Одноканальный инфранизкочастотный фазометр Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

1317812

относится к информани(у и В1 и к н у

()ино-11р образоватепы1ой и измерительной технике и может быть использован как но прямому назначению, чак и при реализации функциональиьк преобразователей, угломерных приборов и т.д.

Цель изобретения - псжьпиение точности измерения за счет устранения неоднозначности считывания результат измерения.

На чертеже представлена сгруктур- ная схема одноканальног-о инфранизко- частотного фазометра.

Одноканальный инфрант1зкочастотный фазометр содержит первый 1 и второй 2 нормализаторы амплитуды, сумматор 3, вычитающий блок 4, блок 5 управления, первый 6 и второй 7 ключи с памятью, блок 8 деления, третий ключ 9 с памятью, элемент 10 задержки, арк- тангенсный преобразователь 11 и отчетно-регистрирующий блок 12.

При этом выход первого нормализатора 1 амплитуды соединен с первыми входами сумматора 3 и вычитающего блока 4, а выход второго нормализатора 2 амплитуды соединен с вторыми входами сумматора 3 и вычитающего блока 4, выходы которых соединены с соответствуюпи1ми входами блока 5 управления. Кроме того, и,гхол в)1чи- тающего блока 4 соединен с информационным входом первого ключа 6 с памятью, а выход cyNfMaTopa 3 аналогично соединен с вторым ключом 7 с памятью.

Информационные вькоды первого 6 и второго 7 ключей с памятью соответственно соединены с входами блока 8 де.пения, выход которого через последов ательно включенные третий ключ 9 с памятью с арктангенсный преобразователь 11 соединен с отсчетно-реги- стрируюшим блоком 12. Трети выход блока 5 управления соединен с управляющим входом первого ключа 6 с памятью и через элемент 10 задержки с управляю1Щ1м входом третьего ключа 9 с памятью, а четвертый выход блока 5 управления соединен с управляющим входом второго ключа 7 с памятью.

Блок 5 управления содержит последовательно соединенные первьт автоматический переключатель 13, фиксатор 14 переходов через нуль, одновибра- тор 15, триггер 16 и второй автоматический переключатель 17, причем первый и второй входы первого автоматического переключателя 13 являются со0

5

0

5

0

5

0

5

0

(угвеч ствеино периь1м и iri,.i.i ихмдами и одновремеН11(1 четиорп; и гретьпм В1,1ходами блока 5 упрлимеипя, а первый и второй выходы и 1 (ipoi o автоматичсс - ког о переключателя 17 - со(1тветствен- но первым и BTophiM выхсъчами блока 5 управления,

Одноканальный инфранизкочастотный фазометр работает следующим образом.

На первый и BTOpoii входы первого и второго Н(зрмализаторов 1 и 2 амплитуды подают соответственно два синусоидальных сигнала U , (t.) U sinCJt и U(t)U.sin(rJt-(-pj,) с одинаковой частотой n и неизвестным (-двигом фаз i , Эти сигналы мог ут иметь различную амплитуду. На выходах нормализаторов 1 и 2 амплитуды получают сиг-налы U(t) U sinnL и и, (t:)U,,,sin(QL-i4i,) с одинаковой амплитудой и, которые соответственно поступают на первые и вторые входы сумматора 3 и вычитающего блока 4. На выходе сумматора 3 получают суммарный сигнал (t)2U coscf,/ /2s inCslt-ср /2) , амплитуда которого пронорционапьна косинусу половинного угла сдвиг-а фаз . На выходе вычитающего блока 4 получают разностный сигнал и (t) 2ll sintf /2 cos (ni-Cf /2) , амплитуда которого пропорциона.льна синусу половинног о угла сдвига фаз iLf,(/2, Сигналы ll(t) и ) подают соответственно на первр.п: и второй входы блока 5 управления. Эти сигналы поступают на сигнальные входы соответственно второго 7 и первого 6 ключей с памятью. На управляющие входы первого 6 и второго 7 клк1чей с памятью подают соответственно управляющие сигналы U-f и и, с выходов блока 5 управления. При этом управляющи) сиг- и на В111ходе блока 5 управления представляет собой последовательность коротких импульсов опроса, появляющихся в те моменты времени, когда сигнал Uj,(t) на сигнальном входе первого ключа 6 с памятью имеет максимальное значение U. incf,/2 . Поэтому в моменты окончания коротких импульсов опроса i; на выходе первого ключа 6 с памятью запоминается посто- янньц сигнал Uj с амплитудой 1. Uf, „y U sincf,/2 . Это значение сигна55

мятью сохраняется до поступления следующего короткого импульса опроса U,. Аналогичньм образом последователь- HOCTI, коротких импут тсов опроса 1,

1337812

З yiipa в::ення пинают второго ключа 7 моменты времени, когна сиг иальном входе амятыл имеет максие U. -2U cos if, /2,

fc с m t х

де этого ключа с пасигнал U.,, амплитуда моментами поступления

нна . и U, поступают на вхония, на выходе котоигнал U,,, амплитуда отношению амплитуд

Ш

о

с п в с

15

н д кл в в бл ле ны ст с то пе мя В1 со и да мя от да со об мя кл pa па уп по ро

сигналов Ua и L

f,

si.n -

Us 2 , .

--Б: tg ти,

«

COS -Сигнал U(, подают на вход арктан- генсного преобразователя 11 с выхода блока 8 деления через третий ключ 9 с памятью. На управляющий Bxojr этого ключа с памятью подают управляющий сигнал и,,,, получаемый путем задержки с помощью элемента 10 задержки управляющего сигнала U-, с в1 1хода блока 5 управления. Врем;, задержки выбирают таким, чтобы на выходе блока 8 деления закончился переходргый процесс и успел сформиропатьсл резу; ьтат очередного деления. При этом на выходе третьего ключа 9 с памятью получают постоянный сигнал t, с амплитудой, ранной значению tg . Значения этого сигнала могут изменяться в те моменты опроса, задаваемые сигналом и,, когда сигнал U,, па выходе блокп 8 деления имеет положительную полярность. Сигнал и,, подают на вход арк- тангенсного преобразователя 11, на выходе которого получают сигнал U, , S arctg(tp;9y2), где S - кру- тизна преобра-5ова1П я преобразователя

Редактор Л.Лежнина

Составитель Б.Шубин

Техред И.Попович Корректор Л.Тяско

Заказ 4126/43Тираж 730Подписное

ВНПЯПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. .4/5

Прг ичролг 1 ( -попиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Трогктнчя, 4

удобная для нс11осредс гвег(иого с ;ч(. та фазовог о сдвига в градусах но ни ачо отчетно-регистрирующего блока 12.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять фазовый сдвиг в течение каж,цого полупериода, причем устранены возможные ошибки, возникающие за счет неоднозначности считывания результата.

Формула изобретения

5

0

5 0 Q g

5

Одноканальный инфранизкочастотный фазометр, содержащий первый и второй нормализаторы амплитуды, входы которых подключены к первой и второй входным ишнам устройства, а выходы подключены соответственно к первым и вторым входам сумматора и вычитающего блока, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, блок деления и последовательно соединенные арктангенс- ный преобразователь и отчетно-регистрирующий блок, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый, второй и третий ключи с па- мят1,ю и элемент яадержки, причем пер- В1ЛЙ и второй вьгходы блока управления соединены соотве стиенно с его вторым и первьм входами и с сигнальными входами первого и второго ключей с памятью, выходы которых под.ключены соответственно к первому и второму входам блока деления, BL-ГХОД которого соединен с входом арктанг енсног о преобразователя через третий ключ с памятью, управляющий вход которого подключен через элемент задержки к уп- paвляющe ry входу первого ключа с памятью и к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого подключен к управляюи1ему входу второго ключа с памятью.

Нзобретение относится к информационно-преобразовательной и измсрите- технике и может быть испопьзо- вано при реализации функциональных преобрачопателе.й, угломерных приборов и т.п. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения путем устранения неоднозначности считывания результата измерения. Предлагаемый фазометр содержит нормализаторы 1 и 2 амплитуды, сумматор 3, вычитающий блок 4, блок 5 управления, ключи 6 и 7 с памятью, блок 8 деления, кпе- мент 10 задержки, арктангенсный преобразователь 1 1 и счет} о-регистрирук)- щий блок 12. Блок 5 угтрапления с.одержит последовательно соединенные первый автоматический переклкщатель 13, фиксатор 14 переходов через нуль, одно- вибратор 15, триггер 16 и второй л.и пма- тический переключатель 17. Устрой; гво позволяет измерять ф.гишвый тг- чение каждого полупериода, иск. иочая при этом возможные ошибки, вп.шикаю- щие за счет неоднозначности cmniiBa- ния результата. 1 ил. (Л