ИНДИКАТОР 90° СДВИГА ФАЗ Советский патент 1968 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено, в частности, для индикации фазового сдвига 90° на нижних и инфранизких частотах.

Известны индикаторы 90° сдвига фаз, содержащие два датчика Холла, помещенные в зазоры магнитопроводов, на которые намотаны обмотки возбуждения.

Предлагаемый индикатор 90° сдвига фаз, в отличие от известных, снабжен однополупериодными выпрямителями, один из которых включен в цепь обмотки возбуждения первого датчика Холла, а другой подключен к токовым электродам этого датчика, и последовательно соединенными удвоителем частоты и однополупериодным выпрямителем, включенным в цепь обмотки возбуждения втор ого датчика Холла, токовые электроды которого подключены к потенциальным электродам первого датчика. При этом обмотки возбуждения обоих датчиков соединены параллельно. Это позволяет повысить точность измерения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого индикатора; на фиг. 2 - графики изменения во времени индукций в зазорах и э.д.с. Холла.

Индикатор содержит датчики 1 и 2 Холла, помещенные в зазоры магнитопроводов 3 и 4, на которые намотаны обмотки 5 и 6. Один из источников сравниваемого по фазе электрического сигнала U₁ через однополупериодный выпрямитель 7 соединен с токовыми электродами датчика 1 Холла, а второй U₂ через однополупериодный выпрямитель 8 - с обмоткой 5. Холловские электроды датчика 1 Холла подключены к токовым электродам датчика 2. Кроме того, источник U₂ соединен через удвоитель частоты 9 и однополупериодный выпрямитель 10 с обмоткой 6.

Через датчик 1 Холла и обмотку 5 протекают импульсы выпрямленных по однополупериодной схеме и сравниваемых по фазе токов i₁ и i₂. Так как на низких и инфранизких частотах индуктивностями обмоток 5 и 6 можно пренебречь, то будем считать, что индукция в зазоре синфазна с током, протекающим по обмотке. Поскольку э.д.с. Холла пропорциональна индукции в зазоре В и току через датчик 1 Холла, то при наличии 90° фазового сдвига, как это видно из временных диаграмм на фиг. 2, э.д.с. Холла датчика отлична от нуля только в ¹/₄ часть периода сравниваемых сигналов.

Под действием э.д.с. Холла датчика 1 в токовой цепи датчика 2 проходят импульсы тока соответствующей длительности и фазы. В обмотке 6, соединенной с источником сравниваемого напряжения U₂ через удвоитель частоты 9 и однополупериодный выпрямитель 10, также протекают импульсы тока длиной в ¹/₄ часть периода сравниваемых электрических сигналов. При соответствующем выборе полярности они сдвинуты по отношению к е_х и току питания датчика 2 так, что когда проходит импульс тока через датчик 2, отсутствует ток в обмотке 6 и индукция в зазоре и наоборот (см. фиг. 2). Таким образом, при фазовом сдвиге 90° э.д.с. Холла на выходе датчика 2 отсутствует независимо от амплитуд сравниваемых электрических сигналов. В случае фазового сдвига ±δ, отличного от 90°, на холловских электродах датчика 2 появляется э.д.с. Холла, пропорциональная фазовому сдвигу.

Индикатор 90° сдвига фаз, содержащий два датчика Холла, помещенные в зазоры магнитопроводов, на которые намотаны обмотки возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, индикатор снабжен однополупериодными выпрямителями, один из которых включен в цепь обмотки возбуждения первого датчика Холла, другой подключен к токовым электродам этого датчика, последовательно соединенными удвоителем частоты и однополупериодным выпрямителем, включенным в цепь обмотки возбуждения второго датчика Холла, токовые электроды которого подключены, к потенциальным электродам первого датчика, причем обмотки возбуждения обоих датчиков соединены параллельно.