Прямоугольно-координатный компенсатор переменного тока

Прямоугольно-координатный компенсатор переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 131830

Класс 21е, 32 ссср

- БИ Ь. .,"): А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Ло 95

Ю. А. Скрипник

ПРЯМОУГОЛЬНО-КООРДИНАТНЫЙ КОМПЕНСАТОР

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Заявлено 23 ноября 1959 г. за № 644830/24 в Комитет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 18 за 1960 г.

Для измерений комплексных напряжений (токов) в диапазоне повышенных частот используются прямоугольно-координатные компенсаторы с регулируемой рабочей частотой. Однако известные схемы компенсаторов с раздельной компенсацией составляющих измеряемого напряжения при помощи двух компенсирующих переменных напряжений, сдвинутых между собой на 90 по фазе с помощью квадратурного электронного преобразователя, не обеспечивают достаточно точного равенства амплитуд двух выходных напряжений и 90 -ного сдвига фаз между ними во всем диапазоне звуковых частот.

С целью обеспечения точного поддержания 90 -ного сдвига по фазе между рабочими токами компенсатора, предлагается в выходную цепочку одной из ламп указанного квадратурного преобразователя включить конденсатор переменной емкости, ось которого связана с валом р=версивного двигателя, включенного на выходе электронной усилительной схемы, на сетку одной из двух входных ламп которой подано одно из находящихся в квадратуре напряжений, а на сетку второй — друго напряжение через переключатель„периодически изменяющий на 180 направление этого напряжения.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого прямоугольно-координатного компенсатора переменного тока приведена ниже.

Напряжение от генератора i с регулируемой частотой и амплитудой через симметрирующий трансформатор Тр-1 подается на квадратурный преобразователь, собранный на двух лампах Л, и Л " по извесз ной схеме логарифмического преобразования фазы входного напряжения.

Разность фаз выходных напряжений этого преобразователя, подаваемых через соответствующие цепочки RC и R C на вход двухканального усилителя У-1 и У-2, при отсутствии дополнительной коррекции равна № 131830

90 +0,5 †: 1* в диапазоне 500 †50 гц, что конечно, недостаточно для измерительного компенсатора.

С целью автоматической подстройки 90 -ного сдвига между выходными напряжениями при изменении рабочей частоты, в выходную цепочку лампы Л, включен конденсатор переменной емкости С, ротор которого через редуктор связан с валом двухфазного реверсивного двигателя РД-1. Для автоматического уравнивания амплитуд выходных напряжений преобразователя часть сопротивления R выходной цепочки лампы Л," выполнена в виде реохорда, движок которого через редуктор связан с валом второго двухфазного реверсивного двигателя РД-2. Управление двигателей осуществляется через фазочувствительный ФУ и соответственно через дифференциальный фазонечувствительный ФДУ усилители, подключенные к симметричным выходам двухканального усилителя У-1 и У-2.

Фазочувствительный усилитель ФУ, который должен обеспечивать точность отработки угла рассогласования порядка одной угловой минуты в широком диапазоне частот, работает на модуляционном принципе преобразования угла рассогласования в управляющее напряжение

На входную лампу Л, (двойной триод) фазочувствительного усилителя ФУ подается одно напряжение с выхода усилительного канала

У-1 (точнее половина выходного. напряжения относительно «земли») и второе напряжение с выхода усилительного канала У-2 через автоматический переключатель АП-1. При непрерывной работе переключателя с инфразвуковой частотой выходное напряжение канала У-2 периодически изменяется по фазе на 180, и выходное напряжение каскада, снимаемое с катодной нагрузки лампы Л2, при наличии угла рассогласования оказывается промодулированным по амплитуде по прямоугольной огибающей с частотой переключений. Модулированное напряжение поступает на амплитудный детектор Д-1, выделяющий инфранизкочастотную огибающую. Это напряжение, пропорциональное углу рассогласования, усиливается селективным усилителем СУ-1 и через трансформатор Тр-2 поступает на второй автоматический переключатель АП-2, работающий синхронно с переключателем АП-1.

Вследствие синхронной работы второго переключателя переменное напряжение рассогласования выпрямляется и подается на вход дифференциального магнитного усилителя ДМУ-1, на выход которого, вклю чена управляющая обмотка реверсивного двигателя РД-1. Последний изменяет емкость конденсатора, С, а следовательно, фазовый угол одного из напряжений преобразователя. Переходный процесс длится до те,с пор, пока не установится точно 90 -ный фазовый сдвиг между выходными напряжениями, двухканального (координатного) усилителя. Hp t этом в выходном напряжении фазочувствительного каскада исчезает инфранизкочастотная огибающая и астатическая система регулирования- приходит в устойчивое состояние. При изменении знака угла рассогласования фаза модулирующего напряжения изменяется на 180, в результате чего обеспечивается реверсирование двигателя. Поэтому схема автоматической подстройки 90 -ного сдвига фаз надежно, работает в широком диапазоне частот при любом, знаке угла рассогласо; вания.

На входную лампу Л фазонечувствительного дифференциального усилителя ФДУ через третий автоматический переключатель АП-3 подаются поочередно оба квадратурных напряжения (точнее половины этих напряжений). При неравенстве этих напряжении по амплитуде с катодной нагрузки лампы, Л снимается напряжение, модулированное по амплитуде с частотой переключении. № 131830

Модулированное напряжение подается на детектор Д-2, выделяющий инфранизкочастотное напряжение, пропорциональное разности амплитуд сравниваемых напряжений независимо от их фазовых углов. Выделенное напряжение селективно усиливается усилителем СУ-2 и через трансформатор Тр-3 подается на четвертый автоматический переключатель АП-4, работающий синхронно с остальными. Выпрямленное напряжение, пропорциональное разности амплитуд квадратурных напряжений, подается на дифференциальный магнитный усилитель Д ИУ-2, преобразующий постоянное управляющее напряжение в переменное (50 гц).

К выходу усилителя ЯМУ-2 подключена управляющая обмотка реверсивного двигателя РД-2, вал которого связан с движком реохорда Я канала У-1 и происходит уравнивание амплитуд квадратурных напряжений. При равенстве этих напряжений на вход лампы Л-. поочередно подаются равные напряжения, а поэтому в напряжении, подаваемом на детектор, отсутствует низкочастотная огибающая, а следовательно, отсутствует сигнал на управляющей обмотке двигателя. При изменении знака разности сравниваемых напряжений, также вследствие синхронной работы выпрямляющего переключателя АП-4, изменяется полярность выпрямленного напряжения на обратную. В результате этого происходит реверсирование двигателя РД-2 и астатическая система регулирования приходит в устойчивое состояние при точном равенстве амплитуд сравниваемых напряжений.

Равные по амплитуде и сдвинутые на 90= напряжения через согласующие трансформаторы Тр-4 и Тр-5 питают координатные цепи с компенсирующими сопротивления R, и R>.

Величина рабочего тока устанавливается по одному термомиллиамперметру Т путем изменения выходного напряжения генератора Г, поскольку токи при равенстве сопротивлений (R> = Rz), автоматическ,r псддерживаются равными во всем частотном диапазоне. Определение модуля и фазы измеряемого напряжения U,. осуществляется с помощью нуль-индикатора НИ путем уравновешивания по обеим координатам.

При наличии автоматической подстройки сдвига фаз и автоматического уравнивания амплитуд рабочих токов (напряженпй) возможно осуществление точного компенсатора, работающего в диапазоне от 50 до 10000 гц. В принципе возможно расширение частотного диапазона до

100000 гц и выше.

Предмет изобретения

Прямоугольно-координатный компенсатор переменного тока с раздельной компенсацией составляющих измеряемого напряжения при помощи двух компенсирующих переменных напряжений, сдвинутых между собой на 90 по фазе с помощью квадратурного электронного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью точного поддержан.гя

90 -ного сдвига по фазе между рабочими токами компенсатора, в нем применен включенный и выходную цепочку одной из ламп квадратурного преобразователя конденсатор переменной емкости, ось которогэ связана с валом реверсивного двигателя, включенного на выходе электронной усилительной схемы, на сетку одной из двух входных ламп которой подано одно из находящихся в квадратуре напряжений, а на сетку второй — другое напряжение через переключатель, периодически изменяющий на 180 направления этого. напряжения; № 131830

Редактор О. Д. Ус

Текред Л. А. Кудрявицкая

Корректор Л. Е. Чекуиова

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Петровка, 14.

Поди. к печ. 24.XI-60 г. Формат бум. 70Х!08 /is Объем 0,34 п. л.

3 а к с!667 Тираж 1050 Цена 50 коп.; с 1.1-61 г. — 5 коп.

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6