АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРИБОР Советский патент 1969 года по МПК G01R17/06 

Изобретение относится к области электроприборостроения.

Известны автоматические компенсационные приборы переменного тока (полярно-координатные автокомпенсаторы), содержащие двигатели, непрерывно вращающие ротор фазорегулятора и движок делителя напряжения, а также усилитель некомпенсации. По положению ротора фазорегулятора в момент компенсации можно определить фазу, а по положению движка делителя - амплитуду.

Приборы подобного типа не обеспечивают непосредственного отсчета амплитуды и фазы напряжения, а также имеют сравнительно невысокую точность из-за несовершенства существующих фазовращателей.

Предложенный автокомпенсационный прибор обеспечивает непосредственный отсчет с достаточно высокой, точностью измерения за счет того, что из каналов прибора снабжен двумя механически связанными с исполнительными двигателями преобразователями угла поворота вала в напряжение, один из которых связан через масштабное устройство с входом усилителя и служит для выработки компенсирующего напряжения, а другой, запитанный от отдельного источника, используется для выработки напряжения, подаваемого как составляющая вектора, на схему построения векторов.

Па чертеже представлена блок-схема предлагаемого автоматического компенсационного прибора для измерения амплитуды и фазы переменного напряжения.

Прибор содержит генератор 1 опорного напряжения, фазосдвигающую цепь 2, усилители сигналов 3, исполнительные двигатели 4, преобразователи 5 и 6 угла поворота вала в напряжение, масштабные устройства 7, схему

построения векторов 8, узел 9 выработки амплитуды, узел 10 выработки фазы, шкалы 11 фазы, шкалы 12 амплитуды, рукоятки 13 установки составляющих вектора, источник 14 стабилизированного напряжения переменного тока, узел 15 сравнения.

Каждый из двух измерительных каналов запитывается опорным напряжением (от внутреннего генератора 1), сдвинутым по фазе друг относительно друга на постоянный

угол, равный 90°, фазосдвигающей цепью 2. Измеряемое напряжение, которое может быть представлено в виде вектора, подается на вход обоих каналов. Каждый канал «чувствует и компенсирует только составляющую,

сдвинутую по фазе друг относительно друга

на 90°, и вектор измеряемого напряжения 3 нем помех, в измерительных каналах предусмотрены необходимые фильтры. Измеряемый сигнал подается на усилители сигналов 3, которые управляют исполнительными двигателями 4, разворачивающими преобразователи 5 5 и б. Преобразователи 5 вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные проекциям вектора измеряемого напряжения на ортогональные оси. Эти сигналы суммируют-10 ся после масштабных устройств 7. Вырабатываемый таким образом суммарный сигнал подается на узел 15 сравнения, где он компенсирует измеряемое напряжение, при этом на выходах масштабных устройств15 / будут выработаны напряжения, равные проекциям измеряемого сигнала. С осями преобразователей 5 механически связаны идентичные преоб|разователи 6, выходные напрял ения которых также пронор-20 циональны проекциям измеряемого напряжения. Для автоматического определения амплитуды и фазового сдвига используются схема построения векторов 8, узел 9 выработки25 амплитуды и узел 10 выработки фазы. Эти узлы представляют собой расшифровывающие следящие системы. Таким образом, по шкалам 11 и 12 можло прочитать значение соответственно фазы изо амплитуды измеряемого напряжения. Если после того, как на вход схемы подан измеряемый сигнал и следящие системы вырабатывают значения его амплитуды и фазы, сняв возбуждение с двигателей 4, на шкалах // и35 12 «запоминаются значения амплитуды и фазы измеряемого сигнала. Работа устройства в режиме генератора заключается в том, что при отключенных двигателях 4 рукоятками 13 устанавливаются40 значения проекций. Выработанное таким образом напряжение может быть любой фазы с амилитудой в диапазоне, равном диапазону измеряемых напряжений. Как видно из рассмотренной схемы, в45 предлагаемом автоматическом измерителе амплитуды и фазы используется высокая точность, присущая компенсаторам прямоугольно-координатного типа, и возможность определения величин амплитуды и фазы измеряе-50 мого напряжения. Определение амилитуды и фазы оказалось возможным благодаря применению в каждом из каналов дополнительных преобразователей 6. Необходимость применения этих преобразователей заключается55 в том, что для работы схемы построения векторов на ее входы следует подавать (составляющие) напряжения, у которых отсутствует , 4 фазовый сдвиг. Напряжения же на входах преобразователей 5 сдвинуты друг относительно друга на 90°, поэтому напряжения с их выходов непосредственно не могут быть использованы для выработки амплитуды и фазы. Кроме того, применение преобразователей 6 позволяет производить построение модуля и фазы не на частоте измеряемого сигнала, а на той частоте, при которой имеет место наибольшая точность работы схемы построения векторов. Составляющие напряжения с выходов преобразователей 6 свободны от помех и высших составляющих гармоник, так как они запитаны от стабилизированного источника 14 синусоидального напряжения, более того, преобразователи 5 и 5 могут иметь нелинейную зависимость от угла поворота. Необходимым условием является лишь идентичность их характеристик. Так, в частности, в предлагаемом устройстве используется вместо линейных вращающихся трансформаторов, имеющих точность не выше 0,1в/о, синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, точность которых составляет 0,02э/о- Все это позволяет создать устройство, обладающее высокой точностью измерения и определяющее 4 параметра измеряемого напряжения (две составляющие, амплитуду и фазу), Предмет- изобретения Автоматический компенсационный прибор для измерения амплитуды и фазы переменноJ-Q напряжения, содержащий генератор опорного напряжения, фазосдвигающую цепь, два идент1ич ных измерительных канала, опорные напряжения которых сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90 усилители сигна ов, исполнительные двигатели, масштабные устройства, схему сравнения, схему построед я векторов, узлы выработки амплитуды и фазы, источник стабилизированного напряжения переменного тока, отличающийся тем, что, с целью получения непосредственного отсчета и повышения точности измерения, каждый из каналов прибора снабжен двумя механически связанными с исполнительными двигателями преобразователями угла поворота вала в напряжение, один из которых связан через масштабное устройство с входом усилителя и служит для выработки компенсирующего напряжения, а другой, запитанный от отдельного источника, используется для выработки напряжения, подаваемого, как составляющая вектора, на схему построения векторов.

UB.

/5 о

13

13

4L.1 II