Способ измерения фазовой ошибки фазовращателя Советский патент 1991 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения разности фаз, и может быть использовано для измерения фазовой погрешности фазовращателей.

Целью изобретения является повышение достоверности измерения.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2а - диаграмма работы триггера при несовпадении отсчетного и фазового импульсов; б - то же, при малой разности фаз; в - то же, при нулевой разности фаз (совмещение импульсов); на фиг. 3 - зависимость уровня выделенного среднего значечия сиг- нала а функции от разности фаз между от- счетным и фазовым импульсами.

На диаграммах 2а -в приняты обозначения: О.И, - отсчетные импульсы, Ф.И. - фазовые импульсы, Т - выходной сигнал триггера.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит (фиг. 1) генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, формирователь 3 синусоидального сигнала, измери- тель 4 положения, фазовращатель 5, формирователь 6 импульсов с дискретно- регулируемым фазовым сдвигом, формирователь 7 импульсов, RS-триггер 8, полосовой фильтр 9, формирователь 10 среднего значения и измеритель 11 напряжения с соответствующими связями между ними.

В формирователе б устанавливается (задается) требуемый код угла поворота. Фазовращатель 5, первичные обмотки которого возбуждаются напряжением питания через последовательно включенные генератор 1, делитель 2 частоты и формирователь 3, вырабатывает на вторичной обмотке на- пряжение, фаза которого (с некоторой ошибкой) пропорциональна углу поворота ротора, а угол поворота ротора задается измерителем 4 и равняется углу, код которого задан в формирователе 6.

Фазовый импульс с выхода формирователя 6 поступает вход S RS-триггера 8, а на вход R этого триггера поступает отсчет- ный импульс с выхода формирователя 7. На диаграммах фиг. 2а, б приведены случаи, когда разность фаз между отсчетными и фазовыми импульсами не равна пулю градусов, тогда на выходе RS-триггера 8 формируются импульсы с частотой fo и длительностью tu, пропорциональной разности фаз, Фильтр 9 имеет плоскую харак- теристику с верхней частотой среза t0/2 и нижней частотой среза WK.

Крутизна склонов характеристики фильтра рассчитывается таким рбразом,

чтобы его коэффициенты передачи на частотах f f0/K и f f0m были бы близки к нулю {величина К должна быть больше 10- 12; для подавления частот, определяющих фронты импульсов, должно быть m 2).

В этом случае, при несовпадающих фронтах импульсов на входах триггера 8 амплитуда синусоидального сигнала на выходе фильтра 9 равна

Увых Kfo S|n 1L cos2 n f0

JLC|

t,

где о; - скважность импульсов.

Um - амплитуда импульса;

Kf0 - коэффициент передачи фильтра на частоте fo.

На выходе формирователя 10 амплитуда сигнала, измеряемого измерителем 11, изменяется в зависимости от разнбсти фаз в соответствии с фиг. 3.

При совпадении фронтов импульсов на входах триггера 8 на его выходе появляются импульсные сигналы продолжительностью Т0, 2T0...ST0, где То 1 /fo - период следования импульсов на входе триггера, при этом вероятность формирования на выходе триггера 8 сигналов как нулевого, так и единичного уровней, равна 0,5. В этом случае на выходе триггера 8 формируются импульсные сигналы с частотами и ниже, которые находятся в полосе пропускания фильтра 9, при этом вероятность формирования сигналов с частотами f0/K, где К 10-12, близка кО.

Постоянная составляющая сигналов с выхода триггера 8 через фильтр 9 не проходит.

В связи с тем, что коэффициент передачи фильтра 9 Kf0/n - Kf0, а также в связи с тем, что наиболее вероятны сигналы на выходе триггера 8 со скважностью q 2-4, выходное напряжение на выходе фильтра 9 соответствует выражению 2Um ... я

to/ П

U

вых

Kfo

sin -- cos2 Ttio t,

Is л

Л

при этом влияние члена sin - незначительно и выходное напряжение, главным образом, определяется коэффициентом передачи фильтра Kf0/n. Результаты измерений приведены на фиг. 3, где показано, что при нулевой разности выходное напряжение скачкообразно возрастает за счет одновременного воздействия двух факторов: резкого уменьшения скважности и увеличения коэффициента передачи фильтра в связи с формированием на выходе триггера 8 частот, меньших f0 в целое число раз

При данном способе измерения фазовая ошибка определяется как разность показаний шкалы блока 4 и кода угла, задаваемого формирователем 6 импульсов с дискретно-регулируемым фазовым сдвигом.

Формула изобретения

Способ измерения фазовой ошибки фазовращателя, заключающийся в том, что формируют из высокочастотного напряжения опорное напряжение фазовращателя частотой f0 и отсчетные импульсы той же частоты, имеющие дискретно регулируемый фазовый сдвиг относительно опорного напряжения, из выходного напряжения фазовращателя формируют фазовые импульсы, сдвинутые относительно нулевой фазы опорного напряжения на фазовый угол, преобразуют фазовый угол между от- счетным и фазовым импульсами в бинарный сигнал, длительность единичного (нулевого)

уровня которого, пропорциональная разности фаз между ними, характеризует фазовую ошибку фазовращателя, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности измерения, ограничивают частотный спектр полученного бинарного сигнала сверху частотой f0/2, а снизу - f0/K, где К 1, выделяют из полученного сигнала среднее значение переменной составляющей, измеряют амплитуду его максимального и минимального значений при изменении величины рассогласования отсчетного и фазового импульсов в диапазоне 0-360°, а момент совмещения отсчетного и фазового импульсов регистрируют при появлении в зоне минимальных значений измеренного сигнала скачка напряжения с уровнем, превышающим пороговый, равный амплитуде плавного максимума измеренного сигнала.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения фаз, и может быть использовано для измерения фазовой погрешности фазовращателей. Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерений. Устройство для осуществления способа содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, формирователь 3 синусоидального сигнала, измеритель 4 положения, фазовращатель 5, формирователь 6 импульсов с дискретно-регулируемым фазовым сдвигом, формирователь 7 импульсов, RS-триггер 8, полосовой фильтр 9, формирователь 10 среднего значения и измеритель 11 напряжения. При данном способе измерения фазовая ошибка определяется, как разность показаний шкалы измерителя 4 и кода угла, задаваемого формирователем 6 импульсов с дискретно-регулируемым фазовым сдвигом. 3 ил. (Л С vi о о fcb Ю С

а

O.U.

Фм.

S ом.

п

п п пп

8 йи.Фм

п

Фиг. 2

I WWT

фие.3