Цифровой фазометр Советский патент 1959 года по МПК G01R25/00 

Известны фазометры с цифровым отсчетом, действие которых основано на измерении методами импульсной техники промежутка времени между моментами перехода исследуемых напряжений через нулевые значения.

Из соотношения между сдвигом фазы ф одного напряжения относительно другого, промежутком времени г между моментами перехода этих напряжений через нуль и частотой w этих напряжений

q)u)t или т -

видно, что измеряемый интервал времени т пропорционален разности фаз и обратно-пропорционален частоте исследуемых напряжений.

Указанный промежуток времени -с определяется путем подсчета числа п счетных импульсов высокой частоты /, проходящих через счетное устройство за этот промежуток времени, т. е.

Отсюда следует, что показания этого прибора находятся в прямой зависимости от частоты задающего генератора (генератора счетных импульсов). Поэтому в известных фазометрах приходится в качестве задающего генератора применять кварцевый генератор высокой частоты.

В предлагаемом фазометре длительность процесса измерения или измерительное время, т. е. время прохождения счетных импульсов через счетчик, задается автоматически постоянным от того же задающего генератора высокой частоты, который служит для выработки счетных импульсов. Этим достигается независимость показаний прибора от возможных изменений частоты задающего генератора, являющегося источником

.

№ 123617

.счетных импульсов, вследствие чего отпадает необходимость в кварцевой стабилизации этого генератора. В качестве задающего генератора может быть использован, например, генератор типа С, стабильность частоты которого обычно не ниже 0,1%.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого фазометра.

Как и в известных цифровых фазометрах, исследуемые напряжения Ui iJosm(,)f и t/2 f/oSin() поступают на вход двух формирующих усилителей ФУ1 и ФУг, преобразующих синусоидальные напряжения в напряжения прямоугольной формы. После дифферепцирования эти напряжения превращаются в две последовательности остроконечных импульсов, моменты возникновения которых соответствуют моментам перехода через нуль исследуемых напряжений. Сдвиг во времени между каждой парой соответствующих импульсов обеих последовательностей равен т -. Эти

импульсы управляют триггером Ti, на выходе которого возникает напряжение П-образной формы, положительные полуволны которого, имеющие

длительность t, подаются на первый вход схемы совпадений CCi.

На второй вход схе.мы совпадений поступают импульсы вьгсокой частоты от задаюп его генератора ЗГ,

К этому же генератору присоединен через делитель частоты ДЧ триггер , на выходе которого получается «апряжеиие Н-образной формы; положительные полуволны этого напряжения, имеющие длительность О, подаются на вторую схему совпадений ССо. Делите.ль частоты ДЧ и триггер 2 вместе со второй схемой совпадения СС2 образуют вместе с генератором высокой частоты систему калибратора измерительного времени &, которое в данном случае является величиной, кратной

периоду Г - колебаний задающего генератора ЗГ. Таким образом,

при всех возможных изменениях частоты f задающего генератора имеет

( место соотношение 0 -, где С const.

Нетрудно показать, что число п счетных импульсов, прошедших за измерительное время О через счетчик Су, с высокой степенью точности определяется выражением

С (.. . -i .. 1, п. - - / - .- .-- / . с --.Г (О/2-0,27:

т. е. практически не зависит ни от частоты w исс„1едуемых напряжений, ни от частоты / задающего генератора, а определяется однозначно разностью фаз ф исследуемых напряжений.

Нредмет изобретения

Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, основанный на измерении интервалов времени между моментами перехода через нулевое значение сравниваемых напряжений путем подсчета числа импульсов высокой частоты, проходящих через счетное устройство в течение измеряемого интервала времени, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешности измерения, связанной с нестабильностью частоты счетных импульсов и измерительного времени, в качестве источника счетных импульсов и импульсов, задающих измерительное время, использован один общий генератор высокой частоты путем соответствуюшего деления частоты последнего.