Способ оценки амплитудно-фазовой погрешности фазометров Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

«

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в фазометрии при оценке амплитудно-фазовой погрешности фазометров.

Цель изобретения - повьпиение точности оценки фазо-амплитудной погрешности фазометров за счет исключения частотно-фазовой и собственной погрешностей фазометра из результата вычислений амплитудно-фазовой погрешности.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит генератор 1, через первую половину переключателя

2подсоединенный к входам фазосдвйгающих КС-цепей 3 и 4, выходы которых подключены к входам фазометра 5 через вторую половину переключателя 2. К входам фазометра 5 и выходу генератора 1 через переключатель 6 подключается высокоомный вольтметр (или осциллограф) 7.

Фазосдвигающая цепь 3 состоит из последовательно соединенных конденсатора 8, переменного резистора 9 и постоянного резистора 10, Фазосдвиганлцая цепь 4 состоит из последовательно соединенных переменных резисторов 11 и 12 и конденсатора 13. Резисторы должны быть безреактивными, а конденсаторы высокодобротными.

Причем, когда переключатель 2 в положении а, Фазосдвигающая КС-цепь

3работает в режиме дифференцирования (сдвигает сигнал в сторону опережения), а фазосдвигакщая RC-цепь4- в режиме интегрирования (сдвигает сигнал в сторону запаздывания), при этом первый вход фазометра 5 подклю1-1ен к выходу фазосдвигающей RC-цепи 3, а второй - к вьпкоду фазосдвиганщей RC-цепи 4. При переводе переключателя 2 в положение 5 RC-цепь 3 переводится в режим интегрирования, а RC-цепь 4 - в режим дифференцирования, вследствие чего изменяются фазовые сдвиги сигналов на выходах RC-цепей 3 и 4 в противоположные стороны на.90° и переключаются входы фазометра: первый вход подключается к выходу RC-цепи 4, а второй - RC-цепи 3. Вольтметр 7 подключается к выходу генератора 1, когда переключатель 6 находр|тся в положении о. , и к входам фазометра 5, когда переключатель 6 находится

в положениях (J и Ь соответственно.

50I

Последовательность операций при определении амплитудно-фазовой погрешности фазометра следующая.

Производится установка нуля и калибровка проверяемого фазометра. Изменением сопротивлений спаренных резисторов 9 и 12 фазосдвигающих КС-цепей 3 и 4 на входах проверяемого фазометра 5 устанавливают требуемый перепад амплитуд, контролируемый вольтметром 7, подключенным к входам фазометра через переключатель 6. Затем фиксируют показание проверяемого фазометра , определяемое вьфажением

9Г И2+Лфq -лvp,,, (i)

где M.j - фазовый сдвиг, вносимьш

идеальной КС-цепью 3, работающей в режиме дифференцирования (переключатель 2 в положении 1 ); Ti,2. Фазовьй сдвиг, вносимый

идеальной КС-цепью 4, работающей в режиме интегрирования (переключатель 2 в положении а),

для идеальных КС-цепей 3 и 4 справдливы соотношенния К, Kg К, +

+ К,, К, С, Сэ С ;

п дополнительные фазовые

сдвиги вследствие отклонения реальных величин сопротивлений и емкости

элементов КС-цепей 3 и 4 соответственно от идеальных значений;

Чдап - амплитудно-фазовая погрещ0кость фазометра;

ЧИРП частотно-фазовая погрешность фазометра; - собственная погрешность

фазометра на проверяемой 5точке.

Далее после переключения переключателя 2 из положения Q. в положение S вновь фиксируют показание фазометра Н-,, определяемое следукящм выражением:

Ч-Ч 2%1- Рч2-Д «1 ДЧ Фп+ДФ„Ф„+лЦ , (2) где 4)2 - фазовый сдвиг, вносимый . идеальной КС-цепью 4, работающей в режиме дифференцирования (переключатель 2 в положении S ) ЧHI - фазовый сдвиг, вносимый идеальной КС-цепью 3, работающей в режиме интегрирования (переключатель 2 в положении о ); дополнительные фазовые сдвиги вследствие отклонения реальных величин элементов КС-цепей 4 и 3 соответственно от идеаль ных значений; Чдсрп - амплитудно-фазовая погреш ность фазометра; лф - собственная погрешность фазометра на проверяемой точке. Так как вследствие инвариантности фазового сдвига КС-цепи Г ,,- 90°. Ч92-Ч,г-+ лч дг-лФ„2 90°, то после суммирования выражений (1) и (2) получают с учетом уравнений (3) ,,„4 2лЧ)4 .ISO. С4 Затем изменением сопротивлений спаренных резисторов 9 и 12 КС-цепей 3и 4 на втором входе проверяемого фазометра 5 устанавливают амплитуду сигналов в - раз меньше амплитуды сигнала на вьЕходе генератора 1, а резистором 11 амплитуду сигнала на первом входе фазометра устанавливают равной амплитуде сигнала на втором вхо де фазометра. Амплитуды сигналов контролируют вольтметром 7, которьй под ключается к входам фазометра и выхо ду ге:нератора 1 через переключатель 6. Дйлее фиксируют показание поверяемого фазометра определяемое выражениемЧ чГЧ ;/Д 92- и1- %фп+л , (5). где Ч - фазовый сдвиг, вносимый идеальной КС-цепью 4, работающей в режиме дифференцирования (переключатель 2 в положении 5 ) при амплитуде сигнала на выходе КС-цепи 4 в f раз меньше ампитуды сигнала , на ее входе; и1 - фазовый сдвиг, вносимый идеальной КС-цепью 3, работающей в режиме интегрирования (переключатель 2 в положении S ) при амплитуде сигнала на выходе КС-цепи 3 в JT раз меньше амплитуды сигнала на ее входе (для вдеальных цепей 3 и 4 справедливы соотношения K,Q + Rj K,2 К , Cg С, С; оке 1); дополнительные фазовыесдвиги вследствие отклонения реальных величин элементов КС-цепей 4 и 3 соответственно от идеальных значений при амплитудах сигналов на выходах КС-цепей в N2 раз меньше амплитуды сигнала на их входах; частотно-фазовая погрешность фазометра; собственная погрешность фазометра на проверяемой точке. чают переключатель 2 в пои вновь фиксируют показатра Ч, , определяемое -выг- Ч1- и,+ ДФиФп- лЧ, (6) фазовый сдвиг, вносимый идеальной КС-цепью 3, ра- . ботающей в режиме дифференцирования (переключатель 2 в положении о,) при амплитуде сигнала на вькоде КС-цепи 3 в f раз меньше амплитуды сигнала на ее входе; фазовый сдвиг,, вносимый идеальной КС-цепью 4, работающей в режиме интегрирования (переключатель 2 в положении а ) при амплитуде сигнала на выходе КСцепи 4 в раз меньше амплитуды сигнала на ее входе; частотно-фазовая погрешность фазометра; собственная погрешность фазометра на проверяемой точке; дополнительные фазовые сдвиги вследствие .отклонения реальных величин элементов КС-цепей 3 и 4 от идеальных значений $ при амплитудах сигналов на их выходе в w раз меньше амплитуды сигнал на их входе. Учитывая, что вследствие инвариантности фазового сдвига КС-цепи ЧЯ, - 1 - Лфд, - ,ДФ,, - , . 90 после суммирования уравнений (5) и (6) с учетом выражения (7) получают М 2йЧ +2Aaw+ 180. (8 Удвоенную амплитудно-фазовую погрешность поверяемого фазометра определяют путем вычитания резулв тата второго (8) из результата первого суммирования (4): V.y.-yn .2лФ.г,--гдм иФГ) 180°-2.Д,п-2лФ-1&0° 2ДФДФП . Таким образом, полученный резуль тат не зависит ни от частотно-фазовой, ни от собственной погрешности фазометра на проверяемой точке, бла годаря чему обеспечивается повьш1ени точности оценки амплитудно-фазовой погрешности фазометра. На результат оценки не влияет по следовательность получения результа тов суммирования, т.е. можно снача50ла произвести операции при равных ч J п . а затем амплитудах сигналов , а при заданном отношении . Введение в известный способ новых опера11Д1й обеспечивает решение поставленной задачи - повьш1ение точности амплитудно-фазовой погрешности фазометра. Формула изобретения Способ оценки амплитудно-фазовой погрешности фазометров, заключаюш;ийся в том, что формируют сигналы с заданным фазовым сдвигом, примерно равным 90°, и отношением амплитуд, фиксируют первое показание фазометра, изменяют фазовый сдвиг сигнала на 180° и фиксируют второе показание фазометра, суммируют первое и второе показания фазометра с учетом знака, отличаю ш,ийся тем, что, с целью повышения точности, выравнивают амплитуды сигналов и уменьшают их в 2 раз, фиксируют третье показание фазометра, изменяют фазовый сдвиг сигнала на 180° и фикси эуют четвертое показание фазометра, суммируют третье и четвертое показания фазометра с учетом знака, а удвоенное значение амплитудно-фазовой- погрешности получают как разность между первым и вторым суммированием.

Изобретение относится к электроизмерению. Цель изобретения - повьшение точности оценки амлитудно-фазовой погрешности фазометров. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1, переключатели 2 и 6, фазосдвигаю цие RC-цепи 3 и 4, фазометр 5 и высокоомный вольтметр 7. Способ предусматривает выравнивание амплитуды сигналов и уменьшение их в 12 раз и фиксацию дополнительных третьего и четвертого показаний фазометра 5. Причем при фиксации четвертого показания фазовый сдвиг сигнала изменяют на 180°. Показания фазометра 5 суммируют с учетом знака, а удвоенное значение амплитудно-фазовой погрешности получают как разность между ранее полученной суммой фиксированных показаний фазометра 5 и суммой от дополнительной фиксации пока(С заний фазометра 5. 1 ил. (Л ьо 05 СО О СП