Способ поверки фазометров Советский патент 1992 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике радиотехнических измерений, и является усовершенствованием известного технического решения по авт.св. Ns 1465810.

Целью изобретения является повышение точности поверки.

Структурная схема устройства, реализующего заявляемый способ, приведена на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 стандартных сигналов, выход которого соединен с делителем 2 мощности, один выход которого подключен к опорному входу поверяемого фазометра 3, выход которого соединен с первым входом ЭВМ 4, а другой через последовательно включенные переменный фазовращатель 5 и переменный аттенюатор 6 соединен с зондом 7, антенну 8, выход

которой соединен с сигнальным входом поверяемого фазометра 3, устройство 9 перемещения зонда, вход которого соединен с выходом ЭВМ и датчик 10 положения зонда, выход которого подключен ко второму входу ЭВМ.

Сущность способа заключается в использовании внутреннего эталона самих фазометров для выявления их погрешностей. Для этого на сигнальный вход поверяемого фазометра подают испытательный сигнал с начальным фазовым сдвигом относительно опорного сигнала, изменяют величину начального фазового сдвига на дискретную величину, за п шагое покрывая фазовый интервал в пределах шкалы поверяемого фазометра, причем при каждом значении начального фазового сдвига производят четыре измерения сигнала на выходе фазометра соответственно при четырех значениях вводимого в испытательный сигнал дополнительного фазового сдвига, величиной (К-1) 90°, где К - 1-4. А максимальную абсолютную величину систе- матической погрешности /D/max/ поверяемого фазометра определяют по формуле;

IDImax- (3 11- 21- 31#4|)тах- -( -V -V4l)mlnJ. 0)

где показания на выходе поверяемого фазометра при l-м значении начального фазового сдвига и дополнительным фаэо- вом сдвиге величиной (к-1). 90°.

k - 1-4.

Представим показание трм на выходе поверяемого фазометра в виде:

Vki +01 + Aki

(2)

где (р k - величина k-го дополнительного сдвига фаз;

01 - величина 1-го начального сдвига фаз;

A ki - систематическая погрешность фазометра, причем

(k+©i)

(3)

Если функция систематической погрешности А (у) имеет период р т и содержит 5 лишь нечетные гармонические составляющие, то

А(р+рт)А(р),

A(P+PV$) -AO)

(4) (5)

Пусть А(з) имеет две составляющие:

А(2()- с периодом 360° и А()-С периодом 180°.

А(у)А((у)

(6)

Пусть (k-1). 90°.(7) 50

тогда, с учетом сделанных выше предположений,

VH -p3i pi +2Ац

сгг/

. (г) , №) , (if) Vii-Vzi (P -y3+2Aii Ч-Ац -A2i

. с . ( ,

31 - 41 УЗ - + 2Л31 +Я31 -Л41

(Ю)

Заметим, что,,

(rt (t) ( г) г} filf) Аи Аз1 ,Аи - A3i .Aai -

Тогда, сложив (9) и (10), получим

Vii-Vzi+Vai-iN tf

-у 2+ 3- 4+4Ац Из (8) и (11) следует

Ц)

15

20

25

30

540

45

50

55

3Vn -Vat V3i

3 pi -p4 +4Ац (12)

Максимальную абсолютную величину систематической погрешности можно записать в виде

/D/max - ( A max- A mln}/2(13)

отсюда получаем выражение (1), где максимум и минимум определяется на множестве значений начальных сдвигов фазы 0;.

Способ поверки фазометра реализуют следующим образом. Выбирают взаимное расположение антенны и отрезка перемещения зонда, а также длину этого отрезка, таким образом, чтобы при перемещении зонда на этом отрезке диапазон измерения фазы сигнала превосходил максимальный период функции систематической ошибки фазометра. Предположительно располагать отрезок перемещения зонда в области, где амплитуда сигнала изменяется незначительно, а фаза - плавно и, в основном, монотонно. Эти условия, соблюдаются в частности, в раскрыаах типичных алертур- ных антенн, при обеспечении соответствующего взаимного наклона между фазовым фронтом и линией перемещения зонда.

Затем, с помощью аттенюатора 6 устанавливают уровень сигнала, при котором требуется провести поверку фазометра. Перемещая зонд по выбранному отрезку, измеряют в заданных точках X (например, равноотстоящих), определяемых с помощью датчика 10 положения зонда, сигнал на выходе фазометра ц и вводят его значения в ЭВМ 4, получая первую серию данных. После этого посредством фазовращателя 5 вносят дополнительный начальный фазовый сдвиг 180° и повторяют измерения в тех же точках, получая таким образом вторую серию данных трг . Далее проводят еще две серии измерений в тех же точках отрезка перемещения зонда при начальных дополнительных фазовых сдвигов, отличающихся от начального сдвига в первой серии на 90° и на 2701 получая таким образом третью р2 и четвертую 1р4 серии

данных, а максимальное абсолютное значение систематической ошибки фазометра вычисляют по формуле (1).

Способ поверки фазометров позволяет выполнить точное измерение абсолютной систематической погрешности поверяемого фазометра при наличии в ней компонент с периодами 360° и 180°.

Формула изобретения Способ поверки фазометров, заключающийся в том, что на сигнальный вход пове- ряемого фазометра подают сигнал с начальным фазовым сдвигом относительно опорного сигнала, изменяют фазовый сдвиг подаваемого сигнала на дискретную величину, за п шагов покрывающих фазовый интервал в пределах шкалы поверяемого фазометра, и измеряют начальный фазовый сдвиг на каждом шаге, на сигнальный вход поверяемого фазометра, каждый раз после установки начального фазового сдвига, добавочно вводят фазовый сдвиг, примерно равный 180°, дискретную величину начального фазового сдвига каждого из п шагов выбирают произвольно так, что за п шагов покрывается фазовый интервал, равный периоду, каждый шаг измерения выполняют m раз, при этом измеряют фазовый сдвиг на каждом шаге и по измеренному фазовому сдвигу и начальному фазовому сдвигу определяют приращение показаний фазометра при замере на одинаковом шаге, среднее значение приращений фазовых сдвигов на каждом шаге и усредненное значение приращений показаний фазометра, а параметры точности поверяемого фазометра определяют по выражениям;

SfolK-v;/ S()

|3)| д.и . + -

Ыгя-М n(n-l)

где (D) - полная средняя абсолютная ошибка

Ю /ViK-WMovo /Y;7.

где /Dmax/ - максимальная ошибка.

t/ ik - приращение показаний фазометра на одном замере;

среднее значение приращений показаний фазометра 1-го шага,

усредненное по п шагам среднее значение приращений фазометра,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверки, формируют испытательные сигналы с дополнительными фазовыми сдвигами 90 и 270°, выполняют измерения разности фаз поверяемого фазометра с указанными испытательными сигналами, а максимальную абсолютную величину систематической погрешности (Dmax) поверяемого фазометра определяют по формуле:

(D)max ( -V2I #31 V«l ) max- -(3t/Mi V4l)mln

где V ki показания на выходе поверяемого фазометра при Ни значении начального фазового сдвига и дополнительном фазовом сдвиге величиной (к-1)90°, где k 1-4.

Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием технического решения по авт.св. № 1465810. Цель-повышение точности поверки. Способ поверки фазометров заключается в том, что на испытуемый фазометр подают сигнал с начальным фазовым сдвигом относительно опорного сигнала, изменяют величину начального фазового сдвига на дискретную величину, за шагов покрывая фазовый интервал в пределах шкалы поверяемого фазометра, причем при каждом значении начального фазового сдвига производят четыре измерения сигнала на выходе фазометра соответственно при четырех. Значениях вводимого в испытательный сигнал дополнительного фазового сдвига, величиной (k-1) 90°, где k 1-4. Максимальную абсолютную величину систематической погрешности Dmax поверяемого фазометра определяют по ф-ле; (Dmax ( V2i -( -t/Mi)min .где Vki показание на выходе поверяемого фазометра при 1-ом значении начального фазового сдвига и дополнительном фазовом сдвиге величиной (k-1) 90° k 1-4. 1 ил. сл с