Фазометр Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано в энергетике и радиотехнике для измерения разности фаз двух переменных напряжений. Известен фазометр, содержащий генератор тактовых импульсов, формирователь коротких импульсов, управляемый фазовращатель, интеграторы, нуль орган, ключ, элементы совпадения, преобразователь время-код и цифровой отсчетный блок СП. Недостатком этого фазометра является сложность схемной реализации и низкое быстродействие. Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату фазометр содержит разрядные ключи, RC-цепочки, запоминающие устройства напряжений, перекидной ключ, элемент сравнения, времяимпульсный преобразователь и усред няющее устройство 23. В фазометре осуществляется преобразование фазового сдвига в импульсное напряжение, длительность импульсов которого пропорциональна временному фазовому сдвигу, а период повторения - периоду исследуемых сигналов. Полученное импульсное напряжение нормируется по амплитуде и из него выделяется постоянная составляющая. Получаемое выходное напряжение пропорционально фазовому сдвигу. Недостаток данного фазометра обусловлен низким быстродействием изза невозможности измерения значений фазового сдвига для каждого периода напряжения. Цель изобретения - повышение быстродействия фазового сдвига. Указанная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий две апериодические RC-цепочки, два ключа, элемент сравнения, блок управления дополнительно введены интегратор. 39 преобразователь напряжение-код, второй элемент сравнения, третий ключ и третья апериодическая RC-цепочка, причем входы блока управления являются входами фазометра, а выходы под ключены к входам первого, второго ключей и интегратора, выходы интегра тора подключены к вторым входам первого и второго ключей, а выходы последних - к входам первой и второй апериодических RC-цепочек, которые своими выходами подключены к входам элементов сравнения, при этом выходы элементов сравнения подключены к вхо дам третьего ключа, выход которого подключен к входу третьей апериодической RC-цепочки, подключенной свои выходом к входу преобразователя напряжение-код, управляющий вход преобразователя подключён к выходу первого элемента сравнения. : На фиг. 1 показана структурная сх ма фазометра; на фиг. 2 дана временная диаграмма работы его узлов. фазометр содержит блок 1 управления, интегратор 2, первый.ключ 3, пе вую апериодическую цепочку , первый элемент 5 сравнения, второй ключ 6, вторую апериодическую цепочку 7, второй элемент 8 сравнения, третий ключ 9, третью апериодическую цепочку 10, преобразователь П напряжение код. Устройство работает следующим образом. Напряжения } и Urj, фазовь1Й сдвиг между которыми нужно измерить, поступают на вход блока 1 управления, который выделяет интервалы времени, равные периоду исследуемого напряжения Т и временному фазовому сдвигу ty. При переходе напряжения U через нулевое значение блок 1 управления запускает интегратор 2 и открывает ключи 3 и 6, причем ключ 3 - на время Т, а ключ 6 - на время t. Напряжение на выходе интегратора изменяется по закону и,1 и через открытые ключи 3 и 6 подается на вход апериодических цепочек k и 7. Апериодическая цепочка заряжа ется до напряжения так как ключ 3 открыт на время i. Апериодическая цепочка 7 заряжается до напряжения так как ключ 6 открывается на время t. 9 По окончании периода напряжения 1 ключи 3 и 6 подключают апериодические цепочки Л и 7 к цепям разряда, одновременно к выходу апериодической цепочки Ц подключается элемент сравнения 5 э к выходу апериодической цепочки 7 элемент 8 сравнения. При достижении напряжением апериодической цепочки 7 уровня срабатывания элемента 8 сравнения U сигнал , с выхода элемента 8 сравнения поступает на ключ Э, который подключает апериодическую цепочку 10, заряженную до напряжения U, пропорционального ЗбО, к цепям разряда, а сигнал с выхода элемента 5 сравнения поступает на ключ 9 при разряде апериодической цепочки k до уровня срабатывания элемента 5 сравнения DO и закрывает его, прекращая тем самым разряд апериодической цепочки 10. Одновременно сигнал элемента 5 сравнения запускает преобразователь 11 напряжение-код на преобразование напряжения апериодической цепочки 10, которое в этот момент времени пропорционально фазовому сдвигу, так как 4-Ц г где время разряда апериодической цепочки до уровня Up; постоянная времени разряда апериодической цепочки А; тД- - время разряда аперио0 дической цепочки 7 ;до уровня UQ; С - постоянная времени разряда апериодической цепочки 7; t. - постоянная времени разряда апериодической цепочки 10. Учитывая, что Уц. l,, а U , и подставляя значения t и t в выражение для , получаем аТх При равных постоянных времени разряда апериодических цепочек получаемТочность измерения определяется стабильностью постоянных времени ап риодических цепочек. Время измерения составляет два периода исследуемого сигнала. Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокими точностью и быстродействием и может быть испо зовано для измерения мгновенного зн чения фазового сдвига. , Формула изобретения Фазометр, содержащий две апериод ческие RC-цепочки, два ключа, элемент сравнения, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены интегратор, преобразователь напряжение-код, .второй элемент сравнения, третий ключ и третья апериодическая RC-цепочка, причем входы блока управления являются входами фазометра, а выходы, подключены к входам первого, второго ключей и интегратора, выходы интегратора подключены к вторым входам первого и второго ключей, а выходы последних - к входам первой и второй апериодических RC-цепочек, которые своими выходами подключены к входам элементов сравнения, при этом выходы элементов сравнения подключены к входам третьего ключа, выход которого подключен к входу третьей апериодической RC-цепочки, подключенной своим выходом к входу преобразователя напряжение-код, управляющий вход преобразователя подключен к выходу первого элемента сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 600А7, кл. G 01 R 25/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР И- А10028, кл. G 01 R 25/00, 1978.

i/f,2