СПОСОБ ИНДИКАЦИИ И ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1971 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области фазоизмерительЕой техники и может быть иснользовано нри разра.ботке электроннолучевых фазометрических устройств различного назначения.

Известен способ иЗМерения р.азнссти фаз двух переменных напряжений, в котором путем определенных преобразований сравниваемых напряжений «а экране электроинолучевой трубки получают изображение в виде прямой линии-вектора, по углу наклона которой относительно осей симметрии экрана судят об измеряемой разности фаз.

Недастатками этого способа являются: сравтштельно невысокая точность измерения, ухудшение качества изображения и резкое снижение точности при измерении разности фаз периодически повторяющихся коротких Радиаимпульсоз, а также нбвоз1можность измерения разности фаз одиночных, неповторяющихся радиоимпульсовПредлагаемый способ свободен от указанных недостатков, в котором совершенство регистрации и высокая точность измерений достигаются тем, что «а отклоняющие пластины электроннолучевой трубки (ЭЛТ) попарно и поочередно подаются пилообр азные напряжения, пиковое значение которых пропорционально то sint и cos®, то sin ЛГ® и cosN, где ср - из1меряемая разность фаз.

Л - коэффициент усиления фазы. При этом на экране ЭЛТ получается изображение в виде двух радиус-векторов. По центральному углу, образованному осью симметрии экрана и одним из векторов, находится целое число электрических градусов, по углу, образованному вторым вектором, - целое число минут и доли -минуты, измеряемой разности фаз.

На фиг. 1 -изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - показан внешний вид экрана ЭЛТ в устройстве, служащем для индикации и отсчета разности фаз при коэффициенте умножения ., равном 360, где lull - шкалы для отсчета целого числа электрических градусов (шкала /) и целого числа минут и ее доли (шкала //), /Я и/I/ - изобрал ения, создаваемые лучом на экране ЭЛТ, для отсчета по ЭТИЛ шкалам.

Устройство содержит усилители сра1вниваемых напряжений /, 2, коммутаторы 3, 4, баллансньге фазовые детекторы 5, 6, фазовращатель 7 на 90°, амплитудные модуляторы и усилители 8, 9, генератор напряжения коммутации и модуляции 10, электроннолучевую трубку 1. дов которых напряжения И- и lJ - на входы фазовых детекторов 5 и 6. Фаза напряжения, пода( на один из входов фазового детектора 5, сдвигается на 90° фазовращателем 7. При этом выходные напряжения детекторов 5 и 6 (/5 и 6б) 0 пи сываются формулами: (У, 2Л-,/„,81п (У,; 2/,; и,„ cos-f где Ко И Кб - коэффициенты передачи детекторов 5 и 5; и - амплитуда -меньшего по величине напряжения, подаваемого на вход детектора. С выходов фазовых детекторов напряжения поступают на входы моду.шторов и уснлителей 8 и 9, 3Иравляемых пилообразным напряжением, сформированным в генераторе «частоты коммутации W, а с выходов усилите Hjrt на пластины ЭЛТ 7/ Воздействуя на луч, пилообразные напряжения, пиковые значения которых пропорциональны OV, н t/e, отклоняЕот его в вертикально и горизонта;1ыюм направлениях от центра экрана на величины: A:(0 2/r,-/f-,-f/,JOsino у(0 ,-Л-:.У,„(Осо89 где /Сд. и К у - чувствительности отклоняющих -пластин ЭЛТ. На экра.не ЭЛТ при этом получается изображение в виде прямой лш-гии-вектора, образующего с вертикальной осью симметрии экрана угол ь равный: 0, arc tc ири условии к,. Кг, К у Л,; Одиовременно с описанными процессами с выходов усилнтелей / « 2 сигналы поступают «а входы умиой ителей частоты 12, 13 и 14. Коэффициент умножения умножителей 12 и 14 одинаков и равен Л (удобно выбрать Л 360), а умиожителе 13 - (N - 1). Их выходные Напряжения поступают «а входы смесителей и усилителей 15 и 16, в которых выделяются и усиливаются напряжения разностной частоты, равной (как легко показать) частоте сравниваел1ых напряжений. Разность фаз напряжений на выходе смесителей -и усилителей равна iVf- Оии .поступают на входы б и 5 коммутаторов 3 и 4. Далее нанряжеиия с усиленным в Л раз фазовым сдвигом поступают на входы фазовых детекторов и последующие рассмотренные уже элементы устройства. Однако это происходит тогда, когда коммутаторы 3 и 4 будут находиться во втором положении (при котором на входы детекторов подаются сигналы со входо1В б и Oi коммутаторов). В этом положении коммутаторов аналогичным образом на экране ЭЛТ создается изображение вектора, образующего с вертикалью угол , оп редел ен н ы и ф ор-м ул о и во -- NТ. е. согласно формуле (о), геометрический угол 612 в Л раз больше изме)яемой электрической разности фаз. При нериодическом переключении коммутаторов из 1-го положения во 2-е с частотой выше 10-20 ГЦ иа экране ЭЛТ будут видны одновремеино два радиуса-вектора. Причем генератор 10 обеспечивает синхронность работы коммутаторов. Перед экраном ЭЛТ располагается прозрачная пластина с двумя круговыми шкалами, отградуированными в пределах 360 и -т™геометрических градусов. По этим дву.м щкаЛ1ам и векторам возможно будет осуществить грубый ц точный отсчет измеряемой электрической разностн фаз. Причем npiH вся шкала ТОЧ1НОГО отсчета соответствует 1-му электрическому градус} и разност сЬаз можно будет онределить но ней с точностью до (ескольких секунд. Фазовая калибровка устройства осун1,ествляется при помощи фазовращателей 17 и 18. Пред -м е т и з о б р е т е н и я Способ индикации и измерения разности фаз двух переменных напряжений но методу непосредствеиной оценки, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, из входных напряжений формируют две пары пилообразных наиряжений, пиковое значение которых пронорционально синусу и косрнгусу излгеряемой разности фаз и усилеинной в несколько раз разности фаз, которые поочередно и иопарио иодают на отклоняющие пластины электроннолучевой трубки, в результате чего на экране последней получают изображение двух линий-векторов, ио угловому положению одного из которых и круговой щкале отсчитывают приближенное значение, а ио иоложению второго - уточненное значение измеряелгой разиости фаз.

.r