Низкочастотный фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

(Л С Изобретение относится.к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз двух периодических напряжений. Целью изобретения является повьппение точности измерения в области низких и инфранизких частот и повьппение надежности устройства. На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, структурная схема; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит усилители-ограничители 1, 2, шины 3 и 4 входных сигналов, на которые относительно об щей точки подаются напряжения с измеряемой разностью фаз, дифференциально-распределительную цепь 5, первый и второй триггеры 6 и 7, элемент И 8, фильтр 9 нижних.частот, фильтр 10 верхних частот, инвертор 11 и индикатор 12. Входы усилителей-ограничителей 1 и 2 соединены с входными шинами 3 и 4соответственно, а выходы - с входа ми дифференциально-распределительной цепи 5, а первый и второй выходы последней соединены с первьми входами триггеров 6 и 7, при этом третий и четвертьм выходы соединены с вторыми входами триггеров 6 и 7. Прямой выход первого триггера 6 |И инверсный выход второго триггера 7 соединены с входами элемента И 8, выход которого соединен с входом фильтра 9 нижних частот , выходом соединенного непбсредственно и через последовательно соединенные фильтр ,10 верхних частот и инвертор 11с выходом индикатора. Устройство работает следующим образом. Напряжения U, и U на шинах 3 и 4 (фиг, 2) после усиления и ограничения в усилителях-ограничителях 1 и 2 соответственно приобретают форму, близкую к прямоугольной и Uj диф ференциально-распределительная цепь 5осуще;,ствляет формирование коротких импульсов по фронтам и срезам напряжений усилителей-ограничителей 1,2 54 s.a 53 5-А распределение этих импульсов по входам триггеров 6, 7 Ug, Ц так, как показано на фиг.2. После логического умножения, осуществляемого элементом И 8, отношение длительности импульса к периоду их следования пропорционально 35Z разности фаз между напряжениями на шинах 3 и 4-и Выходное напряжение фильтра 9 нижних частот Ug можно представить ряк часто дом Фурье Ug iE +E3Q cosKi4t гдеу ,1 - длительность импульса; Т - период следования; q - амплитуда К-й гармоники. Проходя через фильтр 10 верхних частот, напряжение U примет вид J a cosKu)t . Фильтр 10 верхних частот устраняет постоянную составляющую. Инвертор 11 инвертирует выходное напряжение фильтра верхних частот U . и KcosKu)t f« tПри отсутствии амплитудных и фазовых искажений в фильтре 10 переменные составляющие напряжений U и U,, полностью компенсируют друг друга. Б этом случае ток индикатора 12, а значит, и угол отклонения его подвижной части пропорционален только постоянной составляющей, а следовательно, и сдвигу фаз между напряжениями U, и Отсутствие амплитудных искажений можно обеспечить, применив в качестве фильтра 10 верхних частот фильтр Ваттерворта. Отсутствие фазовых искажений ни одним из известных фильтров обеспечить невозможно. Поэтому фильтр 10 настраивается так, чтобы на нижнем частотном пределе фазовые искажения были бы равны нулю.. С ростом частот напряжения U и U фильтр 10 вносит фазовые искажения, и компенсация переменной составляющей неполна. Однако с ростом Частоты улучшаются фильтрующие свойства самого индикатора 12. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений в диапазоне низких и инфранизких частот за счет отсутствия колебаний подвижной части измерительного механизма. При этом быстродействие фазометра существенно не ухудшается, так как постоянная времени фильтра 9 может быть выбрана небольшой, а повышение надежности обеспечивается упрощением устройства.

Ф op мула изобретения

Низкочастотный фазометр, содержащий индикатор, фильтр верхних частот, два усилителя-ограничителя, входы ко-s торых соединены с шинами входных сигналов, а выходы - с входами дифференциально-распределительной цепи, первый и второй выходы которой соединены с первыми входами, а третий и чет-10 вертый - с вторыми входами соответственно первого ивторого триггеров, прямой выход первого триггера и инверсный выход второго триггера соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, а выход последнего соединен с входом индикатора, о т л и ч а rani и и с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введен инвертор, выход которого соединен с индик.атором, а вход - с входом фильтра верхних частот, входом соединенного с выходом фильтра нижних частот.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повьооение точности и надежности измерения. Низкочастотный фазометр содержит усилители-ограничители 1и 2, дифференциально-распределительную цепь 5, триггеры 6 и 7, элемент И 8, фильтры 9 и 10 нижних и верхних частот и индикатор 12. Введение инвертора 11 с образованием новых связей между элементами устройства исключает колебания подвижной части измерительного механизма, 2ил.

фиг.2