Фазометр

Фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В.П. Гапченко, E.Е. Привалов, В.В. Халимо и H.À. Молодченко (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (5М) ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в энергетике и радиотехнике для измерения разности фаз двух переменных напряжений.

Известен фаэометр, содержащий генератор тактовых импульсов, формиро" ватель коротких импульсов, управляемый фазовращатель, интеграторы, нульорган, ключ, элементы совпадения, преобразователь время-код и цифровой отсчетный блок (13, 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, запомию нающие устройства напряжений, перекидной ключ, элемент сравнения, времяимпульсный преобразователь и усредняющее устройство (2 .

В фазометре осуществляется.преоб разование фазового сдвига в импульсное напряжение, длительность импуль" сов которого пропорциональна временному фазовому сдвигу, а период повторения - периоду исследуемых сигналов. Полученное импульсное напряжение нормируется по амплитуде и иэ 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 измерения фазового сдвига.

Укаэанная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий две апериодические RC-цепочки, два ключа, элемент сравнения, блок управления дополнительно введены интегратор, 10,О = ЗЬое

При равных постоянных времени разряда апериодических цепочек 4 =

= 71 = 1п пол чаем

3 95488 преобразователь напряжение-код, второй элемент сравнения, третий ключ и третья апериодическая RC-цепочка, причем входы блока управления являются входами фазометра, а выходы под- 5 ключены 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.

На фиг ° 1 показана структурная схема фазометра; на фиг. 2 дана временная диаграмма работы его узлов. фазометр содержит блок 1 управления, интегратор 2, первый. ключ 3, первую апериодическую цепочку 4, первый элемент 5 сравнения, второй ключ

6, вторую апериодическую цепочку 7, второй элемент 8 сравнения, третий ключ 9, третью апериодическую цепочку 10, преобразователь 11 напряжениеKOA.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения 0< и 0, фазовый сдвиг между которыми нужно измерить, поступают на вход блока 1 управления, который выделяет интервалы времени, равные периоду исследуемого напряжения Т и временному фазовому сдвигу

При переходе напряжения U„ через нулевое значение блок 1 управления запускает интегратор 2 и открывает ключи 3 и 6, причем ключ 3 - на время Тх, а ключ 6 - на время t) На45 пряжение на выходе интегратора изменяется по закону

UZ- =1с с и через открытые ключи 3 и 6 подается на вход апериодических цепочек 4 и 7. Апериодическая цепочка 4 заряжается до напряжения

0 =,Т„, так как ключ 3 открыт на время Т>, Апериодическая цепочка 7 заряжается до напряжения

Ul k%t) 1 так как ключ 6 открывается на время t .

9 ф

По окончании периода напряжения

О„ключи 3 и 6 подключают апериодические цепочки 4 и 7 к цепям разряда, одновременно к выходу апериодической цепочки 4 подключается элемент сравнения 5, а к выходу апериодической цепочки 7 - элемент 8 сравнения.

При достижении напряжением апериодической цепочки 7 уровня срабатывания элемента 8 сравнения Uq сигнал, с выхода элемента 8 сравнения поступает на ключ 9, который подключает апериодическую цепочку 10, заряженную до напряжения 0З, пропорционального 360, к цепям разряда, а сигнал с выхода элемента 5 сравнения поступает на ключ 9 при разряде апериодической цепочки 4 до уровня срабатывания элемента 5 сравнения 0о 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

t —

О., =ЗЬое

Uy где =Т 0п — - время разряда аперио0 дической цепочки 4 до уровня 0<, ,1 - постоянная времени разряда апериодической цепочки 4; t>=i>9n †..- время разряда аперио0

О дической цепочки 7 до уровня 0

- постоянная времени

1 разряда апериодической цепочки 7; С „ — постоянная времени разряда апериодической цепочки 10.

Учитывая, что О+ = k =

= К ах, и подставляя значения t< и

t> в выражение для 0<<, получаем

9548

Rn

1 Х

0 т О k Т рп Х

vp

Х

1< Т 2 Х оо

Формула изобретения

=Ъбо — = т

Точность измерения определяется стабильностью постоянных времени апериодических цепочек.

Время измерения составляет два периода исследуемого сигнала. 3$

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокими точностью и быстродействием и может быть использовано для измерения мгновенного значения фазового сдвига, о фазометр, содержащий две апериоди- 2j ческие RC-цепочки, . два ключа, элемент сравнения, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в

89 6 него дополнительно введены интегратор, преобразователь напряжение-код, второй элемент ср а внения, трети ключ и третья апериодическая RC-qeпочка, 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 и 600474, кл. G О1 R 25/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 610028, кл. G 01 R 25/00, 1978.

954889

Рйг 8

Тираж 717 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д- 4/5

Заказ 6425/45

Ю» Ю ЮЮ Ю Ю Ю Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Афанасьев

Редактор А. Маковская Техред В.КастелевИч Корректор r Огар