Устройство для измерения сдвига фаз Советский патент 1932 года по МПК G01R25/00 

Предметом настоящего изобретения является устройство для измерения фазного угла (косинуса фазного угла) между векторами напряжения и тока при высоких частотах. Применение обычных фазометров или хотя бы фазометров, основанных на близком к ним принципе, при высоких частотах невозможно, в виду того, что показания приборов фальсифицируются всевозможными паразитными емкостями и самоиндукциями, Предлагаемо:е изобретение имеет целью получить возможность непосредственного отсчета фазного угла или Любой из его функций, так чтобы показания прибора фактически не находились в зависимости от частоты, покуда не идет речь о коротких волнах.

На чертеже фиг. 1 изображает форму осуществления устройства для измерения фазного сдвига. Для большей наа глядности то же устройство представлено -«а ,фиг. 2 в форме мостика, в диагональ которого и включен измерительный прибор с одним из кенотронов. К зажимам 1-2 подводится напряжение от источника переменного тока (машина питающая линия, колебательный контур). Нагрузка С, производящая измеряемый сдвиг фаз, включена между точками 3-4. Последовательно с нагрузкой между точками 4-5 включается небольшое омическое сопротивление 5, шунтируемое цепью 4-6-5, состоящей из измерительного прибора (гальванометра, амперметра), кенотронного или иного выпрямителя Е и относительно высокого омического сопротивления А; между точками 6 3 включен другой выпрямитель.

Действие устройства заключается в следующем. В случае отсутствия какого бы то ни было сдвига фаз напряжение на зажимах и ток в цепи 5-4-5 одновременно меняют знак. В этом случае измерительный прибор стоит на нуле, так как в ветви 4-6 нет тока. Для уяснения этого явления рассмотрил действие схемы в двух случаях:

1) Положительный полюс присоединен, к зажиму /, отрицательный к зажиму 2, тогда ток в точке 3 разветвляется н

идет параллельно, с одной стороны, по -,, пути 3-4-5, с другой стороны, пу:ти 5-б-5. Если сопротивление нагруз,ки С В ветви 5--# больше сопротивления кенотронного выпрямителя D в це., что практически всегда имеет вдгсто, то точка - будет находиться при олее низком потенциале, нежели точка 5, так как сопротивление цепи 3-4 , больше сопротивления, цепи 3-б, а сопротивление цепи 5-меньше сопротивления цепи 6-5. Следовательно, токи, в мостике не, будет, так как кено--тронный вьшрямитель пропускает ток лии1ь в направлении 4-6.

2) Положительный полюс присоединен к Зажиму 2, отриц атёЛьный к зажиму J. Ток идет только покути 5-4-3, так как кенотронны) выпрямители Z и Е не пропускают тока в направлении от точки 6. Стало быть в мостике 4-б тока и в этом случае нет.

Положим теперь, что имеется какаялибо разность фаз между напряжением и током, например, отставание тока от напряжения5 и рассмотрим процессы, происходящие в мостике в тот промежуток времени, когда напряжение и ток в цепи цагрузки имеют противополож, «ые да правлеция.

Пусть положительный полюс присоединен к зажиму 2, отрицательный- к заакиму /, ток же имеет обратное на, прибавление, именно ./ -3-4-5-2. Так кенотронйые выпрямители не пропускают тока в направлении от точки б, то. последняя имеет одинаковый потенциал с тбчкой . Ток, идущий по пути 5-.разветвляется в точке 4 и проходят как через .ветвь 4-5, так и через диагональ 4-6 (точки 5 и б на одном потенциале). При этом прибор дает отклонение, пропорциональное средней силе тока, проходящего через мостик, т.-е. пропорциональное величине . Так как постоянная прибо1:;а меняется вместе с нагрузкой, то лучше ВСЕГО производить измерения в /два лриема, пользуясь выключателем 7. Именно, если мы разомкнем этим выклкзчателем цепь 5-б, то через диагональ мостика пойдет акой-то ток, равный средней величине отсекаемых кенотроном, т.-е. .пропорциональный силе тока /в на/рузке, при чем, конечно, предполагается, что выкл1 чение цепи не меняет существенно этой силы тока. Если мы после этого снова.,, включим выключатель 7, то прибор дает отклонение, пропорциональное уже не /, ,а лишь / (/-COS9). Разделив второй peV на первый, получим величину, пропорциональную (/-cos и не заэисящую от нагрузки.

Выще было указано, что применение предлагаемого устройства ограничи1ваетсй областью, так называемдлх, длинных волн. Причиной; этОгр является; то, что при более высоких «lacTOTax ца,чщают играть заметную рол Б-внутренние емкости кенотронов, равно как и самоиндукция проводов и ропротив гений, так что общий сдвиг фаз будете определяться уже не только параметрами нагрузки, но и параметрами изм;ерительной цепи, что, ICOнечно, сводит на нет всю ценность устройстваг.

Предмет пате нта.

1. Устройство для измерения Сдвига фаз, преимущественно, при высоких частотах, отличающееся совместным применением выключенных, каждый, в одну ij3 ветвей моста уитстоиа двух оми,чески:х сопротчвленнй А и В, кенотронного или иного выпрямителя D и нагрузки С, создающей измеряемый сдвиг фаз, при одноврейенном включении в одну дизгондль моста источника переменного тока, а в другую -измерительного прибора F последовательно с другим выпрямителем Е таким образом, что оба выпрямителя соединяются своими одноименными полюсами.

2: Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся применением выключателя в цепи выпрямителя DC целью возможности исключения влияния вели4йны нагрузки на показания прибора при пОсреДстве двух отсчетов.

А. С.

%wwv-1 0 -,

(ъ

ФигЛ.