Цифровой фазометр Советский патент 1978 года по МПК G01R25/08 

I

Изобретение касается фазовых измерений- Оно может использоваться при измерении фазовых характеристик четырехполюсников, работающих в большом диапазоне амплитуд.

Известен фазометр, содержащий усилителиограничитепи, дифференцирующие цепи, распределительное устройство, триггер и разностный индикатор 1.

Однако вследствие асимметрии сигнала на выходе усилителя-ограничителя возможна погрешность в 18О° в окрестности .

Известен также цифровой фазометр, содерткаший два усилителя-рграничителя и дифференцирующие цепочки, два элемента совпадения, генератор счетных импульсов, ключи, счетчики и триггеры 2.

Однако у тако1о фазометра точность,измерений в пределах О - 36О недостаточна.

С целью повышения точности измерения в пределах О-36О в известныйфазометр, содержащий последовательно соединенные два усияителя-ограничитепя и дифференцирующие

цепочки, два триггера, связанные по входу с двумя элементами совпадения, генератор счетных импульсов, подключенный. через ключ к счетчику, введены дополнительная -дифференцирующая цепочка, инверто пемент ИЛИ, синхронизатор, регистр, узел сравнения чисел, полусумматор и индикатор, соединенный по одному 43 входов с полусумматором, а по двум другим - со счетчиком, ,0 причем остальные три входа связаны с тремя входами регистра, двумя входами узлп сравнения чисел и с тремя другнкги выходами счетчика, общий вход узла сравнения чисел и полусумматора подключен к послед. ним выходам счетчика, а выход - к второму входу полусумматора, управляющий вход регистра соединен с первым входом синхронизатора, соединенного также по эток(у входу со вторым входом первого элемента

0 совпадения, при этом второй вход второго элемента совпадения подсоединен к второKiy выходу синхронизатора, вход которого связан с выходом первого усилителя-ограничителя, выход первой Д111)ф«ренцирующей

цепочки соединен с входами запуска первого и второго триггеров, выход второй дифференцирующей цепочки - с входом срыва первого триггера, а выход дополнительной дифференцирующей цепочки - со вторым вхо дом срыва второго триггера, выходы обоих элементов совпадения через элемент ИЛИ сжязаны с входом ключа, На чертеже дана структурная схема предлагаемого фазометра. Цифровой фазометр содержит усилителиограничители 1 и 2, дифференцирующие цепочки 3-5, триггеры 6 и 7, элементы 8 и 9 совпадения, элемент совпадения ИЛИ 1О, генератор 11 счетных импульсов, ключ 12 счетчик 13, индикатор 14, регистр 15, узел 16 сравнения чисел, полусумматор 17 инвертор 18 и синхронизатор 19. Фазометр работает следующим образом, Выходное напрйжение усипителя-ограничи теля 1 дифференцируется цепочкой 3 и положительный : имяуиьс с выхоли дифференцирующей аепочкн 3 запускает триггер 6, а лоложитепьный имдупьс с дифференцирующей цепочки 4 срывает триггер 6. В реэупьтатр на выходе триггера 6 попучаеТ ся импульсное напряжение дпитепьносты лропорщ онапьной сдявигу Ч . Триг гер 7 запускается положительными нмлульсами с выхода дифференцирующей цепочки 3 и срывается положительными импульсами с выхода дифференцирующей цепочки 5, на которую подаются инвертированные икшупьсы с усилнтепя - ограничитеяя 2 через инвертор 18, На выходе триггера 7 получают ся импупьоы длительностью 4 180°и f- 180 для М 180. Импульсы с выходов триггеров 6 и 7 поступа ют на элементы 8 и 9 соответственно. Причем на элемент 9 с синхронизатора 19 nojfiaeTca импульс днительностью, равной периоду измеряемых напряжений, в выбранный К период изь/юрення. На элемент 9 поступает импупьс, сми етствующнй(К+1)периоду измерения. Имцупьсы с выходов «дпементов 8 и 9 жкяупвют в элемент ИЛИ 1О. На выходе указанного эпемента за Ява периода получается два ямпупьса - пер йый пропорциональный , второй - f iSO либо Ч - ISO. Далее дпитепьность импульсов измеряет помощью счетчика 13, я ре льтат индийнруется на индикаторе. Счетчик 13 I считает счетные импульсы генератора 11, прошедшие через ключ 12, управляемый схемой ИЛИ 1О, Среднее значение фазы за два измерения равно 2 f4feo 4 4 907 для Знак - - для f 180° и знак - для Для исключения неоднозначности величины смещения нуля на результат, записанный в счетчик 13 в первый период измерения,записывается в регистр 15 (с трех старщих разрядов счетчика, за исключением самого старшего). Выходы регистра 15 соединены с узлом 16 сравнения чисел, на первые входы узла 16 подаются сигналы с трех самых старших разрядов счетчика 13. Так как на вторые входы узла 16 подаются сигналы со сдвигом на один разряд в сторону самого старшего, на вторые входы узла 16 подается полусумма результата измерения. Если число с выходов регистра 15 превыщает число с выходов счетчика 13, то на выходе узла 16 получается , которая через полусумматор 17 подается на 180 разряд индикатора 14, причем на второй вход полусумматора подается сигнал самого старшего разряда счетчика. Таким образом, результат измерения будет однозначным как для , так и для , т. e.t, f Формула изобретения Цифровой фазо|у|етр, содержащий последовательно соец пкентае два усилителя-ограничителя и дифференцирующие цепочки, два триггера, связанные по выходу с двумя элементами совпадения, генерат счети 1х импульсов, подключенный через ключ к счётчику, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в предецах О-ЗбО, в него введены дополнительная дифференцирующая цепочка, инвертор, элемент ИЛИ, синхронизатор, регистр, узел сравнения чисел, полусумматор и индикатор, соединенный по одному из входов с полусумматором, а по двум другим - со счетчиком, причем остальные три входа связаны с тремя входами регистра, двумя входами узла сравнения чисел и с тремя другими выходами счетчика, общий вход узла сравнения чисел и полусумматора подключен к последним выходам счетчика, а выход - к второму входу полусумматора управляющий вход регистра соединен с первым входом синхронизатора, соединенного также по этому входу со вторым входом первого элемента совпадения, при этом второй вход вторюго элемеьта совпадения подсоединен к второму выходу синхронизатора вход которого связан с выходом первогр усилителя-ограничителя, выход г/ёрвой

дифференцирующей цепочки соединен с входами запуска первого и второго триггеров, выход второй дифференцирующей пепочки с входом срыва первого триггера, а выход дополнительной дифференцирующей цепочки со вторым входом срыва второго триггера, выходы обоих элементов совпадения через элемент ИЛИ связаны с входом, ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Вименчук И. М. и др. Электромеханические и электронные фазометры, 1962,

с. 168-172.

2,Шпяндин В, М, Цифровые электроизмерительные приборы. М., Энергия, 1972, с. 130-134, рис. 3-28,

С