Способ измерения изменений сдвигафАз СиНуСОидАльНыХ НАпРяжЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазоиэмерительной технике и может быть ис пользовано при создании фазометров в широком диапазоне частот. Известен способ, составляющий основу принципа действия известного устройства, заключающийся в удар ном возбуждении колебатального конт ра низкой добротности (Q2i60) пере ним и задним фронтами прямоугольных импульсов fl .. Так как для регистрации малых отклонений сдвига фаз длительность импульсов должна быть равна минимал ному числу периодов свободных колебаний контура, то для измерении при малых исходных сдвигах фаз требуется соотношение частоты измеряемых напряжений Fjy и частоты наст ройки колебательного контура F 10), (Fn/Fg °Ь ЧТО ограничивает как минимальную величину измеряемых фазовых сдвигов, так и частотный диапазон возможного использования. Но даже в ограниченном диапазоне, значений исходного сдвига фаз для достижения высокой разрешающей способности требуется применение пл ного фазовращателя для начальной настройки, для получения минимальной или максимальной амплитуды отклика, наблюдаемого на экране осциллографа, что вносит субъективные погрешности и не позволяет автоматизировать процесс измерений при имейшемся объеме оборудования. Использование преобразрвателя разности фаз в длительность прямоугольных импульсов приводит к тому, что при малых значениях начального сдвига фаз реальные импульсы на выходе преобразователя имеют трапецеидальную форму, что вызывает нарушение связи, установленной для последовательности прямоугольных импульсов Л - Ш С91п между отклонением амплитуды отклика от минимального значения и отклонением разнЬсти фаз от установленного значения. Это вызывает существенную погрешность измерений. Известен также способ измерения малых изменений сдвига фаз, заключающийся в преобразовании измеряемого и опорного синусоидальных напряжений в периодическую последовательность прямоугольных импульсов с длительностью, пропорционгшьной сдвигу фаз, из которых затем выделяют одну из гармоник частоты

повторения, расположенных в зонах максимальной чувствительности к изменениям длительности импульсов, при помощи избирательной системы f2l

Недостатком известного способа является то, что при малых значениях измеряемых фазовых сдвигов возрастает погрешность измерения, обусловленная соизмеримостью длительности фронтов и длительности импульсов форма которых в этом случае близка к трапецеидальной,

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений .

Для достижения цели в способе, заключающемся в формировании последовательности прямоугольных ИМ-пульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален измеряемому сдвигу фаз„ выделении гармоники повторения, расположенной в одной из зон максимальной чувствительности к измерениям временного сдвига и выпрямлении ее, последовательност прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален сдвигу фаз, преобразуют в суперпозицию последовательностей прямоуголных импульсов, а затем выделяют и подвергают выпрямлению гармонику повторения, обладающую минимальной чувствительностью к изменениям длительности импульсов,

На фиг.1 показана блок-схема реализации предлагаемого способа , вариант; на фиг.2 - временные диаграммы.

Блок-схема содержит формирователи 1 и 2, преобразующие в последовательности прямоугольных импульсов гармонические напряжения, изменния сдвига фаз между которыми подлежат измерению, линейный смеситель 3, преобразующий поступающие на два его входа последовательности прямоугольных импульсов в суперпозицию последовательностей прямоугольных имлульсов, избирательную систему 4, выделяющую из суперпозиции последовательностей прямоугольных импульсов гармонику частоты повторения , расположенную в одной из зон максимальной чувствительности к изменениям времени задержки ta и обладающую минимальной чувствительностью к изменениям длительности прмоугольных импульсов и выпрямитель

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

При поступлении на вход линейного смесителя 3 двух последовательностей прямоугольных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на время задержки t , с выходов формирователей 1 и 2 на его выходе появляется суперпозиция последовательностей прямоугольных импульсов, сдвиг между передними фронтами KOTOpEJX (равный tj ) пропорционален измеряемому сдвигу фаз. Воздействие суперпозиции последовательностей импульсов прямоугольной формы на вход избирательной системы 4 вызЕлвает появление на ее выходе гармонического напряжения, уровень

5 которого изменяется .в соответствии с изменениями сдвига фаз. Точное амплитудное выпрямление (или фазовое в случае необходимости измерений с учетом стороны отклонения изQ меряемого сдвига Фаз позволяет осуществить измерение изменений сдвига фаз относительно исходного значения.

Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить точность

очень широкого класса измерительных преобразователей примерно на порядок.

Формула изобретения

. Способ измерения изменений сдвига фаз синусоидальных напряжений,

заключающийся в формировании последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален измеряемому сдвигу фаз, выделении гармоники повторения,

расположенной в одной из зон максимальной чувствительности к изменениям временного сдвига и выпрямлении ее, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений,последовательности прямоугольных импульсов, временной сдвиг между которыми пропорционален сдвигу фаз, преобразуют в суперпозицию последовательностей прямоугольных

импульсов, а затем выделяют и подвергают выпрямлению гармонику повторения, обладающую Глинимальной чувствительностью к изменениям длительности импульсов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Г 413433, кл, G 01 R 25/00, 1974.

2 , Авторское свидетельство СССР

№ 461386, кл. G 01 Р 25/00, 1975.