Известный способ измерения угла сдвига по фазе двух переменных напряжений, основанный на преобразовании разности фаз в модулированные по амплитуде колебания путем периодического изменения на 180° по фазе одного из сравниваемых напряжений, хотя и позволяет решить задачу построения частотно-независимого фазометра, однако не обеспечивает необходимой точности измерения.
Это объясняется тем, что в основу способа положено измерение глубины модуляции при равенстве сравниваемых напряжений, точность которого не превышает 2,5-5%.
Особенность предлагаемого способа измерения угла сдвига по фазе двух переменных напряжений, обеспечиваюшая возможность повышения точности измерения, заключается в том, что полученные модулированные с частотой переключения колебания демодулируют путем подачи их с той же частотой на делитель напряжения, коэффициент передачи которого изменяют до исчезновения модуляции на выходе делителя. Величину разности фаз определяют по коэффициенту передачи делителя, соответствующему отсутствию модуляции.
Устройство, служашее для осушествления предлагаемого способа измерения, содержит модулируюший каскад по инвертной схеме, делитель напряжения с регулируемым коэффициентом передачи и два синхронно работающих переключателя. Один из ппх служит для периодического изменения (с частотой значительно ниже частоты сравниваемых напряжений) на 180° фазы одного из сравниваемых напряжений. Второй переключатель одновременно подключает модулированное результирующее напряжение поочередно либо ко всему делителю, либо к части сопротивления последнего, изменяемой по величине до исчезновения модуляции, фиксируемого по отсутствию вспышек в световом индикаторе.
№ 125622- 2 -
На чертеже изображена схема этого устройства.
Приняты следующие обозначения: 1-фазоинверсный каскад; 2- автоматический переключатель; 3-фазочувствительная схема на двоййом триоде; 4-делитель напряжения; 5-автоматический переключатель; 6-широкополосный, усилитель; 7-детектор; 8-фильтр нижних частот; 9-усилитель; 10-электронно-лучевой индикатор.
Автоматический переключатель 2 осуществляет преобразование измеряемой разности фаз в модулированные по амплитуде колебания путем периодического изменения фазы одного из сравниваемых напряжений на 180° с частотой, значительно меньщей частоты сравниваемых напряжений. Модулированные по амплитуде колебания с выхода фазочувствительной схемы 3 подаются на делитель напряжения 4, коэффициент передачи которого периодически изменяется с помощью автоматического переключателя 5.
В качестве автоматических переключателей 2 и 5 используются два одинаковых, синхронно работающих поляризованных реле или одно поляризованное, реле с двумя парами синхронных контактов. Обмотки реле 11 и 12 питаются от одного симметричного мультивибратора. При синхронной работе автоматических переключателей 2 и 5 и при определенном значении коэффициента передачи делителя 4 напряжение на выходе автоматического переключателя 5 оказывается полностью демодулированным.
Для индикации отсутствия амплитудной модуляции выходное напряжение делителя через широкополосный усилитель 6 подается на детектор 7, который выделяет низкочастотные модулирующие колебания. Эти колебания проходят через фильтр нижних частот 8, усиливаются в усилителе 9 низкой частоты и подаются на электронно-лучевой индикатор 10.
Для повышения точности индикации автоматические переключатели работают с частотой 1-2 гц; модулирующие колебания с этой, частотой легко отмечаются электронно-лучевым индикатором. Момент полной демодуляции фиксируется по отсутствию периодических вспышек в индикаторе 10 независимо от величины угла теневого сектора. Такой динамический режим электронно-лучевого индикатора позволяет полностью устранить погрешность индикации и обеспечивает его максимальную чувствительность, вследствие чего работа может производиться при максимальном угле теневого сектора.
При полном уравновещиваиии компенсационной схемы измеряемая разность фаз при равенстве входных напряжений определяется из форму.яы:
tg К,, где К.-коэффициент передачи делителя напряжения, откуда ® 2arctg/C. Следовательно, разность фаз пропорциональна коэффициенту передачи делителя напряжения. Очевидно, что это соотношение не зависит от частоты сравниваемых напряжений и стабильно гти электронной схемы.
Погрешности предлагаемого способа измерения в основном зависят от погрешности делителя напряжения и от индентичности амплитудно-фазных характеристик входного модулирующего каскада. Для снижения последней погрешности модулятор выполнен на двойных триодах и для симметрирования фазных характеристик введены выравнивающие конденсаторы.
Помимо этого, погрещность измерения в значительной мере зависит от погрешности уравнивания входных напряжений. Для устранения этой, погрешности сравниваемые напряжения с помощью переключателя 13 непосредственно подаются на автоматический переключатель 5,
преобразующий сравниваемые напряжения в модулированные по амплитуде колебания. Уравнивание сравниваемых напряжений осуществляется с помощью неградуированного делителя напряжения 14.
Предмет изобретения
1.Способ измерения угла сдвига по фазе двух переменных напряжений, основанный на преобразовании разности фаз в модулированные по амплитуде колебания путем периодического изменения на 180° по фазе одного из сравниваемых напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, полученные модулированные с частотой переключения колебания демодулируют путем подачи их с той же частотой на делитель напряжения, коэффициент передачи которого изменяют до исчезновения модуляции на выходе делителя, а величину разности фаз определяют по коэффициенту передачи делителя, соответствующему отсутствию модуляции.
2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающеес я тем, что оно содержит модулирующий каскад по инвертной схеме, делитель напряжения с регулируемым коэффициентом передачи и дза синхронно работающих переключателя, один из которых служит для периодического (с частотой значительно ниже частотны сравниваемых напряжений) изменения на 180° фазы одного из сравниваемых напряжений, а второй для одновременного подключения модулированного результирующего напряжения поочередно либо ко всему делителю, либо к части сопротивления последнего, изменяемой по величине до исчезновения модуляции, фиксируемого по отсутствию вспыщек в световом индикаторе устройства.
