Способ измерения сдвига фаз Советский патент 1977 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся при создании цифровых фазометров. Известен способ измерения сдвига фаз, использующий промежуточные пре образования период-напряжение-частота, в котором частота квантующих импульсов кратна частоте исследуемого процесса i , Недостатком способа является нали чие дополнительной погрешности измерения, обусловленной рядом промежуточных преобразований. Наиболее близок к изобретению способ измерения сдвига фаз, основан ный на подсчете импульсов частоты счета за временной интервал, пропорциональный сдвигу фаз и обратно пропорциональный частоте исследуемых ко лебаний 2). К недостаткам способа относится большое время измерения - несколько периодов измеряемых колебаний, что может привести к значительной ошибке в измерении, если за время измерения фазовый сдвиг меняется. Цель изобретения - повышение точности измерения сдвига фаз. Это достигается за счет того,что в известном способе, осносанном на подсчете импульсов частоты счета за временной интервал, пропорциональный сдвигу фаз и обратно пропорциональный частоте исследуемых колебаний, за интервал времени, пропорциональный периоду исследуемых колебаний, дискретно изменяют частоту счета с каждым переполнением счетчика, запоминают частоту счета, при этом количество импульсов, пропорциональное значению остатка от деления периода исследуемого колебания на число, кратное минимальному периоду исследуемого колебания, записанному в счетчике, равномерно распределяют по периоду исследуемых колебаний, одновременно вы читая их из импульсов частоты счета, заполняющих временной интервал, пропорциональный сдвигу фаз и обратно пропорциональный частоте исследуеьллх колебаний, по полученной разности судят о сдвиге фаз. На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит формирующий узел 1, узел 2 управления, вентили 3 и 4, счетчик 5, узел б выделения разности, генератор 7 управляемой частоты. Сдвиг фаз по предлагаемому способу измеряют следующим образом. Входные сигналы поступают на входы формирующего узла 1. На первом такте работы устройства узел 2 управгения формирует временной интервал Т, равный периоду измеряемых колебаний Тх Т Тх, который подается на вентиль 3. Исход ная частота на выходе генератора 7 уп равляемой частоты FO выбирается из ус п макс где iTj - заданная дискретность измерения сдвига фаз; макс максимальная частота изме ряем1 1х колебаний. За временной интервал Тх счетчик 5 управляет генератором 7, уменьшая частоту на его выходе в & раз при каж дом переполнении счетчика 5, где К - целое число, равное выбранному увеличению текущего прираще ния измеряемого периода по отношению к ранее измеренному. После окончания первого такта работы устройства на выходе генератора 7 устанавливается частота счета Р,, . На втором такте работы устройства узел 2 управления формирует временной интервал 1: , прямо пропорциональный измеряемому фазовому сдвигуф и обратно пропорциональный частоте измеряемых колебаний, который заполняется импульсами частоты счета Р с одновре менньгм вычитанием количества импульсов, пропорциональных остаткуМ. , рав номерно распределенному по периоду исследуемого колебания. Количество импульсов на выходе узла 6 выделения разности- Мц, . Технико-экономический эффект изобретения в том, что повышается точность измерения за счет того, что, во-первых, время измерения не превышает двух периодов исследуемого колебания и, во-вторых,исключены промежуточные операции преобразования электрических сигналов, что позволяет применить только дискретные функциональные узлы. Формула изобретения Способ измерения сдвига фаз, основанный на подсчете импульсов частоты счета за временной интервал, пропорциональный сдвигу фаз и обратно пропорциональный частоте исследуемых колебаний, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения, за интервал времени, пропорциональный периоду исследуемых колебаний, дискретно.изменяют частоту счета с Ксокдым переполнением счетчика, запЬминают частоту счета, при этом количество импульсов, пропорциональное значению остатка от деления периода исследуемого колебания на число, кратное минимальному периоду исследуемого колебания, записанному в счетчике, 1равномерно распределяют по периоду исследуемых колебаний, одновременно вычитая йк изимпульсов частоты счета, заполняющих .временной интервал, пропорциональный сдвигу фаз и обратно пропорциональный частоте исследуемых колебаний, по полученной разности судят о сдвиге фаз. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Смирнов П.Т. Цифровые фазометры Л,, Энергия, 1974, с.22. 2.Авторское свидетельство СССР 373645, кл. 601 К 25/04, 15.02.71.