Многоканальное инфранизкочастотное устройство цифрового измерения угла сдвига фаз Советский патент 1978 года по МПК G01R25/00 

3 к интевходу к присоецинено ко гратора. На фиг. 1 преаставлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 изображены эпюры напряжений. Два параллельных канала 1 содержат включенные последовательно входные устрой ства 2 и формирователи 3 прямоугольнь х импульсов. К вьпсоду первого канала подклк чен блок формирования измерительньтх импульсов 4. На вход второго канала через переключатель 5 поступает П -1 напрягде f , напри мер, равно 24. Устройство содержит также электронный ключ 6, интегратор Миллера 7, блок 8 автоматического управления. Цець регулируемого поте|щиала, подаваемого на интеграто выполнена из эталонного источника 9 посTOstHHoroi тока, соединенного с ним через резисторвый делитель 10 электронного клю 6, связанного с ним через резистор интегр тора 7, нагруженного на вход ци41 ового вольтметра 11, причем второй (управляющий) вход ключа соединен со входом блока 4. Вход блока 8 связан с вьгходом канала Полупериод, а выход блока 8 соединен непосредственно с зажимом Запуск вольтметра и через элементзадержки 12 - с разрядным реле 13, два нормально открытых контакта 14 которого включены пардллельно конденсатору 15 интегратора. Иэ синусоидальных сигналов U (опорного) и 2-2.4 (одного из 24 сигналов) в каналах 1 получают прямоугольные импульсы (фиг, 2а), которые через блок 4 попадают, на управляющий вход ключа 6. Выход напряжения эталонного источни посточ янного тока 9 через делитель 10 и ключ 6 соединен со входом интегратора 7, который переводят в режим накопления потенциала Е (фкг, 2,6) в течение полупериода переклю чателем 16 (положение ТТолупериод). Напряжение на выходе интегратора 7 измеряю цифровым вольтметром. На выходе интегратора получают потенциал Е.К.-Ц-Е,, E,-at-K. - коэффициент усиления усилителя интегратора} Е - напряжение эталонного источника постоянного тока; Напряжение Е для данной частоты регулируют таким образом (штрихи на 4Hi, 26), пока на выходе интегратора не полубSO 56 S 1 fiaBHOio фазовой шкаЧат напряжения, ле (фиг, 2в): К -Ед-КМ., где К - числа натурального ряда 1, 2, 3 180 получают Пои К « 2 и К, наименьитий разряд цифрового вольтметра с учетом фазовой шкалы разрешение по фазе в 1° на 1 В. С учетом точности цифровых вольтметров 0,02-0, получают раз решение по фазе до 0,02-0,03 . С учетом линейности интегратора в 0,05% погрешность не превышает О,1 - 0,2 . Рассмотрим затрату времени. Для точной калибровки на частоте, допустим, О,О5 Гц, требуется всего 2-3 периода сигнала, чтобы точно подготовить постоянное напряжение с ээвловного источника, которое определяет 1Ш(}чэы на табло цифрово го вольтметра, равные фазовой шкале, т.е. 180 В - 18О . Это основано на том, что на интегратор заранее вьютавляют требуемую величину входного потенциала „ /80 57, 0,ST5lB3, лапример, при К 1ОО, для частоты 1 Гц, с учетом деления через обратную связь иэ-за частото за дающих С-элементов, После калибровки интегратор переводят на накопление потенциала от прямоугольного измерительного импульса, длительность которого равна длительности фазового сдвига (положение фаза переключателя 16), и измеряют фазу последовательно во многих каналах, причём напряжение на вькоде интегратора получают равным значению фазы в градусах, которое отсчитьгоают по табло цифрового вольтметра за время менее пери- ода (фиг. 2г). В связи с тем, что калибровка не MSHJH ется для данной частоты, все фазовые соотношения П-1 каналов по отношению к первому, например, 24 каналов, измеряются в фазовой шкале без ошибки за 28 периодЪв, На измерение в известных устройствах, например, 24 каналов, будет затрачено в два раза больше периодов, т.е. 56, а так как каждый период - это большая потеря времени (для | 0,001 Гц - 16 мин), то очевидно преимущество данного устройств ва. Работает устройство следующим образом. Импульсы от сигнала U на выходе канала 1 Беаут блок автоматического управления 8, который выдает необходимые по времени импульсы (в соответствии с фиг. 2) в части запуска интегратора Миллера, цифрового вольтметра, разряпа конденсатора и повторения цикла периодическим в соответствин с частотой.

Блок формирования измерительного импулса открьпзает электронный ключ 6. ПоследНИИ пропускает постоянное напряжение от эталонного источника постоянного тока 9 на интегратор Миллера, причем напряжение регулируют вручную реостатным делителем (только в положении Пол у пери одЧ Элементы интегратора R и С устанавливают на св рединувыбранноГо ; частотного диапазона. Результат регулировки делителя получают на цифровом табло цифрового вольтметра После окончания интегрирования { t rjпри положении Палупериод и t Ч при положении Фаза, фиг.2ви2г)блок8дае команду на запуск цифрового вольтметра для индикации результата и через элемент зацержки 12 - на срабатывании разрядного pefie 13 для снятия потенциала с конденсатора. Элемент 12 обеспечивает вьтаёржку, равную времени измерения, T.e.-fc, (фиг.

,.И7ЛЛ ,

2в и 2г). Далее процесс повторяется.

.

Формула изобретения

Многоканальное инфраниэкочастотное уст Ройство цифрового измерения угла сдвига

фаз, содержащее два блока формирования, в которые входят входной блок и формировател прямоугольных импульсов, выходы блоков один непосредственно, а другой через переключатель, - подключены к блоку формирования измерительных импульсов, блок автоматического управления, интегратор и переключатель, установленный между входом второго блока формирования и всеми параллельный ми каналами, цифровой вольтметр, соединенный с выходом интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и тач:ности, в него введены электронный ключ, резисторный делитель, эталонный источник постоянного напряжения, элемент задержки и разрядное реле, причем выход блока формирования измерительных импульсов через электронный ключ подключен ко входу интегратора, уп:раш1яющий вход электронного ключа через Ьезисторный делитель соединен с эталонньш источником постоянного напряжения, вход блока автоматического управления подключен к вь1ходу первого блока формирования, а выход - к управляющему входу цифрового вольтметра и через элемент задержки - к разрядному реле, которое своими вьпсодамя присоединено ко входу и к выходу интегратора.

4ff- .fI 1

I t

Unk-Запуск

tt

ts

Puz.i

Риг.2