Способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к фазоизмеритёльной технике и предназначено для использования прт исследовании механических к гидравлических систем.,

Известен способ измерения фазовых сдвигов, использующий принцип накопления информации 1.

Этот способ сложен и не обеспечивает требуемой точности.

Наиболее близким по технической сущности является способ, основанный на двукратном интегрировании исследуемых сигналов в аналоговой форме с последующим выделением вре менных интервалов, пропорциональных фазовому сдвигу 12.

Однако этот способ имеет недостаточную точность измерения, обусловленную неравенством нулю постоянной составляющей исследуемых сигналов, особенно сильно влияющую в области инфранизких частот.

Цель изобретения - расишрение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения фазового сдвига гармонических сигналов с постоянными составляющими в области инфранизких частот и повышение точности вследствие снижения влияния дрейфов параметров входных устройств.

Для достижения этой цели согласно спосо бу измерения фазового сдвига гармонических сигналов путем преобразования фазового сдвига фаз во временной интервал, определяют временные интервалы между моментами достижения первым гармоническим сигналом первого заданного значения напряжения н вторым гар10моническим сигналом второго заданного значения напряжения, определяют суммарное значение временных интервалов и по полученному результату судят о фазовом сдвиге гармонических сигналов.

15

На фиг. 1 показан график, поясняющий предлагаемый способ; на фиг. 2 - блок-схема устройства для его осуществления.

Исследуемые сигналы можно представить следующим образом

20

;f1W-C A S n(шt4), f(t)(u)t+4,). где С, А, С,, A|j const, фаза сигнала f , (t);. фаза сигнала fi(i). Определяем моменты прохождения сигнал fa (t) f(t) через уровень UH и сигнала через уровень U. Единственными требованиямл к уровням Ufl будут и. С + А С,- Л i А U| А + А sin (wt+ Ч,,) Ц А ft sin (wt + tfij) UQ wt, + + ОбознаЛ iД nV/UU J: b d, И arcsin-y:ilC5 Ax, получаем т + M-, cL-, ; Lfij dl-, wt + tf, J - ( wt 4+ JT -cLij; w ( tj - t4)2 (4(i-4i) - временные интервалы - моменты времени, оп ределяющие временны интервалы. Таким образом, значение фазового сдаиг Таким образом, значение фазового сдвига (f( Ч) не зависит от выбранных уставок и и постоянных составл ющих С гармонических сигналов, достаточно лищь соблюдения условия, чтобы rf.i(t) f(t) IflCtj) fi(t. Следовательно, долговременные дрейфы нулей компараторов и не равные нулю пост янные составляющие исследуемых сигналов не влияют на точность измерений. В то же время, дрейфы нулей за время, сопоставимое с временем одного полупериод даже весьма низкочастотных процессов, явля ся величиной достаточно малой, что и опред ляет преимущества предлагаемого способа сравнении с известным. Устройство для осуществления предлагае го способа состоит из блока 1, который сод жит компараторы 2 и 3, сравниваюшие знач сигналов f, ведущие счет уставками U. В моменты, когда f(t)U и f|.(t) U,j, компараторы вырабатывают импульсы, поступающие в блок 4 формирования интервалов Т и -и. Блок 4 состоит из ключей 5-7 и триггеров 8-10 и устроен таким образом, что после прихода импульса Запуск, стирающего предыдущую информацию счетчика 11, сигнал хромирующей частоты поступает на счетчик 11 только в интервалах времени t,2-t.(фиг. 2), а после прихода с компаратора 3 импульса, .сбответствующего моменту времени t., схема самоблокируется до следующего импульса Запуск.. Накопленное за время цикла на счетчике 11 количество импульсов п можно определить следующим образом счет Ч- V + (Чns%.,.« (ft.- t,) + (1) п f, или, учитывая откуда Ч, . Предлагаемый способ отличается от известного, так как за счет снижения влияния дрейфов нулей компараторов повыщается точность измерения, упрощается измерение фазового сдвига сигнала, содержащего постоянную составляющую, поскольку отпадает необходимость применения аналоговых интеграторов. Формула изобретения Способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов путем преобразования сдвига фаз во временной интервал, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения фазового сдвига гармонических сигналов с постоянными составляющими в области инфранизких частот и повыщения точности вследствие снижения влияния дрейфов параметров входных устройств, определяют временные интервалы между моментами достижения первым гармоническим сигналом первого заданного значения напряжения и вторым гармоническим сигналом второго заданного значения напряжения, определяют суммарное значение временных интервалов и по полученному результату судят о фазовом сдвиге гармонических сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 446848, кл. G 01 .R 25/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 474763, кл. G 01 R 25/00, 1975.

fl(tj

(/,

ш

11

/гШ

и.

II

ffnuc/t V

сриг.2