Устройство для измерения относительного фазного сдвига между двумя напряжениями одинаковой частоты Советский патент 1937 года по МПК G01R25/04 

предметом изобретения является устройство, компенсирующее фазовую девиацию между двумя переменными напряжениями одинаковой частоты и допускающее непосредственный отсчет компенсирующего фазного угла. Устройство особенно пригодно в тех случаях, когда необходимо продолжительное наблюдение за разностью фаз и требуется автоматическое осуществление компенсации угла фазного сдвига.

Известен способ наблюдения за разностью фаз двух переменных напряжений с помощью устройства по фиг. а. Оба напряжения Ll и U-2 посредством трансформаторов 7 и Т., подводятся к сеткам 0 и Оз двухтактно включенных ламп /, и R-. При этом части напряжения U-,, приложенные к сеткам ламп, имеют противоположные фазы (амплитуды одинаковы), а напряжение б , подается на обе сетки синфазно, сдвиг фаз между обоими напряжениями Ui и

U- в положении равновесия составляет 90

Этот случай поясняет векторная диаграмма фиг. 2. Обе лампы /, и /., имеют одинаковые результирующие сеточные напряжения и поэтому одинаковые анодные токи. В цепь этих токов включено диференциальное реле RD, срабатывающее только в том случае, когда разность между анодными токами достигает определенной величины. Как только наступает некоторая фазовая девиация между напряжениями L и U-2, одна лампа получает большее, другая соответственно меньщее результирующее сеточное напряжение. Анодные токи изменяются и вызывают срабатывание реле , замыкающего один из контактов.

Известны также устройства, в которых для измерения фазного сдвига в анодные цепи двухтактно включенных ламп и вместо диференциального реле RD включается омическое сопротивление W, к средней точке которого подводится анодное напряжение (фиг. 16). Параллельно W включается прибор постоянного тока /, нулевая точка которого находится посредине шкалы. В состоянии равновесия измерительного устройства стрелка прибора постоянного тока устанавливается на нуле. При возникновении фазного сдвига прибор дает соответствующее отклонение влево или вправо от нулевой точки в зависимости от знака наступившего фазного сдвига. Прибор может быть отградуирован в градусах и давать непосредственно отсчет угла фазного сдвига.

Подобный метод имеет, однако, следующие недостатки. Шкала прибора по мере увеличения измеряемого угла фазного сдвига постепенно ежимается. Большая чувствительность и точность отсчета получаются таким образом в непосредственной близости от нулевой точки шкалы. Далее, в таком устройстве независимость от амялитуды напряжений из-за неполной идентичности ламп и R имеет место только в определенных границах вблизи установленной рабочей точки.

Для устранения амплитудной зависимости при больших фазных сдвигах и для достижения равномерной чувствительности и точности отсчета прибор постоянного тока может быть использован только как индикатор положения равновесия; для этого одно из двух переменных напряжений подводится к сеткам двухтактного устройства через особый фазорегулятор с вращающимся полем. Статорная обмотка этого фазорегулятора питается двумя напряжениями, сдвинутыми по

фазе на угол--. Индуктируемое в роторной обмотке напряжение при полном обороте ротора изменяется по фазе на угол 2 -к. Измеряемый угол фазного сдвига может быть легко определен, если снабдить фазорегулятор отградуированной на градусы круглой шкалой и передвижным указателем (стрелкой), а с валом ротора скрепить второй указатель. При отсутствии сдвига фаз оба указателя

должны перекрывать друг друга. Наличие фазного сдвига указывается прибором постоянного тока. Далее фазорегулятор приводится во вращение до тех пор, пока указатель прибора постоянного тока не установится в нулевое положение, т. е. пока измерительное устройство не будет приведено снова к положению равновесия. Угол между неподвижным и подвижным указателем будет при этом соответствовать углу фазного сдвига. Согласно изобретению для автоматической компенсаци фазного сдвига в анодные цепи обеих ламп включаются поляризованные реле RPt и ,, снабженные контактами гр и гр„, а между реле включается симметричное сопротивление W с параллельно подключенным прибором -постоянного тока / (фиг. 3). Как только возникновение фазовой девиации выведет устройство из состояния равновесия, сработает соответствующее поляризованное реле RPi или jRPz и вызовет действие шагового устройства Si или 5.2, приводимого от прерывателя RLf и посредством червячной передачи V вращающего фазорегулятор до тех пор, пока измерительное устройство снова не достигнет положения равновесия. Вместо шагового механизма может быть употреблен реверсивный мотор. С шаговым механизмом Si или 2 или мотором связаны счетчики Zj и Z для обоих знаков фазовой девиации. Так как каждому перемещению ротора на один шаг соответствует определенный угол фазного сдвига, по показаниям счетчика можно определить фазовую девиацию за определенный отрезок времени, а также направление, в котором она имела место. Подобное автоматическое устройство имеет большое значение для специальных технических целей, например, для автоматической регулировки.

Предмет изобретения.

1. Устройство для измерения относительного фазного сдвига между двумя переменными напряжениями одинаковой частоты с применением

электронных ламп, соединенных по двухтактной схеме, к сеткам которых подведены сравниваемые напряжения, измерительного прибора постоянного тока, включенного параллельно симметричному сопротивлению в анодной цепи ламп, и фазорегулятора для изменения фазного угла одного из приложенных напряжений, отличающееся тем, что, с целью автоматической установки фазорегулятора в положение, соответствующее компенсации сдвига фаз, в анодную цепь включены диференциальные поляризованные реле и RPi, при срабатывании вызывающие вращение фазорегулятора от мотора или шагового механизма , снабженного электромагнитными счетчиками или иными подобными устройствами для подсчета числа шагов (перемещений) храпового колеса (фиг. 3).