Устройство для измерения относительного сдвига фаз двух колебаний Советский патент 1945 года по МПК G01R25/00 

Предметом настоящего авторското С1видетельства является у стройст1во для измерения компенсационным способом отнооительло:го сдвига фаз двух колебайий. отличителвной особенностью устройства, согласно изобретению, является совместная подача сра1вниваемых оо фазе колеба;ний на «ормально залертую ламповую схему, вьшолненную в виде злек р01нно:го смесителя, после гпреобразос-ания формы одного из колеба1НИ1Й в 1И1мпулЫсную, а второго - в. трапецоидальную.

Сущность изобретения поясняется чертежом, иа котором фиг. 1 дает схему устройства, а фиг. 2 и 3 поясняют работу последнего.

Первое из сравниваемых колебаний (фиг. 2а) усиливается и подается «а сетку ла1МНЫ Л1 (фиг. 1).

Режим работы лампы Л: устанавливается таким, чтобы ее характеристика имела крутой подъем с сильно выраженным верхним , и нижним (загибами. Форма TOKai в анодной цепи Л1 будет приближаться к трапецоидальной ((()и:г. 2в). Во вторвчной обмотке трансформатора, включенного в

анодную цепь лампы Л-,, индуктируются .Импульсы Напряжения (фиг. 2с), которые подаются на . одну из сеток лампы Ло, являющейся электрОННым смесителем.

Второе сравниваемое колебание подается на фазовращатель Ф и затем, носле усиления в нужно(1 степени, - на другую сетку лампы Ло (фиг. 1).

Постоянные смещения на сетках лампы Л-2 устанавливаются такой величины, чтобы при отсутствии колебаний, хотя бы на одной кз ceTOiK, ток через лампу «е прОХОдил.- Прохождение тока, а, следовательно, и появление напряжения на выходе смесителя будет только при совпадении во положительных импульсов первого колебания (фиг. 2с) с положительным полупериода1ми1 второго колебания (фиг. 2d). После смесителя , включается реле, в качестве которого может служить либо тиратрон, либо обычная электронная лампа с накапливающ|Им фильтром в цепи своей управляющей сетки. При срабатывании реле включается реверсивный мотор, который через редуктор соединен с фазовращателем.

На фиг. 2е показаны области включенного состояния реле (от1Счет сдфига фаз произведен. от нуля второго колебан1Ия) и напра1вление вращения фазовращателя, в заВ1И1оиЛюсти от угла сдвига фай (f. Из .. 2е видно, что :р|еверсирова1Ние мотора- пронвводится е области нулевого сдвига фаз. При внезапном (даже скачкообразном) изменении сдвига фаз на любой угол, фазовраидатель повернется на тот же угол по кратчайшему пути, не большему пол ов ив ы окружности.

Точность работы , устройства определяется точностью фа13оБраЩателя и динами че1СК.И1м1и xaipaiKтеристиками процесса реверсирования. Точность же регистрации нуля сдвига фаз электронной схемой, лгожет быть сделана заведомо большой уменьшением продолжительности нмпульса первого колебания и увеличением крутизны; подъеЛЮБ кривой второго колебания, что достигается сбычным усилением с равнищ а ем ы х колеб ани и.

Работа электронной схемы мало завискт от формы колебаний. Достаточно, чтобы: 1) первая производная первого колебания, дающего илгпульсы, илгела за период не больше одного положительного абсолютного максимума (она может ииметь несколько простых :ма1коимумов с амплитудой д|:)статоЧН10 малой для возможности применения амплитудной селек:ции|) и 2) второе колебание за период меняло знак только один раз.

Для измерения угля сдвига фаз колебаний ei и е с частота-ми

СО П

ч) т

(и и т -целые числа) пригодна та же схема с некоторым усложн-ени«м. Так как для нормальной работы схемы требуется в про межуток врем-ени. равный периоду второго колебания, не более одного влгпулыса от первого колебания, то лишние импульсы должны быть устранены (фиг. 3).

Устранение лишних импульсов .производится на1 третьей сетке лампы Л2 путем питания ее добавочнывди колебаниями бз, синхронизированнь ми с (первыми колебаниями. Частота; Шд доба|вочн1Ы1Х колебаний выбирается такой, чтобы ламиа Ла была заперта к момент) появления лишнего имиулиса-.

Фиг. 3 1поя1сняет изложенное при трех значениях

2

l

Указанный способ обладает той особенностью, .что взменение фазового сдвига между -синхрон1изирующи ми MI синхронизированными, колебаниями в довольно широких пределах (определенных для каждого

1. зна(че}ги:я ) совершенно не влияет

на точность измерения.

Бели постоянное рэнерсирование около нуля нездобно, то не вызывает затрзднения перевод cxeiMbi на только при отклонени-И от нуля. Перевод .проивводится включением второго электронного смеСИтеля и iBTOporo реле. Импульсы первого колебания подаются в одной фазе на обе лампы, а второе колебание разделяется на два, подаваемые на ла.мпы IB противофазе (например, через трансфор.матор со средней точкой).

П р е д м ie т из -о б р е т е н н Я1

1.Устройство для измерения отно1сит1ельного сдв1иг.а фаз двух колеба(нИ|й компенса цио;нньгм способом, состоящее из ла1мповой схемы, вырабатывающей ори наличии сдвига фаз. постоянный ток для возбуждеННя серВОмотОра, 31стана(вливающего с помощью фазовращателя нулевой сдвиг фаз, отличающееся тем, что сравниваемые по фазе колебания совместно поданы Hai нормально за1пертую ламповую схему, вьшолненную в; виде электронного омеоителя, после преобразования формы одного го них в импульсную, а второго-:в трапецоидальную.

2.Форма выполнений устройства по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я применен1йеМ двух, диферен.циально воздействующих на серво мотор

смесителей, колебаиия на- которые поданы в противофаэе.

3. Устройство 1ПО л. 1-2, отличающееся тем, что для осуществления ,во1зможно1сти измерения сдвига фае колеба ний с целочисленныМ отношением применен .оинхрони13«руемый одним из сравииваемых сто фазе колебаний вспомогательный генератор имиульcoiB, затирающих смеситель на вреМЯ действия дополнительных полупериодов колебаний повышенной частоты.I

180 О180560

У-ёдёиг мем/ду f, ufs

-шпулйСй/ бо/збонно/е с Ш-ш,

е

зош/п0ихооона uocfmu уолеоония нтбщимая

для лспирония с меЛтелй,- иолебаниу €з сипхрани5upB5artb;(d n/Judfiusume/iuHaiwocmoflHHciM й5игом А-оле Г оаниями,

V

Фиг. 3

Цl --3Ч