Фазометр для исследования систем автоматического управления Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже показана структурная блок-схема фазометра.

Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний инфранизкой частоты, исследуемый объект 2, блок 3 включения, нуль-орган 4, первый 5 и второй 6 интеграторы, первый 7 и второй 8 измерители напряжения, первый 9 и второй 10 индикаторы, фиксатор П периода, первый. 12 и второй 13 блоки развязки, двухобмоточньй ло- гометр 14, блок 15 сравнения, пер-. вое - четвертое 16 - 19 чувствительные реле, первое - четвертое 20 - 23 реле-повторители, тумблер 24, блок 25 постоянного тока, первый 26 и второй 27 входные регуляторы сигнала, кинематически соединенные с элементами настройки генератора 1, релейные элементы (реле) 28 и 29, диодные выпрямители 30 - 34, измеритель 35 напряжения, дополнительный нуль-орган 36, включающий выпрямительные диоды 37 и 38, чувствительные реле 39 и 40 и реле-повторители 41 и 42. При этом блок 3 включения соединен с индикатором 9 и цепями обратных связей интеграторов 5 и 6, а также с цепями питания нуль-органов 4 и 36 и фиксатора 11 периода. Выход генератор 1 через исследуемый объект 2 подк:лючен к входам нуль-органов 4 н 36, к входу фиксатора 11 периода и через контакты 23.2 реле 23, входной регуля-. тор 27 интегратора 6 к входу измерителя 8 напряжения, а через блок 13 развязки к первой обмотке логометра 1.4, Выход генератора 1 через интегратор 6 соединен с входом блока 15 сравнения и через диод 34 с обмоткой реле 29, контакты 29.1 которого подключены к цепи питания.

Блок 25 постоянного тока, входящий в состав блока 3, через тумблер , 24 и контакты 21.2 реле 21 подключен к входному регулятору 26 сигнала интегратора 5, выход последнего соединен с входом измерителя 7 напряжения, с обмоткой реле 28, с одним из вхо-;. ДОН блока 15 сравнения и через блок 12 развязки с второй обмоткой лого- метра 14. Выход блока 15 подключен через контакты 28.1 реле 28 и 29.1

реле 29 к входу измерителя 35 напряжения .

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии тумблер 24 блока 3 установлен в положении Сброс и все реле, генератор 1, индикаторы 9 и 10 включены; порог срабатывания реле 28 предварительно выбран таким образом, что обеспечивает с помощью интегратора 5 запаздывание по фазе на 90, а порог срабатывания для реле 29 с помощью интегратора 6

устанавливается соответствующим равенству амплитуд входного и выходного сигналов исследуемого объекта 2. При установке тумблера 24 в положение Измерение запускается генератор 1 и подается напряжение от блока 25 через контакт 21.2 реле 21 и регулятор 26 сигнала на вход интегратора 5 и индикатор 9. Кроме того, отключаются шунтирующие отрицательные обратные связи интеграторов 5 и 6, а на реле 16 - 23, 28, 29, 39 - 42 подает- ся напряжение питания, и выходной сигнал генератора 1 через иссЛедуе- мьш объект 2 поступает на входы нульорганов 4 и 36, а также фиксатора 11 периода.

Интеграторы 5 и 6 накапливают заряды, величина которых прямо пропорциональна фазовому запаздыванию исследуемого объекта 2 для интегратора 5 и поправке, обусловленной Цереход- ной составляющей того же объекта 2,. для интегратора 6,

В течение всего процесса измерения, которьй может дпя инфранизких частот составлять десятки минут, индикатор 9 включен.

Завершение процесса измерения происходит следующим образом.

Положительная полуволна выходного сигнала с объекта 2 поступает на реле 16 через диод 30 и через контакты 23.2 реле 23 и регулятор 27 на вход интегратора 6, реле 16 срабатывает иконтактами 16.1 включает реле 20, которое своими контактами 20.1 самоблокируется, а контактами 20.2 готовит цепь питания реле 17. В момент изменения полярности выходного сигнала

объекта 2 срабатывает реле 17, которое контактами 17.1 включает репе 21, завершается интегрирование интегратором 5, выключается индикатор 9, запускается блок 11. Отключение индикатора 9 свидетельствует о том, что процесс измерения фазы закончен и можно считывать показания первого измерителя 7 напряжения, которые пропорциональны заряду интегратора 5.

Компенсация ошибки, связанной с неустановившимся процессом, происходит следующим образом.

При включении фиксатора 11 срабатывает его чувствительное реле 18, которое контактом 18.1 включает реле 22, последнее контактами 22.1 самоблокируется, а контактами 22,2 подготавливает к работе реле 19, заряд ин- цепи.для срабатывания реле 17, 21,

тегратора 6 уменьшается, так как на выходе объекта 2 изменяется полярность, при этом срабатывает реле 19, которое своими контактами 19.1 вклю- чает реле 23. Реле 23 контактами 23.1 самоблокируется и одновременно отключает индикатор 10, что свидетельствует о завершении формирования величины поправки, а контактами 23.2 прекращает интегрирование интегратором 6, при этом величина поправки считывается с показаний второго измерителя 8 напряжения.

Временные параметры объекта 2 (инерционного звена первого порядка) можно считьтать по показаниям лого- метра 14, обмотки которого через блоки 12 и 13 подключены к выходам интеграторов 5 и 6.

Если объект 2 является динамическим звеном второго и более порядков, то временные параметры этого объекта характеризуются постоянной времени Т. Для этих объектов очень важна величина перерегулирования 6, эту величину считывают по показаниям дополнительного измерителя 35 напряжения.

Дпя сокращения времени измерения к. выходу исследуемого объекта 2 подключен дополнительный нуль-орган 36, который работает следующим образом.

20

25

30

35

40

45

18 и 22. Как только сигнал на выход объекта 2 изменяет свою полярность, срабатьшают реле 17, 21, 18 и 22. Реле 22 контактами 22.1 самоблокиру ется и через контакты 42.2 включает реле 23, которое контактами 23.2 от ключает вход интегратора 6 от выход объекта 2, при этом измеритель 8 на пряжения фиксирует величину напряже ния на выходе интегратора 6, пропор ционального величине поправки.

Применение изобретения позволяет повысить точность измерения за счет замера переходной поправки с помощь интегратора 6 и введенного нуль-орг на 36.

Формула изобретени

Фазометр для исследования систем автоматического управления по авт. св. № 1180807, отличающий- с я тем, что, с целью повышения то ности измерения фазовых сдвигов, в него введен дополнительный нуль-орган, диоды которого включены в направлении, обратном направлению дио дов основного нуль-органа, вторые замыкающие контакты второго реле-по вторителя дополнительного нуль-орга на включены в цепь между входами ре ле-повторителей фиксатора периода.

Составитель В. Шубин Редактор Л. Веселовская Техред Л.Олийньк Корректор Н. Король

Заказ 5562/44

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2398

Отрицательная полуволна напряже ния сигнала на выходе объекта 2 через диод 37 поступает на реле 39, которое контактами 39.1 включает реле 41, Реле 41 контактами 41.1 самоблокируется, а контактами 41.2 подготавливает цепь для срабатывания реле 40 и 42. С приходом положительной полуволны сигнала на выходе объекта 2 срабатывают реле 40, 16, 42 и 20. Реле 42 контактами 42.2 подготавливает цепь для сраба-тьшания реле 23, а реле 20 с помощью контактов 20.2 10

0

5

0

5

0

5

18 и 22. Как только сигнал на выходе объекта 2 изменяет свою полярность, срабатьшают реле 17, 21, 18 и 22. Реле 22 контактами 22.1 самоблокируется и через контакты 42.2 включает реле 23, которое контактами 23.2 отключает вход интегратора 6 от выхода объекта 2, при этом измеритель 8 напряжения фиксирует величину напряжения на выходе интегратора 6, пропорционального величине поправки.

Применение изобретения позволяет повысить точность измерения за счет замера переходной поправки с помощью интегратора 6 и введенного нуль-органа 36.

Формула изобретения

Фазометр для исследования систем автоматического управления по авт. св. № 1180807, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения фазовых сдвигов, в него введен дополнительный нуль-орган, диоды которого включены в направлении, обратном направлению диодов основного нуль-органа, вторые замыкающие контакты второго реле-повторителя дополнительного нуль-органа включены в цепь между входами реле-повторителей фиксатора периода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании систем автоматического управления. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается за счет введения дополнительного нуль- органа, что позволяет ввести поправку на величину измеряемого сдвига фаз. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний инфранизкой частоты, исследуемый объект 2, блок 3 включения, нуль-орган 4, интеграторы 5 и 6, изгг мерители 7 и 8 напряжения, индикато-i ры 9 и 10, фиксатор 11 периода, бло ки 12 и 13 развязки, логометр 14 двухобмоточный, блок 15 сравнения, чувствительные реле 16 - 19 и 39 и 40, реле-повторители 20 - 23, 41 и 42, тумблер 24, блок 25 постоянного тока, регуляторы 26 и 27 сигнала, реле 28 и 29, диодные выпрямители 30 - 34, измеритель 35 напряжения, дополнительный нуль-орган 36 с выпрямительными диодами 37 и 38. Положительный эффект заключается в том, что повьшается точность измерения за счет замера переходной поправки с помощью интегратора 6 и введенного нуль-органа 36. 1 ил. (Л оо ел ГчЭ СО со 00 к