В основу предлагаемого устройства для измерения разности фаз двух переменных напряжений положено сравнение суммы сравниваемых напряжений с удвоенным значением одного из них.
Особенностью предлагаемого устройства, обеспечивающей возможность получения повышенной точности измерения, является применение в нем двух синхронно работающих электронных переключателей, один из которых предназначен для поочередной подачи сравниваемых напряжений на фазочувствительную схему, на выходе которой включен делитель напряжения, а второй служит для поочередной подачи напряжений, снИ Маемых со входа и выхода делителя, на вход усилителя. Последний питает реверсивный электрический двигатель, вал которого механически связан с движком делителя напряжения, щкала которого непосредственно градуирована в значении угла сдвигз по фазе сравниваемых напряжений.
С целью автоматического уравнивания амплитуд сравниваемых напряжений, в предлагаемом устройстве применен двухканальный входной усилитель, снабженный регулятором усиления каналов в виде потенциометра, движок которого механически связан с валом реверсивного двигателя и на вход усилителя которого поочередно подаются сравниваемые напряжения.
Сравниваемые напряжения подаются на выходы двухканального уравнивающего уеилителя (см. принципиальную электрическую схему), собранного на лампах Л- к Jlz, имеющих характеристики с переменно; крутизной. Коэффициент усиления каждой jis ламп зависит от величины смещения и при дифференциальном включении ламп, как показано на схеме, амплитуда выходного сигнала зависит от положения движка реохорда, создающего автоматическое смещение. Усиленные сигналы поступают на входы низкочастотного электронного переключателя Л,
№ 130984- 2 который поочередно с низкой частотой подает сравниваемые напряжения на вход фазочувствительной суммирующей схемы на лампе Л.
Электронный переключатель представляет собой двойной триод с общей катодной нагрузкой, который питается переменным напряжением промышленной частоты (50 гц. В течение одного полупериода частоты питания работает одна половина лампы, в течение другого полупериода - другая половина. В соответствии с этим на катодной нагрузке повторяется то одно сравниваемое напряжение, то другое.
Суммирующая фазочувствительная схема собрана на двойном триоде с общей анодной нагрузкой и разделенными катодными нагрузками.
Поочередно подаваемые напряжения суммируются с опорным напряжением, поданным на вторую сетку лампы, непосредственно с анода лампы Л. При таком выборе опорного напряжения на входы суммирующего каскада подается то одно и то же напряжение, то разные по фазе напряжения.
Таким образом, за счет периодического переключения сравниваемых напряжений одной и той же фазочувствительной схемой производится последовательное во времени су.ммирование.
Для уравнивания амплитуд сравниваемых напряжений напряжение с катодной нагрузки лампы Л, на которой периодически повторяются сравниваемые напряжения, подается на усилитель УЬ а затем на детектор Д, на выходе которого появляется переменная составляющая с частотой переключений (50 гц). Это напряжение через усилитель УЗ подается на управляющую обмотку двухфазного реверсивного двигателл Д-1, напряжение на обмотке возбуждения которого сдвинуто на 90° конденсатором по отношению к управляющему напряжению электронного переключателя Л. С валом двигателя Д-1 соединен заземленный движок реохорда, с помощью которого производится перераспределение напряжений смещения на сетках ламп Л и Л, а следовательно, уравнивание амплитуд сравниваемых напряжений.
Суммарные напряжения, получаемые на аноде лампы Л фазочувствительной суммирующей схемы, последовательно во времени через катодный повторитель Л подаются на делитель напряжения ДЯ. На входы второго автоматического электронного переключателя Л подаются напряжения с катодной нагрузки повторителя Л, в качестве которой использован делитель напряжения. При этом на один вход переключателя подается напряжение, подаваемое на вход делителя, а па другой вход - напряжение с выхода делителя.
Переключатель Л работает синхронно и синфазно с первым переключателем Лд. Поэтому через каждую половину триода, в тот момент, когда она открыта, может пройти только одна из сумм напряжения, которая в данный полупериод формируется на аноде суммирующей схемы.
Таким образом, одно суммарное напряжение проходит без деления через переключатель Л, а другое суммарное напряжение - с некоторым коэффициентом деления. Регулируя коэффициент деления двигателя ЦН, можно уравнять по амплитудам оба напряжения суммарных
сигналов, т. е. У KV J, где К - коэффициент деления делителя ЦН.
Зная коэффициент деления /С, можно определить отношение сумм напряжений, а следовательно, и измеряемый фазовый угол
..i,,.,Cos|-,
откуда
-р 2arccos /С.
Для автоматического уравнивания суммарных напряжений (Iс и У. напряжение с выхода переключателя Л через усилитель У подается на детектор Д , который выделяет низкочастотную огибающую. Низкочастотное напряжение после усиления (У2) управляет реверсивным двигателем Д-2, вал которого связан с движком уравнивающего делителя напряжения ДН. При увеличении или у1меньшении фазового сдвига между сравниваемыми напряжениями система выходит из равновесия и изменяет коэффициент деления делителя ДН до тех пор, пока не произой дет уравнивания амплитуд двух последовательных суммарных сигналов С движком делителя напряжения связано перо регистрирующего устройства РУ и указатель. Одновременно с перемещением движка делителя вдоль щкалы, отградуированной в значениях фазового угла, перемещается указатель с пером. Каждому значению измеряемого фазового угла соответствует определенная величина коэффициента деления делителя ДН, а следовательно, и определенное положение движка делителя и связанного с ним указателя с пером- По положению указателя определяют фазовый угол, а пером на диаграммной ленте наносится кривая изменения этого угла.
Питание устройства осуществляется от сети переменного тока через трансформатор Тр, питание цепей постоянного тока - от выпрямителя В.
Предмет изобретения
1.Устройство для измерения разности фаз двух переменных напряжений, основанное на сравнении суммы сравниваемых напряжений с удвоенным значением одного из них, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в нем применены два синхронно работающих электронных переключателя, один из которых служит для поочередной подачи сравниваемых напряжений на фазочувствительную схему, на выходе которой включен делитель напряжения, а второй переключатель предназначен для поочередной подачи напряжений, снимаемых со входа и выхода делителя, на вход усилителя, питающего реверсивный электрический двигатель, вал которого механически связан с движком делителя напряжения, шкала которого непосредственно градуирована в значении угла сдвига по фазе сравниваемых напряжений.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического уравнивания амплитуд сравниваемых напряжений, в нем применен двухканальный входной усилитель, снабженный регулятором усиления каналов в виде переменного сопротивления, движок которого механически связан с валом реверсивного двигателя, на вход усилителя которого поочередно подаются сравниваемые напряжения.
- 3 -№ 130984
