Фазометр Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к цифрово измерительной технике. Оно предназначено для измерения разности фаз между двумя сигналами переменного тока, амплитуды которых изменяются в широком диапазоне, в электро- и радиотехнических установках различного назначения.

Известен цифровой фазометр, содержащий формирователи, фазочувствительный элемент, ключ, генератор счетчика импульсов. Такой фазометр недостаточно точен.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению инфранизкочастотный .фаЭометр-частотомер,, содержащий блок формирования временного интервала, один вход которого через первый усилитель-ограничитель подключен к выходу первого входного устройства, другой вход через второй усилитель-ограничитель - к выходу Второго входного устройства, входы входных устройств подключены к источникам сигналов, между которьалш измеряется сдвиг фаз, выход блока формирования временного интервала подключен к управляющему ,входу ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход его подключен к входу счетчика индикаторного устройства.

В данном цифровом фазометре усилители-ограничители имеют определенный порог ограничения, в результате чего формируемые выходные импульсы, поступающие на входы блока формирования временного интервала, имеют некоторое отставание во времени от моментов перехода входных сигналов через нулевое значение. Это приводит к погрешности измерения разности фаз сигналов.

Недопустимое увеличение данной погрешности ограничивает динамический диапазон амплитуд входных сигналов, что снижает возможность дальнейшего повышения точности измерения разности фаз данньп устройством.

Цель изобретения - повышение точности измерения фазометра.

Это достигается тем, что в фазометр, содержащий блок формирований временного интервала, один вход которого через первый усилительограничитель подключен к выходу первого входного устройства, другой вход через второй усилитель-ограничитель - к выходу второго входного устройства, а выход - к управляющему входу ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход его подключен к входу счетчика индикаторно го устройства, введены два преобра™ зователя, коммутатор каналов с упра ляющим его работой распределителем, аналого-цифровой преобразователь, управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик, вход первого преобразователя соединен с входом первого усилителя-ограничителя, входвторого преобразователя - с вхо дом второго усилителя-ограничителя, выходы преобразователей соединены с коммутируегуолми входами коммутатора каналов, два управляющих входа которого подключены к первому и третьему .выходам;- расгй еделения, последние та же подключены к входам запуска аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом ко№1утатора, а выход - с управлякшдйми входами управляемого делителя частоты, другой вход после него подключен к выходу генератора, при этом выход управляемого делителя частоты подключен к счетному входу реверсивного счетчика, выход которог подсоединен к шинам начальной установки счетчика индикаторного устройства, входы реверсивного счетчика, управляющие его знаком, подключены к второму и четвертому выходам распределителя, а вход запуска последнего соединен с выходом блока . формирова ния временного интервала. На чертеже дана структурная схема предлагаемого фазометра. Он содержит два входных устройств 1 и 2, два усилителя-ограничителя 3 и 4, блок 5 формирования интервала, ключ 6, генератор 7 импульсов, счетчик 8 индикаторного устройства, два преобразователя 9 и 10, коммутатор И каналов, распределитель 12, аналого-цифровой преобразователь 13, управлявшей делитель 14 частоты и реверсивный счетчик 15. Сигна ш, между которыми измеряется разность фаз, подаются на устройства 1 и 2, с выхода которкк они поступают на входы усилителей-ограничителей 3 и 4 и преобразователи 9 и Ю.йаходные импульсы сусилитепей ограничйтелей 3 . и 4 поступают на блок 5 и управляют его работой . Выходной импульс последнего откры вает ключ б на время, равйое фазовому сдвигу между сигналами, и запускает задним фронтом распределитель 12. Количество импульсов, поступившее с генератора 7 за время, в течение, которого открыт кдюч 6, подсчитывается счетчиком 8 и соответствует сдвигу фаз между сигналами Напряжения с выходов преобразователей 9 и 10 поступают на входы коммутатора 11. Импульс первого такта распределителя 12 подключен к информационному входу преобразователя 13, преобразователь 10 своим передним фронтом запускает преобразователь 13, на выходе которого имеем код, соответствующий напряжению на выходе преобразователя 10. Of; накапливается в счетчике 15. Выход преобразователя 9 подключается с помощью коммутатора 11 к информационному входу преобразователя 13 на время действия импульса третьего такта распределителя 12, а передним фронтом этого импульса запускает преобразователь 13. На входе последнего имеем код, соответствующий напряжению на выходе преобразователя 9. . За время действия импульса четвертого такта распределителя 12 с делителя 14 на вход счетчика 15 поступит число импульсов, которое вычитается из числа,имеющегося в счетчике 15. Полученная разность подается, на шины начальной установки счетчика 8;. в результате чего после поступления импульсов с ключа 6 в счетчике-. 8 устанавливается число, соответствующее выражению «Р Риэм бс, , где - величина разности фаз которая измеряется фазометром без учета дополнительно введенных элементов;, - поправка, которая вносится дополнительно введенными элементами. Технико-экономическая эффективность обуславливается более широкими возможностями предлагаемого фазометра, обеспечивающего высокую точность измерэния в большом диапазоне амплитуд входных сигналов. Это расширяет сферу применения данного фазометра и значительно снижает стоимость экспериментов, включающих в себя измерения сдвига фаз. Формула изобретения Фазометр, содержащий блок формирования временного интервала, один вход которого через первый усилительограничитель подключен к выходу первого входного устройства, другой вход через второй усилитель-ограни.1итель к.выходу второго входного устройства, а выход - к управляющему входу ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход его .подключен к входу счетчика индикаторного устройства, отличающийс я тем, что, с целью повышения точ ности измерения, в него введены два преобразователя, коммутатор каналов с управляющим-его работой распределителем, аналого-цифровой преобразователь.

управляемый делитель частоты и реверЬивный счетчик, причем вход первого преобразователя соединен с входом первого усилителя-ограничителя, вход второго преобразователя - с входом второго усилителя-ограничителя, выходы преобразователей соединены с коммутируемыми входами коммутатора каналов, два управляющих входа которого подключены к первому и третьему выходам распределит ел я, последние также подключены к. входам запуска аналого-цифрового преобразователя,информационный вход 1 рторрго соединен с выходом коммутатора, а выход - с управляющими входами управляемого делителя частоты,другой вход последнего подключен к выходу генератора, при этом выход управляем мого делителя частоты подключен к счетному входу реверсивного счетчика, выход которого подсоединен к ШИ нам начальной установки счетчика индикаторного устройства, входы, управляющие знаком реверсивного счетчика, подключены к второму и четвертому выходам распределителя, а входзапуска после:днего соединен с выходом блок формирования временного интервала.