Моноимпульсный фазометр Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

усилителей, выходы которых подключены к статорным обмоткам сельсина, роторная обмотка которого, соединенная механически с валом электродвигателя и оиорного тахогенератора, электрически подключена к входу усилителя-ограничителя и одновременно к одному из входов низкочастотного фазометра мгновенного значения разности фаз, второй вход которого подключен к выходу опорного тахогенератора, выход усилителя-ограничителя через вторую дифференцирующую цепь и ограничитель импульсов отрицательной полярности подключен к второму входу управляющего триггера.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого моноимпульсного фазометра; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Фазометр содержит фазовые детекторы 1, 2, фазосдвигающую цепь 90° 3, мостовые схемы 4, 5, усилители 6, 7, амплитудные детекторы 8, 9, элемент совпадения 10, дифференцирующую цепь 11, ограничитель импульсов 12 положительной полярности, управляющий триггер 13, фазоинвертор 14, электродвигатель 15, низкочастотной фазометр 16 мгновенного значения разности фаз, усилитель-ограничитель 17, дифференцирующую цепь 18, ограничитель импульсов 19 отрицательной полярности, опорный тахогенератор 20, сельсин 21 и цепи, состоящие из резисторов 22 и 23 и конденсаторов 24 и 25.

Фазометр работает следующим образом.

Входные моноимпульсные напряжения, изображенные на фиг. 2, а, б,

Ui(t)-U,n,sinwf при ,1:и

Л0 0при .

а (О . Sin («/+ср) при

f/,(0 0при

где C/mi и Lfm, - амплитуда входных напряжений;;Ти - длительность исследуемых

импульсов;

Т - период повторения импульсов,

поступают на входы фазовых детекторов 1 и 2, причем напряжение Ua(t) поступает на второй вход фазового детектора 1 через фазосдвигающую цепь 3.

Напряжения на выходе нелинейных элементов фазовых детекторов соответственно равны

и, K,U,nlJm. Sin U)/. COS (ш + v) ,

t/4 1 K.fJmfJ,n, sin 0) sin () , где Ki и K.2 - коэффициенты передачи каналов. Эти напряжения поступают на входы фильтров, состоящих из резистора 22 (23), мостовой схемы 4 (5) и конденсатора 24 (25). Во время перекрытия входных моноимпульсных на-пряжений мостовые

схемы 4 и 5 открыты напряжением, подаваемым через фазоинвертор 14 с управляющего триггера 13. Форма напряжения на выходе управляющего триггера 13 изображена на фиг. 2, в. Постоянная времени цепи: резистор 22 (23), открытая мостовая схема 4 (5), конденсатор 24 (25) выбраны из условия обеспечения требуемой фильтрации и времени запоминания сигнала

rf,2-к

1Г

(где и-скорость вращения ротора сельсина).

Напряжения на выходе этих цепей равны U, A,cos sL/t - AjSincp,

rAeAi KiUm, Urn,; ,щ и,щ .

В момент окончания перекрытия импульсов Ui(t) и t/2(0 2 перепад напряжения с выхода элемента совпадения 10, прощедщий через дифференцирующую цепь 11 и ограничитель импульсов 12 положительной полярности, поступает на управляющий триггер 13 и перебрасывает его, закрывая мостовые схемы 4 и 5. Форма напряжения на выходе ограничителя импульсов 12 положительной полярности изображена на фиг. 2, г.

Постоянная времени цепи; резистор 22 (23), закрытая мостовая схема 4 (5), конденсатор 24 (25) становится достаточно большой, и можно считать, что напряжение на выходе этой цепи сохраняется равным UQ и С/5 на время Ти. Эти напряжения через усилители 6 и 7 поступают на статорные обмотки сельсина 21. Напряжение на роторной обмотке сельсина 21, механически связанной с валом электродвигателя 15 и вращающейся с частотой Q, равно

t/, /СзЛ cos р cos Ш + ЛГИа sinip sin Qt -

Вс08((),

где KZ и К - коэффициенты трансформации при . Напряжение U соответствует кривой I, изображенной на фиг. 2, д.

Таким образом, в роторной обмотке сельсина 21 получено низкочастотное напряжение, фаза которого имеет фазовый сдвиг, соответствующий разности фаз исследуемых моноимпульсных напряжений относительно напряжения опорного тахогенератора, который механически связан с электродвигателем 15. Это напряжение соответствует кривой И на фиг. 2, д. Измерение разности фаз между напряжениями С/7 и Us производится низкочастотным фазометром 16 мгновенного значения, на который подаются эти напряжения. При этом следуег иметь в виду, что изменения напряжения на входе усилителей 6 и 7 за счет некоторого возможного разряда конденсаторов 24 и 25 приведет только к уменьшению амплитуды t/7, НО не повлияет на фазовые соотношения.

Для возвращения фазометра в исходное состояние после окончания измерений напряжение с роторной обмотки сельсина 21 подается на вход усилителя-ограничителя 17. Форма напряжения на выходе усилителя-ограничителя 17 изображена на фиг. 2, е. Выходное напряжение усилителя-ограничителя обрабатывается дифференцируюилей цепью 18 и импульсом положительной полярности, соответствующим окончанию периода колебаний UT, нрощедшим через ограничитель импульсов 19 отрицательной полярности, который перебрасывает управляющий триггер 13 в исходное состояние. Форма напряжения на выходе ограничителя импульсов отрицательной полярности изображена на фиг. 2, г. Мостовые схемы 4 и 5 открываются, и происходит быстрый разряд конденсаторов 24 и 25 через малые сопротивления нагрузок фазовых детекторов, фазометр возвращается в исходное состояние.

Формула изобретения

Моноимпульсный фазометр, содержащий два фазовых детектора, фазосдвигающую цепь 90°, включенную между первым входом второго фазового детектора и вторььм входом первого, и усилители, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз моноимпульсных напряжений, он снабжен амплитудными детекторами, элементом совпадения, двумя дифференцирующими цепями, ограничителями импульсов положительной и отрицательной полярности, управляющим триггером, фазоинвертором, цепями, состоящими из двух резисторов и двух конденсаторов, мостовыми схемами, опорным тахогенератором, электродвигателем, сельсином, низкочастотным фазометром мгновенного значения разности фаз, усилителемограничителем, причем вход первого амплитудного детектора соединен с первым входом второго фазового детектора, а вход второго амплитудного детектора -с первым входом первого и вторым входом второго фазового детектора, выходы обоих амплитудных детекторов через элемент совпадения, первую дифференцирующую цепь и ограничитель импульсов положительной полярности подключены к первому входу

управляющего триггера, выход которого через фазоинвертор подключен к мостовым схемам, включенным между резисторами, подключенными к выходам фазовых детекторов, -и конденсаторами, подключенными

к входам усилителей, выходы которых подключены к статорным обмоткам сельсина, роторная обмотка которого, соединенная механически с валом электродвигателя и опорного тахогенератора, электрически подключена к входу усилителя-ограничителя и одновременно к одному из входов низкочастотного фазометра мгновенного значения разности фаз, второй вход которого подключен к выходу опорного тахогенератора,

выход усилителя-ограничителя через вторую дифференцирующую цепь и ограничитель импульсов отрицательной полярности подключен к второму входу управляющего триггера.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР jYo 354559, кл. G 01R 25/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 339875, кл. G OliR 25/00, 1972.