и, когда оно пройдет через ноль (от минуса к плюсу), в компараторе 5 формируется новый импульс и т.д. Таким образом, на выходе компаратора 5 образуется последовательноть коротких импульсов

Текущее состояние счетчика 7 характеризует текущее значение измеряемого входного напряжения, Дпя того, чтобы текущее состояние счетчика 7 соответствовало текущему значению фазы измеряемого входного напряжения, необходимо синхронизировать начало измерения с началом периода измеряемого напряжения, т.е. необходимо, чтобы начало счета счетчиков 6 и 7 совпало с началом периода входного напряжения, что вручную обеспечить затруднительно. Кроме то со, в счетчлках 6

0293 4

и 7 в процессе измерения может накапливаться случайная ошибка изтза ложного срабатывания счетчиков ввиду возможного существования раэ5 личных помех. .

Для устранения этих недостатков достаточно обнулять счетчики 6 и 7 в начале периода входного напряжения ,

10 Для этого предлагаемый фазометр снабжен дополнительно вторьм компаратором8 нулевого уровня, вход которого подключен к выходу УПТ 1, а выход соединен с входами

15 установки нуля счетчиков.

С началом процесса измерения в Mt мент прохождения входного измеряемого напряжения U(t) через ноль (от минуса к плюсу) дополнительный компаратор 8 нулевого уровня вырабатывает короткий импульс, который устанавливает счетчики 6 и 7 в нулевое состояние.

После того, как компаратор В вырабатывает некоторое количество импульсов , определяемое коэффициентом деления делителя 9 частоты, на вькоде последнего снова появляется высокий уровень напряжения. Следую3Q щий импульс от компаратора 8, пройдя через элемент И 10, устанавливает счетчики 6 и 7 в нулевое состояние. Начинается новый цикл измерения.

Меняя коэффициент деления делителя 9 частоты, можно менять длительность цикла измерения, усредняя показания за несколько периодов входного сигнала.