Компенсационный фазометр

Компенсационный фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскиа

Соцмалисткческик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 736018 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 04.04.77 (21) 2471748/18-2 1 (ь()м. кл. с.с 01R 25/00 с присоединением заявки Хо

Государстввииый комитет (23) Приоритет ао йеоам изобретений и открытий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень Ке 19

Дата опубликования описания 28.05,80 (53) УДК 621, .3 17.77 (088.8) В. И. Ведерников, E. Н. Кисин, E. Q. Клюев, В. Л. Похваленский и В. В. Савостьянов (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина авиационный институт имени Серго Орджоникидзе (7I) Заявитель (54) КОМ ПЕНСАЦИО ННЫЙ ФАЗОЮ ЕТР

Изобретение относится к эпектричес-! ким измерениям и испытаниям и может быть использовано при создании фазоизмеритепьной техники.

Известен фазометр, использующий компенсационный способ измерения разно- сти фаэ между двумя переменными напряжениями, содержащий фазовращатель делитель напряжения, усилитель,фазочувствительный детектор, азосдвигающую

30 цепь и нуль-индикатор 11

Активное участие оператора в про цессе измерения ограничивает быстродействие и потенциально высокие точностные возможности данного устройства.

Известен также компенсационный фазометр, содержащий канал подстройки фазы и канал подстройки амплитуды, имеющий каждый два входа и один выход, сумматор, выход которого соединен с первыми входами обоих каналов подстройки, фаэоврашатель, первый вход которого связан с первым источником входного сигнала, а второй — с выходом канала под2 стройки, фазы, аттенюатор, первый вход которого подсоединен к первому выходу фазовращателя, второй вход — к выходу канала подстройки амплитуды, а выход— ко входу сумматора и индикатор, подключенный к выходу канала подстройки фазы, причем каждый канал подстройки содержит интегратор, выход которого является выходом указанного канала. Кроме того, он включает в себя фазосдвигающую цепь. через которую ко второму входу канала подстройки фазы подключен первый выход фазоврашателя, соединенный также со вторым входом канала подстройки амплитуды, а каждый канал подстройки содержит последовательно соединенные фазочувствительный элемент, входы которого являются входами канала подстройки, и нуль-индикатор, выход которого соединен со входом интегратора, причем вторым входом фазометра является второй: вход сумматора. Каналы подстройки фазы фазовращателя и коэффициента передачи аттенюатора выполнены в виде сложных релейных систем автоматического регулирования, включающих в себя четыре самостоятельные устройства: фазочувствительный элемент, нуль-индикатор, управляю» щую цепь и интегратор $2)

К недостаткам известного устройства следует отнести необходимость предварительной оценки амплитуд синусоидальных сигналов с целью выявления сигнала с большей амплитудой, так как именно его надлежит подключать ко входу фазометра связанному через фазовращатель с аттенюатором (в противном случае фазометр теряет работоспособность). Кроме неудобств в работе, это обстоятельство является естественной причиной увеличения времени измерения. Быстродействие и точностные возможности известного устройства ограничены также вследствии"использования репейных законов подстройки.

11ель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений.

Указанная цель достигается за счет того, что в компенсационный фазометр, содержащий канал подстройки фазы и канал подстройки амплитуды, имеющий каждый два входа и один выход, сумматор, выход ксторого соединен с первыми входами обоих каналов подстройки, фазовращатель, первый вход которого связан с первым источником входного сигнала, а второй - с выходом канала подстройки фазы, аттенюатор, первый вход которого подсоединен к первому выходу фазоврашателя, второй вход - к выходу канала подстройки амплитуды, а выход — ко входу сумматора и индикатор, подключенный к выходу канала подстройки фазы, причем каждый канал подстройки содержит интегратор, выход которого является вы.ходом указанного канала, введены вто,рой аттенюатор, первый вход которого соединен со вторым источником входного сигнала, второй axon — с выходом канала подстройки амплитуды, а выход — со вторым входом первого сумматора, Вто» рой сумматор, один из входов которого подключен к первому. входу второго аттеиюатора, а второй — к первому выходу фазоврашателя, вторые входы каналов подстройки фазы и амплитуды соединены соответственно со вторым выходом фазоврашателя и с выходом второго сумматора, прн этом каждый из каналов подстройки содержит множитель, выход которого подсоединен ко входу интегратора, à входы являются входами каналов подстройки.

На чертеже представлена схема компенсационного фазометра.

01&,4

Оп содержит фазовращатель 1, сумматоры 2, 3, аттенюаторы 4, 5, мно жители 6, 7, интеграторь! 8, 9 и ицдикатор 10. Последовательно соединенные множитель 6 и интегратор 8 образуют канал 1 1 подстройки амплитуды, а последовательно соединенные множитель 7 и интегратор 9 — канал 12 подстройки фазы, причем входы множителей являют10 ся входами, а выходы интеграторов— выходами каналов подстройки. Входами фазометра являются соединенные между собой вход сумматора 2 и вход аттенюатора 4, выход которого подключен ко вхо ду сумматора 3, и первый вход фазоврашателя 1, первый выход которого соединен с другим входом сумматора 2 и через аттенюатор 5 — с другим входом сумматора 3, подключенного своим выходом к первым входам канала 11 подстройки амплитуды и канала 12 подстройки фазы, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами аттенюаторов 4, 5 и вторым входом фазовращателя 1, а вторые входы которых— соответственно с выходом сумматора 2 и со вторым выходом фазоврашателя 1.

Под действием управляющего сигнала с выхода интегратора 8 коэффициенты ггередачи аттенюаторов 4 и 5 изменяются в противоположные стороны от равных друг другу начальных значений К,, Для определенности положим кгк +ю, (1)

К =К-дК, где K К вЂ” коэффициенты передачи сог ответственно аттещоатора

5 и атте нюато ра 4;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, выбранный из условия л и

Ко+ „ 4 i "о .х"

При подаче на входы фазометра сину

45 соидальных сигналов

Х,= Asintwt+6 ), Х =К sin tw tiM<) где А„,A ß„t4 -их амплитуды и фазы на выходе сумматора 3 возникает ошибка компенсации (невязка), равная

K. = u etna% асов t, (3)

U = A (К + КК ) cos(N„+ Q)-A (К -Ь К)соэМ 9= А (g+4, )s п(М+ 91-A (К -P,g)s t Ч

55 — сигнал с выхода интегратора

9 изменяющий с помощью фазо вращ ателя 1 фазу с игнал а Х на ту же величину Х.

73601 & 6 н- В описанном компенсационном фаэометре средняя скорость интегрирования пропорциональна текущему сдвигу фаэ синусопдальных сигналов, то есть, система автоматической подстройки каждого из каналов является нерелейной. В силу этого, быстродействие и точностные возможности предложенпого устройства выше, нежели у прстотипа. Кроме того, исключео 1О ние предварительной оценки амплитуд синусоидальных сигналов также уменьшает потребное для измерений время.

Условие полной компенсации (тождестве ное равенство нулю невязки f ) выпол няется при вполне определенных значел пнях сигналов A и 4,,равных,как это следует из (.3) (43 (A + К„1 то есть в этом случае сигнал Ч на втором входе фаэовращателя 1 численн равен измеряемому сдвигу фаэ Ю=Ч -Ч, 4 двух синусоидальных сигналов.

Автоматическая подстройка сигналов л

А и 4 до нужных в соответствии с (4) значений осуществляется на основании !5 градиентного метода с использованием

2. квадратичного критерия ошибки Q= E ..

Согласно этому методу скорости А и .Р

\ л настраиваемых сигналов А и определяются в виде 20 й=-% —.-лф„ью(ы ю, й1+к sin(wttwf), Я Д Q A qo (+< yg) ®

Э9 где % - постоянный коэффициент,h 2%К, (о+ < Алгоритмы подстройки (5) остаются работоспособными также в случае, если коэффициент Л принять 0 постоянным, равным Х = — 2 Ко .

Таким образом, сигнал р на управляющих входах аттенюаторов 4 и 5 должен подстраиваться в соответствии с результатом интегрирования произведения невязки Я с выхода сумматора 3 на сумму иэ синусоидального сигнала )(и сигнала с первого выхода фаэовращателя

1, а сигнал М на управляющем входе фаэовращателя 1 — a соответствии с результатом интегрирования произведения невязки на сигнал со второго выхода фазовращателя 1, фаза колебаний ко торого опережает фазу колебаний на пер- 45 вом вь)ходе на угол

По мере подстройки сигналов 1 я к нужным значениям, определяемым равенствами (4), амплитуда невязки .Е, и средние скорости подстройки t и М уменьшаются вцпоть до нуля. В момент полной компенсации невязка F тождественно обращается в нуль, сигналы с выходов множителей 6 и 7 также становятся равными нулю и процесс иитегрироЯ вания на этом заканчивается. Индикатор

10 эафчксирует при этом искомую раэрость фаз М= 9<- ??„. ????????????.= изобретения

Компенсационный фазометр, содержащий канал подстройки фазы и канал подстройки амплитуды, имеющий каждый два

- входа и один вь ход,сумматор, выход которого соединен с первыми входами обоих

KQHBIIoB подстройки, фаэовращатель, первый вход которого связан с первым источником входного сигнала, а второй— с выходом канале подстройки фазы, аттенюатор, первый вход которого подсоединен к первому выходу фазовращателя второй вход — к выходу канала подстройки амплитуды, а выход — ко входу сумматора и индикатор, подключенныи к выходу канала подстройки. фазы, причем каждый канал подстройки содержит интегратор, выход которого является выходом указанного канала, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения в .него введены второй аттенюатор, первый вход которого соединен со: вторым источником входного сигнала, второй axon— с выходом канала подстройки амплитуды г а выход — со вторым входом первого сумматора, второй сумматор, один из входов которого подключен к первому вхоQy второго еттенюаторе, а второй — к первому выходу фазовращетеля, вторые входы каналов подстройки фазы и амплитуды соединены соответственно со вторым выходом фаэоврашателя и с выходом второго сумматора, при этом каждый из каналов подстройки содержит множитель! выход которого подсоединен ко входу интегратора, а входы являются входами каналов подстройки.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 165827, кл. (> 01 Р 25/04, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Y. 252471, кл. („Ol К 25/04, 1970.

Составитель А. Старостина

Редактор Н. Катаманина Техред Я. Бирчак Корректор М. Вигула

Заказ 2419/37 Техреж 1019 Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4