Устройство для поверки измерителей группового времени замедления Советский патент 1978 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение отиоеится к фазоизмерительной технике и может быть использовано в приборах для поверки измерителей группового времени замедления (ГВЗ), а также во всех случаях, где требуется раздельное управление (по амплнтуре и фазе) любой из составляющих измерительного амплитудно-модулнрованного (AM) сигнала или биений.

Известное устройство для поверки измерителей ГВЗ содержит сдвоенные конденсаторы, роторы которых приведены в непрерывное вращение, а угол поворота статора одного конденсатора относительно другого, отсчитанный с большой точностью, является мерой группового времени замедления, служащей для поверки прибора, и имеет малую точпость измерения 1.

Известно также другое устройство для измерения фазового сдвига между двумя напряжениямн, содержащее генератор, два круговых фазовращателя, роторы которых находятся на одном валу и нриведены в ненрерывное вращение, а к статору одного из фазовращателей подключено отсчетное устройство, и инерционный фазоиндикатор. Компенсирующий сдвиг фаз также определяется углом поворота статора одного фазовращателя относительно статора другого 2.

Измерение ГВЗ в таком устройстве возмон но только при носледовательной передаче сначала одного гармонического колебания с последующим измереннем фазового сдвига на входе и выходе исследуемого объекта, а затем- второго, и результат измерения ГВЗ

равен отношению разностн нх фазовых сдвнгов к разностн частот. Измерительного АМсигнала (состоящего из трех или двух гармонических составляющих) такие зстройства не имеют, поэтому невозможно определить погрешность измерения ГВЗ, возникающую изза нендеальности амил ггудпо-частотной характернстики (АЧХ) и фазо-частотной характернстики (ФЧХ) нсследуемых объектов. Целью изобретения является новышенне

точности измерения ГВЗ путем определения погрешностей, вносимых иелннейностью ФЧХ и неравномерносттло АЧХ исследуемого объекта. Это достигается тем, что в устройство, содерл ащее два круговых фазовращателя, роторы которых находятся на одном валу, а статор первого из фазовращателей механически соединен с отсчетным зстройством, и задающий генератор, подключенный ко входу втоРого фазовращателя, введены верньернь1Й механизм, трн уснлителя-ограннчнтеля, два полосовых фпльтра, три аттенюатора, фазовращатель, фильтр иижннх частот и сумматор, а на одном валу с электродвигателем установлен генератор опорного напряжения, причем его выход через фильтр нижних частот и усилитель-ограничитель подключен к выходным клеммам устройства, а выходы каждого из двух других усилителей-ограничителей через носледовательно соединенные полосовые фильтры и аттенюаторы подключены к двум входам сумматора, третий вход которого соединен с выходом задающ,его генератора и входом нервого кругового фазовращателя через последовательно-соединенные фазовращатель и аттенюатор, выход сумматора подключен к выходным клеммам устройства, а верньерный механизм механически соединен со статором второго фазовращателя. Круговые фазовращатели установлены так, что направления вращения их роторов относительно электромагнитного поля статоров противоположны.

Устройство нозволяет синтезировать измерительный АМ-сигнал или биення, управлять его гармоническими составляющимн раздельно но амплитуде н фазе, что дает возможность онределять погрешпость измерения ГВЗ, обусловленную АЧХ и ФЧХ поверяемого прибора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу двух круговых фазовращателей 2, 3, роторы которых находятся на одном валу и приведены в непрерывное вращение электродвигателем 4, их статоры механически соединены - один с отсчетным устройством 5, второй - с верньерным механизмом 6, а выходы фазовращателей соединены со входами усилителей-ограничителей 7, 8. На одном валу с электродвигателем установлен генератор 9 опорного напряжения, выход которого через фильтр нижних частот 10 и донолнительиый усилитель-ограничитель 11 подключен к опорному входу поверямого прибора 12, а выходы основных усилителей-ограничителей через соответствующие последовательно включенные полосовые фильтры 13, 14, аттенюаторы 15, 16 подключены к двум входам сумматора 17, выход которого подключен к измерительному входу поверяемого прибора. Выход задающего генератора через носледовательно включенные фазовращатель 18 и аттенюатор 19 подключен к третьему входу сумматора.

Принцин работы устройства заключается в следующем.

Если роторы круговых фазовращателей, расположенные на одном валу, привести в непрерывное вращение, а статоры их подключить так, что направления их электромагнитных полей бздут противоположны, то частоты выходных напряжений фазовращателей будут отличаться на величину 2Q, т. е. удвоенную частоту вращения роторов. Эти напряжения вместе с напряжением задающего геператора подаются на линейный сумматор, а фазы всех трех напряжений выравниваются так, чтобы они находились на одной прямой на фазочастотпой характеристике. При правильном выборе амплитуд исходных папряженнй можно получить па выходе сумматора А.М-напряжение, в котором любая из его гармонических составляющих легко управляема как по амплитуде, так н по фазе.

В случае, если измерительный сигнал должен состоять только из составляющих двух боковых частот, панряжение задающего генератора, несущего колебания о), на сумматор

не подается.

В предлагаемом устройстве выходы круговых фазовращателей предварительно заведены на входы усилителей-ограничителей для подавления паразитной амплитудной модулядин нх напряжений. Следующие далее нолосовые фильтры выделяют нервую гармонику колебаний на выходах усилителей-ограничителей, т. е. частоты со + й, со-Q, и подают их па входы сумматора. Напряжение задающего

генератора подается на вход сумматора через фазовращатель и аттенюатор в случае, если требуется измерительный АМ-сигнал.

На одной оси с роторами круговых фазовращателей и электродвигателем установлен генератор опорного напряження. Его выходной сигнал (с частотой Q), сформированный через фильтр нижних частот и усплитель-ограннчитель, в качестве онорпого для поверяемого прибора.

Новерка прибора предлагаемым устройством (для случая У М-измерительного сигнала) осуществляется следующим образом.

Ьтсчетное устройство 5 кругового фазовращателя 2 устанавливается в нуль. Фазовращателем 18 в цепи песущего колебания устанавливают минимум искажений на выходе сумматора. Индикатором служит любой осциллоскоп или сам поверяемый прибор, показания которого но мере приближения фаз

всех трех напряжений к величинам, находящимся на фазочастотной характеристике на одной прямой, приближаются к минимуму, а при любом смещении их расположения от прямой линии - увеличиваются. Вращением статора генератора 9 опорного напряжения устаиавливается нуль показаний поверяемого прибора.

Задавая с помощью отсчетпого устройства 5 любой фазовый сдвиг и снова добиваясь миннмума ноказаний поверяемого прибора вращением фазовращателя 18 несущего колебания, сверяют показания поверяемого прибора с показаииямп отсчетного устройства, которое может быть нроградуировано в единицах

времени.

Поворачивая статоры круговых фазовращателей в одну или разные стороны на небольщой угол, можно онределить, на какую величину изменяются показания поверяемого прибора, обусловленные нелинейностью его ФЧХ. Нзменяя аттенюатором амплитуду нижней или верхней боковых частот измерительного сигнала, можно определить погрешность поверяемого прибора, обусловленную перавпомерностью его АЧХ.