ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1974 года по МПК G01R25/08 

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в автомат 1ке и телемеханике. Известны цифровые фазометры с умножением временного нитервала, основанные на нониусиом методе, который трудно реализуем нрн малых углах сдвига на частотах свыше нескольких десятков килогерц и, кроме того, требует наличия двух стабильных генераторов. Вследствие этого на высоких частотах возрастает иогрешность измерения и усложняется схема фазометра. Для новышения точности измерения нрн малых углах сдвига фаз на высоких частотах в предлагаемом фазометре применены два генератора тока противоположных полярностей п интегрирующий усилитель в качестве умножителя временного интервала, вход которого через электронный ключ соединен с выходами двух генераторов тока противоположных полярностей, а выход подключен ко входу нуль-органа. Это дает возможность получить независимость результатов измерения от частоты входных наиряженнй, исключить нз схемы генераторы и уменьнлить погрешности от нестабильности напряжений и токов, так как множитель временного интервала определяется отношением токов. Функциональная схема описываемого фазометра представлена на чертеже. Фазометр содер.жит два входных формирователя / и 2, на которые подаются нсследуемые нан 5яжения, выходы .мирователей соединены через схемы совпадения 3 и 4 с управляющими сходами электронного ключа 5. Через ключ ,5 генераторы 6 и 7 тока противоположных полярностей подключены ко входу интегрирующего усилителя (интегратора) 8, а выход усилителя соединен со входом нуль-органа .9. Выход нуль-органа подключен ко входу триггера 10, второй вход которого через схему совпадення /У соединен с выходом формирователя 1. Выход схемы совпадения 12, к одному входу KOTOpoii нодключен трнггер, а ко второму - выход фор лирователя 2, соединен со счетч1п ом 13 нмпульсов. Цифровое отсчетное устройство 14 иодсоедг1неио к выходу счетчика. При действии на выходах формирователей 1 и 2 исследуемых напряжений на их выходах формируются опорные имнульсы, сдвинутые на ннтервал времени /д., пронорцнональный сдвнгу фаз фл-: f ФУ .v - О .С J .v где 1х - частота нсследуемых наиряжений. Первый опорный имнульс с формнрователя / воздействует через схему совпадения 3 на ключ 4 так, что ко входу интегрирующего усилителя 8 подключается генератор тока 6 (/i), который заряжает емкость С пптегратора, н на выходе последнего паиряженпе растет по линейному закону.

Одновременно этот импульс устанавливает триггер 10 в положение, соответствующее открытым состояниям схем совпадения 12 п 4 и закрытым - схем совпадения 3 п //. Второй опорный импульс через ключ 5 отключает генератор 6 и подключает генератор 7 (/2), имеющий противоиоложный знак, в результате чего напряжение на выходе интегратора начинает уменьшаться, стремясь изменить полярноеть. Одновременно через схему совпадения 12 начинается заиолнение счетчика J3 импульсами с частотой fx входных напряжений.

За время /д., в течение которого подключен к интегратору генератор 6 (/i), напряжение на выходе интегратора возрастает от нуля на

величину &U ,f.

С/

Через время То напряжение на выходе пнтегратора уменьшится до нуля, вследетвие чего нуль-орган 9 сформирует выходной пмиульс.

В результате схема вернется в исходное состояние, и прохождение импульсов в счетчик прекратится. Так как изменение напряжения на выходе интегратора в интервале TO

равно по абсолютпой величине изменению за время 4-, то

А А

где -f - множитель временного интервала.

/2

Тогда число .V.. подсчитанных импульсов будет равно NX TO (fx.

Представляя сюда значение Го с учетом

выражения для t,-, получим Лд.

/ 2

которое не зависит от частоты исследуемых иаиряжений и определяетея только сдвпгом их фаз и отношением токов интегратора.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр, содержащий входные формирователи, схемы совпадения, электронный ключ, нуль-орган, триггер, счетчик импульсов и цифровое отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью иовышения точности измерения при малых углах сдвига фаз на высоких частотах, фазометр снабжен двумя генераторами тока иротивоположных полярностей и интегрирующим усилителем, вход которого через электронный ключ соединен с выходами двух генераторов тока фотивоположных полярностей, а выход подключен ко входу нуль-органа.