Фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

(54 ) ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для измерения фазовых сдвигов прерыв . иых напряжений. Известен фазометр, содержащий фор мирующее устройство , триггер, счет чик импульсов, генератор импульсов, соединенный со времязадающим элементом совпадения и входом делителя час тоты, выход которого соединен с одним из входов времязадающего элемента совпадения, два амплитудных детектор к выходам которых подключены два эле мента совпадения, а к входам - формирователи сигналов l. Недостаток известного фазометра увеличение погрешности измерения фазовых сдвигов прерывных напряжений при уменьшении интервала их взаимного перекрытия. Известен также фазометр, содержащий усилители-ограничители, подключенные к измерительному триггеру, цеп состоящую из резистора, подключенног го к измерительному триггеру, и конденсатора, подключенного к индикатору, два детектора, включенные между выходами усилителей-ограничителей и . входами схемы совпадения, выход которой через последовательно соединенные триггер и фазоинвертор связан с мостовой схемой, включенной между резистором и конденсатором 2 . Такой фазометр осзоцествляет измерение фазового сдвига на интервале перекрытия, соответствующем одновре-. менному наличию прерывистых напряжений в опорном и измерительном каналах. Так как длительности непрерывных напряжений в общем случае не равны целому числу периодов высокочастотного заполнения, то через мостовую схему в начальныймомент и MOMeHt окончания интервала перекрытия на RC цепь пройдут импульсы измерительного триггера, по длительности не соответствующие измеряемому фазовому сдвигу, что гера, по длительности не соответствующие измеряемому фазовому сдвигу, что приведет к появлению дополнительной погрешности увеличивающейся приумен шении интервала перекрытия до длитель ностей, сравниваемых с периодом высокочастотного заполнения. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения погрешностей измерения фазового сдвига прерывистых напряжений. Поставленная цель достигается тем что в фазометр, содержащий усилители-ограничители, выходы которых соеди нены через детекторы с элементом совпадения и непосредственно - с измерительным триггером, выход .которого через резистор и мостовую схему соединен с индикатором и через конденсатор - с общей шиной, введены блОк управляющих импульсов, два дополнительных элемента совпадения, два одновибратора, регистр, элемент сравнения, двоичный счетчик, дополнительный и счетный триггеры и двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выходом одного из усили, тблей-ограничителей, а выход - со входами двух одновибраторов, выходами соединенных с первым и вторым вхо дами первого дополнительного элемента совпадения., третий вход которого соединен с выходом элемента совпадения и блоком управляющих импульсов выходы которого соединены-с регистро шиной сброса двоичного счетчика и первым входом дополнительного тригге ра, соединенного выходом с первым входом второго дополнительного элемента совпадения, второй вход которо го соединен с другим входом дополнительного триггера, при этом выходом первого дополнительного элемента сов падения является вход счетного триггера, выходом соединенного со входом двоичного счетчика, выход которо го непосредственно и через регистр соединен со входами элемента сравнения, выход, которого соединен с первы входом триггера управления, другой вход которого соединен с выходом вто рого дополнительного элемента Совпадения, а выходы - с мостовой схемой. Двухполуперирдный вьшрямитель, одновибраторы и дополнительный элемент совпадения обеспечивают формирование импульсов в момент переходов сигналов через ноль.при наличии обеи полуволн напряжений, дополнительный триггер и второй дополнительный элеент совпадения обеспечивают открывание мостовой схемы в момент первого такого перехода, а счетный триггер и двоичный счетчик производят подсчет целого числа, периодов высокочастотного заполнения интервала перекрытия, элемент сравнения обеспечи-. вает закрывание мостовой схемы через интервал времени, равный целому числу периодов заполнения в предшествующей посылке. Блок управляющих импульсов обеспечивает запоминание числа периодов в предыдущей посылке и сброс двоичного счетчика по окончании интервала перекрытия. В этом случае на RC-цепь пройдет п импульсов длительностью IT , так как TrS- V o- где То - период высокочастотного заполнения} п - число целых периодов заполнения на интервале перекрытияТ - сформированный перекрытия , - длительность импульса измерительного триггера, соответствующая измеряемому фазовому сдвигу; То время отсутствия импульса измерительного триггера в течение одного периода; ГКТсГ время отсутствия импульсов измерительного триггера на интервале перекрытия. Такое устройство исключает прохождение импульсов соответствующих фазовому сдвигув начале и конце интервала перекрытий на RC-цeпь. На чертеже представлена блок-схема фазометра., Фазометр содержит усилители-ограничители 1 и 2, детекторы 3 и 4, элементы совпадения 5,6, и 7, измерительный триггер 8, резистор 9, конденсатор 10, мостовую схему 11, индикатор 12,двухполупериодный выпрямитель 13 одновибраторы 14 и 15, счетный триггер 16, двоичный счетчик 17, дополнительный триггер 18, триггер 19 управления мостовой схемой, элемент 20 сравнения, регистр 21, блок 22 управляющих импульсов. Фазометр работает следующим образом. Входные напряжения подаются на входы усилителей-ограничителей 1 и ,2 и за счет детектирования детектора ми 3 и 4 на выходе элемента совпадения 5 формируется импульсу длительность которого равна интервалу временного перекрытия напряжений,сигналов в обоих каналах. Напряженнее выхода.усил теля-ограничителя 2 выпрямителем 13 преобразуется в последовательность импульсов с крутыми фронтами, отстоя щими друг от друга на интервал, равный удвоенному времени фронта усилителя-ограничителя, так как одновибратор 14 формирует короткие импульсы от положительного перепада напряже- . НИИ, а одновибратор 15 - отрицательного, то на выходе элемента совпадения 6 при наличии разрешающего уровня от элемента совладения 5 формируются импульсы в моменты времени, соот ветствующие переходу через ноль напряжения сигнала, при наличии второй полуволны и сигнала в первом канапе. Первый импульс элемента совпадения 7 при наличии разрешающего уровня от дополнительного триггера I8 устанавливает триггер 19 управления мостово схемой в состояние, соответствующее логической единице, открывая тем самым мостовую схему 11, и устанавливает триггер 18 в состояние, соответ ствующее логическому нулю, закрывая тем самым элемент совпадения 7. Так. как счетчик.17 включен через триггер 16, в нем записывается двоичный код целого числа периодов высокочастотного заполнения на интервале перекрытия прерывных напряжений, и при равенстве кода в счетчике 17 коду в регистре 21, элемент 20 сравнения вырабатывает сигнал, сбрасывающий триггер 19, закрывая тем самым мостовую схему 11 . Таким образом на индикаторе 1 2 устанавливается показание, соответствующее фазовому сдвигу прерывных напряжений, измеренному на интервале. кратном целому числу периодов высоко частотного заполнения. Блок22 по око чании интервала перекрытия обеспечивает перезапись содержимого счетчика 17 в регистр 21,установку в единичное состояние триггера 18, совместно с элементом совпадения 7 обеспечивающих селекцию первого перехода через ноль на интервале перекрытия, и установку в нулевое состояние (сброс)счетчика 17. Этим достигаете формирование интервала перекрытия строго кратным целому числу периодов. При последующей измерении фазовых сдвигов прерывных напряжений интервал перекрытия будет целому числу периодов заполнения на предшествующем интервале перекрытия.Таким образом измерение фазовых сдвигов прерывных напряжений производится на интервале перекрытия строго кратном целому числу периодов, что уменьшает погрешность измерений и расширяет область измерений до интервалов перекрытия в единицы периодов высокочастотного заполнения. Формула изобретения Фазометр, содержащий усилителиограничители, выходы которых соединены через детектор с элементом совпадения и непосредственно - с измерительным триггером, выход которого через резистор и мостовую схему соединен с индикатором и через конденсатор г с общей шиной, триггер) управ- ления, отличающийся тем, .что, с целью повьшения точности измерения, в него введены блок управляющих импульсов, два дополнительных элемента совпадения, два одновибратора, регистр, элемент сравнения, двоичный счетчик, дополнительный и счет7 ный триггеры и двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выходом одного из усилителей-ограничителей, а выход - со входами двух одновибраторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами первого дополнительного элемента совпадения, третий.вход которого соединен с выходом элемента совпадения и блоком управляющих импульсов, выходы которого соединены с регистром, шиной броса -двоичного счетчика и первым ходом дополнительного триггера, выод которого соединен с первым вхоом второго дополнительного элемента овпадения, второй вход которого содинен с другим входом дополнителього триггера, при этом выходом перого дополнительного элемента совпаения является вход счетного триггеа, выход которого соединен со вхоом двоичного счетчика, выход котоого непосредственйо и через регистр

соединен со входами элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера управления, другой вход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента совпадения , а выходы - с мостовой схемой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 587412, кл. G 01 R 25/00, 07.05.76.

2.Авторское свидетельство СССР №454502, кл. G 01 R 25/00, 09.03.72 .(прототип).