Способ сравнения двух гармонических напряжений по амплитуде Советский патент 1978 года по МПК G01R17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике, можот быть использовано, в частнос ти, при измерении малых разностей амг Литуд двух напряжений или токов. Известен способ сравнения двух гармонических напряжений по амплитуде, заключающийся в сравнении напряжений, подаваемых периодически с помощью коммутатора на входной каскад, усилении и детектировании сигнала, пропорционального амплитудной модуляции, усилении этого сигнала избирательным усили телем на частоте коммутации, синхронном вьшрямлении и измерении и Однако этот способ дает значительную аддитивную погрешность, вы ванную комбинационными составляющими, возникающими при детектировании полученного в результате коммутации модулированного напряжени Эта погрешность определяет в свою очередь порог чувствительности при сравнении напряжений. Наиболее близок к предлагаемому способ сравнения двух гармонических напряжений, по амплитуде, ос ванный на их автоматической коммутации с периодом, кратным периоду напряжений, последовательном усилении и детектировании, выделении сигнала на частоте коммутации и измерении постоянной составляющей этого сигнала после синхронного его выпрямления 2J , Этому способу присущи те же недостатки . Цель изобретения - повышение точности и чувствительности сравнения. Для этого по способу сравнения двух гармонических напряжени по амплитуде, основанному на их автоматической коммутации с периодом, кратным периоду напряжении, последовательном усилении и детектировании, выделении сигнала на частоте коммутации и измерении постоянной составляющей этого сигнала после синхронного его выпрямления, начальную фазу коммутирующего сигнала выбирают равной полусумме начальных фаз сравниваемых напряжений, умень- , шенной в число раз, равное отношению периода коммутации к периоду срав циваемых напряжений.

На чертеже приведена схема устройства для сравнения лвух гармоническ колебаний предлагаемым способом.

/Устройство содержит коммутатор 1 усилитель 2, детектор 3, избиратель ный усилитель 4, частоты коммутации, синхронный выпрямиталь 5, квадратурный фазовращатель 6,. . перемножитель 7, фильтр 8, триггерный делитель частоты Ь и индикатор 10. Вход 11 подключен к первым входам коммутатора 1 и перемножи- теля 7, вход 12 - ко второму входу коммутатора 1 и входу фазовращателя б, выход коммутатора 1 через включенные последовательно усилитель 2, детектор 3, усилитель 4 и вьшрямитель 5 связан с индикато ром 10, а выход фазовращателя 6 через включенные последовательно перемножитель 7, фильтр 8 и делитель частоты 9 связан со вторым входом выпрямителя 5 и с третьим входом коммутатора 1.

Сравнение двух гармонических напряжений по амплитуде по данному способу происходит следующим образом

Сравниваемые напряжения U, и U, зависят от времени t следующим образом: U U sinCuui)

и U.,sin((Ait + ),

где и и -2 - амплитуды, ш - частота, f и 2 фазы сравниваемых напряжений. Эти напряжения поступают с входов 11 и 12 через коммутатор 1 усилитель 2 и детектор 3 на избирательный усилитель 4, где выделяется сигнал на частоте коммутации. Этот сигнал попадает в синхронный выпрямитель 5f постоянная Составляющая выходного напряжения которого измеряется индикатором 10. Одновременно одно из сравниваемьк напряжений через квадратурный фазовр щатель 6, а другое непосредственно подаются перемножитель 7, При этом напряжение U на выходе перемножителя 7

(i(.jCosCout+

(4 -4ip+K - sin(2шti,),

где K-f - коэффициент передачи перемножителя,

Пер&менная составляющая ,напряжени UY на удвоеннсА частоте выделяется фильтром 8 и поступает на- триггерный делитель частоты S. Коэффициент передачи делителя частоты выбирают равным Si / 2 «J „ Выходной сигнал Ug делителя частоты определяется при этом следующим образом:

и -Kp6igrn5in(,.f)-- . / Ч- Я

Kg blgrt, ЫП I nt «

)

Где Kg - коэффициент передачи делителя частоты 9.

При такой начальной фазе устраняются аддитивные погрешности сравнения и за счет этого повышаются чувствительность к точность измерени разности амплитуд двух гармонических напряжений.

Формула изобретения

Способ сравнения двух гармонических напряжений по амплитуде, основанный на их автоматической коммутации с периодом, кратным период напряжений, последовательном усилении и детектировании, выделении сигнала по частоте коммутации и измерении постоянной составляющей этог сигнала после синхронного его выпрямления, отлича,ющийся тем, что, с целью повьшдения точности и чувствительности сравнения, начальную фазу ко гмутирующего сигнала выбирают равной полусумме . начальных фа сравниваемых напряжений, уменьшенной в число раз, равное отношению периода коммутации к периоду сразниваш-лых напряжений с

Источники информацииi принятые во внимание при экспертизе:

1, Скрипник Ю, h. Способы построния высокостабильных фазонечувствительных дифференциальных индикаторов, Приборостроение; № 10, 1961.

2„ Скрипник Ю А„ Методы преобразования и выделения измерительной информации гармонических сигналов, изд-во НаукОБа думка , Киев, 1971 с. 206.

)в этом случае начальная фаза сигнла рав на ..

2 (JL