Катодный осциллограф частот находит себе применение в качестве фазоиндикатора.
Анализ фигур Лиссажу, необходимый для определения фазового угла, иногда оказывается неудобным по причине его сравнительной сложности и наличия вычислений.
В случае использования колебаний, частоты которых находятся в каком-либо рациональном отношении, имеется возможность применением специальных устройств обеспечить получение окончательного результата без вычислений.
Предлагаемое изобретение касается такого устройства для непосредственного измерения сдвига фаз двух электрических колебаний по методу фигур Лиссажу при помощи катодного осциллографа, на экране которого помимо исследуемой кривой каким-либо из известных способов наносится масштабная сетка, обеспечивающая указанное получение окончательных результатов без сложных вычислений. Для приспособления масштабной сетки к различным случаям измерения сдвига фаз должна быть предусмотрена возможность соответственного изменения угла и расстояний между делениями масштабной сетки в зависимости от формы и расположения исследуемой кривой. Поспеднее осуществляется при помощи особого подвижного изображения масштабной сетки.
На чертеже фиг. 1 изображает вид, фигур Лиссажу, вычерченных катодным; пучком на экране осциллографа, снабженного масштабной сеткой; фиг. 2 и 3 - различные положения в предлагаемом устройстве оптического приспособления по отношению к экрану осциллографа и соответствующие фигуры Лиссажу; фиг. 4-возможное видоизменение формы выполнения предлагаемого оптического приспособления.
Все возможные рациональные соотношения частот сравниваемых по фазе колебаний могут быть разделены на две. группы: первая-это колебания с частотами, относящимися как 1/7П и вторая с соотношением частот как njm, где ни п, ни т не равны единице.
Как следует из теории, полох ение точек пересечения линий фигур Лиссажу является функцией сдвига фаз между обоими колебаниями. На этих именно зависимостях, а также на зависимости положения точек пересечения линий с осями координат и основываются способы вычислений фазовых углов.
Функции, связывающие отношения линий и углов фигур с фазовыми углами, сравнительно несложны. Всегда имеется возможность составить нужные
таблицы или даже воспользоваться имеющимися и построить соответствующие шкалы, по наложении которых на фигуру Лиссажу простым отсчетом было бы возможно определить фазовый угол.
Однако, такие шкалы могут быть построены только для каких-то определенных линейных размеров фигуры. Практически же величина фигуры может быть различной и следовательно в большинстве случаев изготовленная шкала окажется неприменимой.
Если через все деления такой построенной шкалы и через какую-либо точку провести ряд расходящихся линий, то получится своеобразная веерная шкала, пригодная для любого размера фигур. Действительно (например, для случая /гМ 2/3), ориентируя шкалу по двум крайним точкам пересечения и соблюдая правильное положение фигуры -относительно шкалы, можно по положению средней точки определить угол (фиг. 1).
Для облегчения ориентировки поперек шкалы должен быть прочерчен ряд линий, соответствующих правильному положению фигуры.
Сложнее обстоит дело с фигурами, соответствующими отношению частот 1//я.
Простое оптическое приспособление позволяет осуществить измерения и в таком случае. Для этого достаточно проектировать на фигуру изображение шкалы 7 (фиг. 2), причем, изменяя расстояние от оптического приспособления 3 до экрана 2, можно всегда точно совместить изображение крайних линий шкалы с краями фигуры (фиг. 20Однако бывают случаи, когда фигура на осциллографе получается не совершенно правильной. Наиболее частый вид искажения - различная величина петель восьмерок. В этом случае путем соответствующего наклона оптического приспособления 3 можно получить также совмещение крайних. штрихов с краями фигуры (фиг. 3, 3).
Возможно поступить и иначе - построить прибор для субъективного наблюдения. Например возможна следующая конструкция. В глаз наблюдателя попадают одновременно лучи, исходящие от фигуры Лиссажу и от шкалы 7, причем последние отражаются от поверхности прозрачного зеркала 4. Схема этого прибора изображена на фиг. 4.
При этом, для получения более ясного изображения обоих объектов наблюдения могут быть применены необходимые оптические средства, например, линза а.
Получение не параллельных крайних делений, необходимое, как было указано ранее, при искаженных фигурах типа 1/т, достигается легко поворотом плоскости шкалы из перпендикулярного к оптической оси положения в некоторое наклонное положение. Изменение размеров изображений шкалы и фигуры достигается изменением расстояния между отдельными частями устройства.
При определении фазовых углов для колебаний с частотами, относящимися как п/т, достаточно только совместить со шкалой определенные, принятые за основные, точки и по положению точки, указывающей своим местом фазовый угол, отсчитать таковой.
В этом случае нет надобности изменять угол между плоскостью шкалы и оптической осью прибора.
Предмет изобретения.
Устройство для измерения сдвига фаз двух электрических колебаний по методу фигур Лиссажу при помощи катодного осциллографа, на экран которого, помимо исследуемой кривой, каким-либо из известных способов наносится масштабная сетка, отличающееся тем, что, с целью произвольного изменения угла и расстояний между делениями масштабной сетки, в зависимости от формы и расположения исследуемой кривой, предназначенное для отбрасывания на экран осциллографа изображения масштабной сетки оптическое приспособление выполнено подвижным для установки его под различными углами к плоскости экрана осциллографа.
... у
ФигтЗ
иК
за°
7ЙЧфС ГП1
К
3
П
,-.-,у)
Ч-Ч-:г;б
ФигЗ
