Устройство для автоматической регистрации и измерения фазовых углов

Устройство для автоматической регистрации и измерения фазовых углов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

X 686ж

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано е Бюро изобретений Гос лане СССР

E. и. Щеголев

Устройство для автоматической регистрации и измерения фазовых углов

Заявлено 12 мая 1941 года в Главное управление северного морского пути прн СНК СССР за № 1б02 (343451) Опубликовано 30 июня 1947 года

Настоящее изобретение относится к автоматическим фазорегистрирующим устройствам, позволяющим осуществлять автоматическую запись и измерение непрерывно изменяющихся фазовых углов двух колебаний с рациональным отношением частот. Такого рода устройства должны в значительной мере упростить эксплоатацию радиодальномеров, основанных на измерении углов сдвига фаз колебаний с рациональным отношением частот.

В существующих устройствах определение фазовых углов и их изменений осуществляется посредством фигур Лиссажу, получаемых на экране катодного осциллографа. Значения начального и конечного фазовых углов вычисляются из геометрических соотношений, имеющих место в фигуре Лиссажу, счет же числа циклов изменения фазового угла производится визуально наблюдателем по изменениям этих же фигур.

Для измерения фазовых углов уже известно использование эффекта, получающегося в результате сравнения (путем вычитания) токов или напряженин двух нелинеиных систем (проводников), обладающих достаточно близкими характеристиками и находящихся под действием сравниваемых по фазе колебаний. При этом по крайней мере одно из колебаний предварительно пропускают через устройство с двумя цепями (каналами), в которых эти проходящие колебания приводятся к противофазе.

Согласно настоящему изооретению используется комбинация таких устройств для осуществления непрерывной индикации и записи изменяющихся фазовых углов с учетом направления их изменения. При этом схемы указанных устройств осуществлены таким образом, что фазовые углы, при которых происходит переход токов или напряжений в их выходных цепях через нуль или иное определенное значение, отличаются в каждой схеме на величину, равную определенной части целого цикла изменения разности фаз.

На фиг. изображена блок-схема основного элемента предлагаемого устройства, на фиг. 2 — диаграмма, поясняющая его работу, на фиг. 3—

iоп

X 68658 одна из форм выполнения предлагаемого устройства.

В представленной на фиг. 1 блоксхеме цифрой 7 обозначен фазовый трансформатор †приспособлен, осуществляющее разделение поступающих в него колебаний на два канала с соответствующим сдвигом фаз, 2 и

3 — два нелинейных сопротивления, величины токов в которых зависят от разности фаз действующих на них колебаний, 4 — любое приспособление для получения разностного эффекта, например, диференциальное реле или иной соответствующий механизм.

Если колебания подаются на нелинейные сопротивления 2 и 3 в противофазе, то токи через эти сопротивления можно представить, например, в виде кривых i u i. (фиг. 2). Разность между токами будет иметь различный знак на участках

g — <р" и y" — у" . В точках <р, у" и у", соответствующих совершенно определенным фазовым углам, знак разности токов А1 (или напряжений АУ вЂ” в зависимости от применяемой схемы) изменяется.

Положение этих точек определяется только фазовым углом. Все факторы, кроме разности фаз, являются несущественными.

Согласно изобретению, для осуществления счетчика фазовых углов, учитывающего направление их изменения, предлагается применить комбинацию из двух устройств, построенных по схеме фиг. 1 с фазовыми трансформаторами 1, сдвигающими фазу на разные углы. Схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 3.

Рассмотрим принцип действия этой схемы. Предположим, что сравниваемые по фазе колебания действуют одновременно на устройства 5 и б, причем последнее отличается от первого только моментом срабатывания реле. Сдвиг по фазе между этими моментами равен приблизительно четверти фазового цикла. Два реле— одно, управляемое устройством 5, и второе, управляемое устройством б,— позволяют применять возвратный механизм любой из известных коп1бо струкций, применимых в данном случае.

Комбинация двух (или нескольких) устройств, каждое из которых состоит из узлов 1, 2, 3 и 4, показанных на фиг. 3, позволяет осуществить следящую систему с непрерывным перемещением индикатора, положение которого определяется разностью фаз колебаний м, и со,. Узлы 2 и 3 могут быть выполнены, как схематически показано на чертеже, в виде многоэлектронных ламп, к катодам которых подводятся проводники К схемы. Буквой А обозначен положительный полюс источника питания.

Как следует из вышесказанного, в цепях устройств, осуществляемых по схеме фиг. 1, отсутствуют колебательные контуры или цепи с самоиндукциями или емкостями. Поэтому действие предлагаемого устройства для измерения и регистрации разности фаз принципиально не зависит от частоты колебаний (при сохранении определенного отношения частот).

Устройство, кроме применения его для измерения фазовых изменений, может быть использовано так же и для точного измерения малых разностей частот двух колебаний, если частоты этих колебаний отличаются от рационального отношения на небольшую величину. В этом случае вследствие непрерывного периодического изменения разности фаз между колебаниями будет происходить также периодическое изменение разности напряжений или токов в части

4 устройства, выполненного по схеме фиг. 1.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической регистрации и измерения фазовых углов двух колебаний с рациональным отношением частот, в котором для регистрации или измерения фазовых углов используется разность постоянных или переменных составляющих токов или напряжений в цепях схем с нелинейными сопротивлениями, находящимися под действием этих колебаний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью получения непрерывной ин№ 68658

Фиг. 1

Фиг. 2

1 с

Фиг. 3

Редактор П. П. Гурьянов

161

Отв. редактор М. М. Акишин

11 Свод в. 6.

Замеченнан опечатка: на стр. 2, прав. колонка, строка 13 сн., напечатано „иногоэлектроннык", счедует читать „иногоэлектродных".

Свод в. 6. дикации изменения фазового угла применен ряд однотипных схем, осуществленных таким образом, что фазовые углы, при которых происходит переход токов или напряжений в их выходных цепях через нуль или иное определенное значение, отличаются в каждой схеме на величину, равную определенной части целого цикла разности фаз.