Способ измерения разности фаз Советский патент 1936 года по МПК G01R25/00 

Большинство известных способов измерения разности фаз двух колебаний требуют при свом осуществлении соблюдения определенных условий относительно амплитуд колебаний, разность фаз которых измеряется. Схема Н. М. Turnera и Мс. Namara требует, чтобы произведение амплитуд было равно определенной величине. При измерениях по способу Trautweina необходимо подводить такие же амплитуды, как и при градуировке. Схемы, описанные Крейцером требуют равенства амплитуд и т. д.

Изобретение имеет целью получить способ измерения разности фаз двух колебаний, выгодно отличающийся от известных способов тем, что градуировка устройств, осуществленных согласно способу, не зависит от амплитуд измеряемых колебаний и является функцией только параметров схемы и разности фаз этих колебаний. Для этого согласно изобретению предлагается оба колебания подавать одновременно на два особых устройства. Устройства эти должны быть выполнены так, что на выходе одного из них получается ток

Н. М. Turner и Мс. Namara. Proc. I. К. Е. Oct. 1930.

2 А. Hund. Измерения при высокой частоте, 1931 г., стр. 268.

В. Л. Крейцер, .ИЭСТ Ks 1,1935 г., 40-47.

(283)

или напряжение А sin , где ср.-разность фаз, а на выходе другого-ток или напряжение вида А cos 9- Эти токи или напрял ения подаются на прибор, тангенс угла отклонения подвижной системы которого является функцией отнощения подведенных токов или напряжений. В этом случае прибор можно отградуировать как индикатор разности фаз, причем, как ато будет показано ниже, градуировка прибора не будет зависеть от амплитуд измеряемых колебаний.

На фиг. I чертежа изображена принципиальная схема устройства, поясняющая сущность изобретения; на фиг. 2- полная схема для осуществления способа, согласно изобретению; и на фиг- 3-деталь устройства.

Если к сеткам ламп .TTj и Л, в схеме, изображенной на фиг. I, подвести измеряемы напряжения Ц и У, одно последо. . льно, а второе противотактно, то постоянное напряжение на. сопротивлении R, включенном в анодные цепи ламп Л и Л, будет функцией параметров амплитуд подаваемых напряжений и разности фаз этих напряжений.

Покажем это для случая, когда характеристика лампы представлена в видеia-io +

Пусть

У е sin

1/2- sin(). Предположим, что схема си1мметричиа,

v.+.

v«Vgz Vi- 1/3 1 sln - (2 sin (oj -9). Анодные токи этих ламп будут соответственно

я1 0 + « sin mt + sin (tot + ср) + P 2sin2 (})t + e sin- (( + cp) +

-j-2|3(ie2 sin ю sin (ш + ср) a.ei sin co - a sin (cof + f V2 o- 23(i(., sin Напряжение I/з на сопротивлении R буд 3 ( ы) sin (со J H .j 27.2 sin (yj + cp) - 23ei Постоянная слагающая этого напряжения1/3 cos ф/. Если бы напряжение Ц было равно 1 cos «), а 1/2 sin (cot -f- ср), то .мы получили бы: 1/1з 2|3(1е, sincp;. Отношение этих напряжений f.g, не зависит от амплитуд измеряемых напряжений. Если полученные напряжения 1/з и Fg подвести к прибору, у которого тангенс угла отклонения подвижной системы пропорционален отношению подводимых к нему напряжений, т. е. у которогоta л, « Lg f г Vs то угол отклонения будет указывать разность фаз в градусах. Показания такого индикатора, как это ясно из вышеизложенного, не будут зависеть от амплнтуд измеряемых колебаний, и шкала его будет равномерная. Полная схема, осуществляющая способ, должна, таким образом, состоять из двух идентичных симметричных схем, подобных изображенной на фиг. 3, к которым подводятся оба измеряемые насеточных токов нет и для упрощения положим, что сеточное смещение отсутствует. Тогда напряжения на сетках ламп будут:

: j Sin wt + е-;, sin (oj + cp) + i 2sin- Зез sin-o)) - sin (ш -|-ср). равно: ) 4i3ei, sin co sin (w -f -f) cos (2cot -|- j - cos |. /. пряжения. Одно из этих напряжений на одном из каналов должно быть сдвинуто по фазе на 90. Получающиеся в результате на выходе этих схем токи или напряжения пропорциональны А sin с; и Л cos CS. Они подаются на прибор, показывающий непосредственно фазовый сдвиг в градусах. Один из возможных вариантов схемы с четырьмя трехэлектродными лампами показан на фиг. 2. Для правильной работы схемы необходима идентичность лам Д, Л,, Л, Л, полная симметрия, точный поворот фаз мостиком на 90 и т. д. Как видно из чертежа, устройство представляет собой две параллельно работающих схемы типа, изображенного на фиг. 1. Путем соответствующего подбора связей катушек 2 и с источником одного измеряемого напряжения (катушка 7), на лампы Л1-Л.2 и Лг-Л подают одинаковые и синфазные напряжения /i и Ут, которые в цепи сеток каждой пары ламп включены противотактно. Второе измеряемое напряжение (напряжения 1/2 и 1/,) таким же путем вводится последовательно в общую цепь сеток каждой пары ламп (катущки 4, 5 и б). При этом на одном канале измеряемое напряжение сдвигается но фазе на 90 при помощи мостика из емкостей С, и Cj и сопротивлений /, и RI,