Следящий фазометр (его варианты)

(71) Ленинградскиилитбхнический ин л И ордена Ленинаитут им. И.И,К о- иифференциатора, ревер ен с выход ивный счет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ст алнина(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2926058718-21,кл, С 01 К 25/00, 1980,2, Патент США И 0157500,кл. 32 М 83, 1979.:Ы 7) 1.Следящий Фазометр, содержащий.основной фазометр с диапазоном измерейия 0-360 ф, дифференциатор, амплитудный селектор, вход которюго соедик, входы которого соедииены с соответствующими выходами ам".плитудного селектора, аналого-цифровой преобразователь, блок индикации,входы которого соединены с выходамианалого-цифрового преобразователя ивыходами реверсивного счетчика, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены дополнительный Фазометр, коммутатор, входы которого соединены с выходамифазометров, компенсатор, входы которого соединены свыходами коммутатора, блок слежения,входы которого соединены соответственно с входами фазометров ивыходом компенсатора, а выходы соеди" риены с управляющими входами коммутато фра и компенсатора, причем входы дифференциатора и аналого-цифрового гГреоб-разователя соединены с выходом компейф Ссатора.13 1029ни, а управляющий вход счетчика 45соединен с выходом 16 блока;12 слежения; преобразователь 46 кода, входыкоторого соединены с выходами дополнительного счетчика 45, а управляющий вход соединен с выходом 17блока 12 слежения; сумматор 47, входы которого соединены с выходамисчетчика 44, преобразователя 46 кодови реверсивного счетчика 11, а выходы Юсумматора 47 подключены ко входам,блока индикации 8,Блок 41 ограничения измерительноного времени ( Фиг.5 ) содержит генератор 48 счетных импульсов; элемент 1549 совпадения, первый вход которойсоединен с выходом генератора 48;делитель 50 частоты, вход которогосоединен с выходом элемента 49 совпадения; триггер 51, вход которогосоединен с выходом элемента 49 совпа.дения, триггер 51, вход которогосоединен с выходом делителя 50 частоты, а выход соединен со вторымвходом элемента 49 совпадения; второй триггер 52, вход которого соединен с выходом элемента 49 совпадения,два формирователя 53 и 54 квантующихимпульсов, входы которых соединены свыходами второго триггера 52, а врходы Формирователей являются вьродами 42 и 43 схемы 41 ограничения измерительного времени.Квантователь 40 ( фиг.6) содержитдва элемента И 55 и 56, первые входыкоторых соединены соответственно с35выходами 4 и 5 коммутатора 6, а вторые входы - с выходами 42 и 43 схемы41 ограничения измерительного времени,элемент ИЛИ 57, входы которого соедине-,40ны с выходами элементов И 55 и 56, а выход является выходом квантователя 40.Структурная схема следящего фазометра фиг.7, и 5 формулы изобретения )содержит основной Фазометр 1,. дополнительный Фазометр 2, входы которого4соединены со входами основного фазометра 1, коммутатор 3, входы которогосоединены с выходами основного и дополнительного фазометров 1 и 2,выходы 4 и 5 коммутатора 3, компенсатор6, входы которого соединены с выходами 4 и 5 коммутатора 3; аналого-циф,ровой преобразователь 7, вход которого соединен с выходом компенсатораЬ; блок 8 индикации 8; реверсивный;счетчик 11, выходы которого соединены со входами блока индикации 8;причем выходы аналого-цифрового. 095 14преобразователя 7 соединены со входами блока 8 блок 12 слежения, входкоторого соединен с выходом компенсатора 6 выход 15 блока 12 слеже:ния соединен с управляющим входомкоммутатрра 3, выходы 16-и 17 блока12 слежения соединены соответственно с управляющими входами компенсатора 6, .выходы 58 и 59 блока 12 слежения соединены с соответствующимивходами реверсивного счетчика 11,Блок 12 слежения фиг,8 , п.Ь Формулы изобретения ) содержит четырекомпенсатора 60, 61, 62 и 63, дваинвертора 64 и 651 блок 66 первоначальной установки, четыре Формирователя 67, 68, 69 и 70 импульсов; дваэлемента ИЛИ 71 и 73 триггер 72;элемент И 74; четыре напряжения устадЧ ЪЧ Чо Мовоко, О, в и о первый вход2 ф 2 ф 2 2первого компаратора 60 соединен систочником 5 Ч /2, а второй вход -со входом 18 блока 12 слежения.Первый вход второго компаратора 61 соединен с источником 3 ЧО/2, а второйвход - со входом 18 блока 12 слежения,.Первый вход третьего компаратора 62соединен со входом 18 блока 12 слежения, а второй вход - с источникомЧ /2, Первый вход четвертого компа ратора 63 соединен со входом 18 блока12 слежения, а второй вход - с источником -Ч /2, Выходы первого ичетвертого компараторов 60 и 63 соединены с входами первого элементаИЛИ 71 и выходами 58 и 59 блока 12слежения. Выходы блока 66 первоначалной установки соединены со входомэлемента ИЛИ 71 и входами стробирования компаратороа 60, 61, 62 и 63Выход второго компаратора 61 соединен с входами первого инвертора 64,второго формирователя импульсов 68 ипервым входом элемента И 74,Выход третьего компаратора 62 соединен со входами второго инвертора 65и входом четвертого Формирователя 70импульсов. Вход первого Формирователя67 импульсов соединен с выходом первого инвертора 64, а выход первого формирователя 67 - оо входом первого элемента ИЛИ 71, Вход третьего формирователя 69 импульсов соединен с выходомвторого инвертора 65 и вторым входомэлемента И 74, а выход третьего формирователя 69 соединен со входом первого элемента ИЛИ 71. Выходы второгои четвертого Формирсвателей 68 и 7015 1029 соединены со входами второго элемента ИЛИ 73, а выход элемента ИЛИ 73 соери нен со входом установки в "0" триггера 72 Выход первого элемента ИЛИ 71 соединен со входом установки в "единицу" триггера 72. Выходы триггера 72 соединены соответственно с управляющими выходами 15 и 16 блока слежения. Выход элемента И 74 является управляющим выходом 17 10 блока 12 слежения.Следящий. Фазометр (фиг.9, п.7 формулы изобретения ) содержит основной фазометр 1; дополнительный Фазометр 2, входы которого соединены со входами основного фазометра 1, коммутатор 3, входы которого соединены с. выходами фазометров 1 и 2; выходы 4 и 5 коммутатора 3;компенсатор 6, входы которого соединены с выходами 4 и 5 коммутатора 3; блок индикации 8, реверсивный счетчик 11, блок 12 слежения, вход 18 которого соединен с выходом компенсатора 6, выход 15 блока 12 слежения соединен с управляющим входом коммутатора 3; выходы 16 и 17 блока 12 слежения соединены соответственно с управляющими входами компенсатора 6, кван тоеатель 40, входы которого соединены с выходами 4 и 5 коммутатора 3; блока 41 ограничения измерительного времени, выходы 42 и 43 которого сое. динены с квантующими зходами кеантователя 40 дополнительный счетчик 45, вход которого соединен с выходом 43 блока 41 ограничения измерительного времени, а управляющий вход дополнительного счетчика соединен с выходом 16 блока 12 слежения, преобразователь 46 кода, входы которого соединены с выходами счетчика 45, а управляющий вход соединен с выходом 17 блока 12 слежения, сумматор 47, входы которого. соединены с выходами счетчика 44, преобразователя кодов 46 и реверсив ного счетчика 47, а выходы сумматора соединены со входами блока индикации 8; выходы 58 и 59 блока 12 слежения соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика.50Структурная схема следящего фазо-метра (фиг,10, п.8 формулы изобретения ) содержит основной фазометр 1 дополнительный Фазометр 2, входы ко. торого соединены со входами основного фазометра 1, коммутатор 3, входы которого соединены с .выходами фазометров 1 и 2; выходы 4 и 5 коммута 095 16 тора 3; компенсатор 6, входы которогосоединены с выходами 4 и 5 коммутатора 3; аналого-циФровой преобразователь 7, вход которого соедйнен свыходом компенсатора .6; блок индика-,ции 8, входы которого соединены свыходами аналого-цифрового преобразователя 7 блок 12 слежения, входкоторого соединен с выходом компенсатора 6; выход 15 блока 12 слежения,соединен с управляющим входом ком;мутатора 3; выход 75 блока 12 слежения соединен с компенсирующим входом . компенсатора 6.Компенсатор 6 (фиг.11, п.9 Фоомулы изобретения ) содержит первый нормализатор 76, вход которого соединен с источником опорного напряжения Ч , аоуправляющий вход - с выходом 4 коммутатора 3, второй нормализатор 77,вход которого соединен с источником опорного напряжения Чд,. а управляющий вход -,с выходом 5 компаратора 31 аналоговый сумматор 78, входы кото-рого соединены с выходами нормализаторов 76 и 77 и компенсирующим выходом 75 блока 12 слежения, Фильтр 79, вход которого соединен с выходом аналогового сумматора 78, а выход является выходом компенсатора 6.Блок 12 слежения (фиг. 12, п.10 Формулы изобретения ) содержит шесть компараторов 80, 81, 82, 83, 84 и 85, первые входы первого второго и третьего компараторов (80, 81 и 82) и вторые входы четвертого, пятого и шестого компараторов (83, 84 и 85 ) соединены соответственно с уставками напряжений +7 Ч/2; +5 Ч, /2; +3 НО/2;. +Ч /2; -Ч /2 и -3 Чо/2, вторые входы первого, второго и третьего компараторов (80, 81, 82) и первые входы четвертого, пятого и шестого компараторов (83, 84, 85 ) соединены со входом 18 блока 12; шесть инверторов 86, 87, 88, 89, 90 и 91, входы которых соединены с выходами соответ. ствующих компараторов 80, 81, 82, 83, 84 и 85; пять элементов И 92, 93, 94, 95 и 96; элемент ИЛИ 100, входы которого соединены с выходами первого, третьего и пятого элементов И 92, 94 и 96, . а выход элемента ИЛИ 100 является управляющим выходом 15 блока 12 слежения, шесть ключей 97, 98, 99, Я 1, 102 и 103,. входы которых соединены соответственно с компенсирующи-. ми источниками напряжения 3 Ч ; 2 Ч; Чо Чо Чоп 3 Чо а выходь ключе".17 1029097, 98, 99, 101, 102 и 103 объединеныс выходом 75 блока 12; управляющийвход первого ключа 97 соединен с выходом первого компаратора 80; управляющий вход второго ключа 98 соединен с выходом первого элемента И 92;управляющий вход третьего ключа 99соединен с выходом второго элемента.И 93 управляющий вход четвертогоключа 101 соединен с выходом четвер.того элемента И 95; управляющий входпятого клюца соединен с выходом пятого элемента И 96; управляющий входшестого ключа соединен с выходом шестого компаратора 85; первый вход первого элемента И 92 соединен с выходом,второго компаратора 81, а второйвход -с выходом первого инвертора 86;первый вход второго элемента И 93соединен с выходом второго инвертора87, а второй вход - с выходом треть-.его компаратора; первый вход третьегоэлемента И 91 с выходом третьего инвертора 88, а второй вход - с выхо-.дом четвертого инвертора 89 первый 25вход четвертого элемента .И 95 соединен с выходом четвертого компаратора83, а второй вход - с выходом пятогоинвертора 90; первый вход пятого элемента И соединен с выходом пятого компаратора БМ, а второй вход - свыходом шестого инвертора 91,Слецящий Фазометр, структурнаясхема которого приведена на фиг. 1,работает следующим образом.При включении коммутатор 3 подключает к входам компенсатора 6выходы основного фазометра 1. Далее, в зависимости от области изменения фазового сдвига, блок 12 слежения осуществляет управление ком 40мутатором 3 и компенсатором 6, фазовая характеристика основного Фазометра 1, фазовые интервалы которогообразованы одноименными нуль-переходами, представляет собой пилообраз 45ную кривую, которая имеет разрывы вточках + 2 У 1 М, Фазовая характеристикадополнительного фазометра 2,фазовыеинтервалы которого образованы разноименными нуль-переходами, смещенаОтносительно фазовой характеристикиосновного фазометра 1 на У и имеетразрывы в точках +У (21+1).Компенсатор 6 (фиг.3 ) осуществляет нормирование по амплитуде импульс кых сигналов, поступающих с выходовкоммутатора 3, сглаживание нормализованных сигналов и вводит компенсирую. 95 18щее напряжение при переходе от работы с основным фазометром 1 к работе с дополнительным фазометром 2, в Соответствии с управляющими сигналами, вырабатываемыми блоком 12 слежения. Напряжение нормализации Чо . Напряжения компенсации +Ч ои -Чо. СумМирование нормализованных сигналов и напряжения компенсации осуществляется аналоговым сумматором 38 Частота среза фильтра 39 нижних частот выбирается с учетом скорости изменения фазового сдвига сигнала.Подключение компенсирующих напряже" ний осуществляется ключами 34 и 35. Если на входе 16 "1" , то в зависимости от сигнала на входе 17, подклю чается одно из компенсирующих напряжений (+Ч или -Чо), А если на выходе 16 "0", напряжение компенсации равно нулю.Блок 12 слежения (Фиг,2 ) работает следующим образомЕсли импульсы с выхода формирователя 23 (фиг.13 е)находятся вне эоны импульсов с выхода формирователя 22:(гиг,13 д), то триггер 29 установлен в "1" и к выходам 1 и 5 коммутатора 3 подклюцены выходы основного ФазометРа 1, Если хотя бы один из импульсрв,с выхода формирователя. 23 фиг. 13 евойдет в зону импульсов с выхода Формирователя 22 (фиг.13 3), тотриггер 29 установится в "0" и к выходам ч и 5 коммутатора 8 подключатся выходы дополнительного фазометра 2. Одновременно в зависимости от сигнала на выходе 17 компаратора 30, компенсатор 6 подключит соответ. ствующее компенсирующее напряжение (+Чо или -Чо), Если импульсы с выхода Формирователя 23 (фиг.13 е)выйдут за пределы зоны импульсов с выхода формирователя 21 (Фиг. 13 с ), то триггер 29 установится в "1" и к выходам 1 и 5 коммутатора 3 подключатся выходы основного фазометра 1, Рассмотрим работу следящего фаэометра по фаэовой характеристике, пред ставленной на фиг.11. Переход от работы с основным Фазометромк работе с дополнительным Фазометром 2 осуществляется в точках Ь и с,а переход от работы с дополни-, тельным Фазометром 2 к работе с основным фазометром 1 - в точках а,с, В,У. Причем переходы с точки;с в точ ку.З и с точки Е в точку 4,происхо21 1029Следящий Фазометр, представленный на фиг.4, работает следующим образом.Часть схемы, включающая основнойи дополнительный фазометры 1 и 2, коммутатор 3, компенсатор 6, дифференциатор 9, амплитудный селектор 10. реверсивный счетчик 11 и блок слежения 12, работает аналогично такои же части схемы, приведенной на фиг. 1 10 и описанной выше. Отличие работы (,Фиг.4 ) заключается в том, что аналого-цифровое преобразование, усреднение внутрициклового фазового сдвига и компенсация осуществляется в цифровом аиде.Импульсы с выходом 4 и 5 коммутатора 3 поступают на входы квантователя 40 (Фиг.6 ), в котором осуществляется заполнение фазовых20 интервалов квантующими импульсами. Блок 41 ограничения измерительного времени (фиг.5) предназначен для задания измерительного времени и фор. мирования последовательностей квантующих импульсов, сдвинутых на полпериода частоты квантования. Это обусловлено необходимостью квантования двух последовательностей фазовых интервалов, импульсы которых перекрываются во времени, и подсчета щчпуль. сов с выхода квантователя 40 одним счетчиком 44. Емкость счетчика 44 равна 2 М , а емкость дополнительного сцетцйка 45 - йо,где й,- количество квантующих импульсов на каждом из выходов 42 и 43 блока 41 ограничения . измерительного времени, поступающих за время измерения Т. Дополнительный счетчик 45 предназначен для под 40 счета компенсирующего количества импульсов, Счетчик 45 находится в рабочем состоянии при "1" на шине 16 и блокируется (по входу ) при "0" нашине 16. Преобразователь кода 46 передает содержимое счетчика 45 в прямом коде при "1" на шине 17 и в дополнительном коде при "0" на шине 17. При работе с основным фазо- . метром 1 с выхода квантователя 40 на вход счетчика 44 за время измерения Т поступает й= 7. Мо импульсов,М1 7где Ч - твнущий внутрйцикловой фазовый сдвиг. При этом дополнительный счетчик 45 заблокирован и обнулен. Гсли во время цикла измерения происходит переключение с работы основных фазометров 1 на работу с дополнительным фазометром 2, то возмож 09522 ны две ситуации: переход осуществлюется в области больших углов сдвигафаз( т ) Л ); - переход происходит вобласти больших углов сдвига фаз(т); - переход происходит в области малых углов ( Ч с У ),В первом случае на вход счетчика44 поступает я = - в Г+ : в (Т- )9 "о, +У о13 ТТ У Тимпульсов, где с, - время работы с основным фаэометром 1 в цикле измерения. На дополнительный счетчик 45,который деблокируется в момент переключения, поступает й = -(Т - Г)импульсов. При этом на шине 17 бло"ка 12 слежения будет "1" и преобразователь 46 кода передаст содержимое .счетчика 45 на входы сумматора 47 впрямом коде, Во втором слуцае насчетчик,41 поступает д -- ф +У о1 Т т+ -- о(Т .) импульсов. На шине 17 будет "0" и преобразователь кода 46 пе 1 редаст содержимое счет ика 45 в дополнительном коде, Во всех приведенных случаях суммарный результат измерения внутрициклового Фазового сдвига имеет вид М = М + М 2= - МЧ1 - 2 Л оПри переходе во время цикла измерения с работы с дополнительным фазометром 2 с компенсацией к работе с основным фазометром 1 счетчик 45 бло- . кируется, а его обнуление осуществля-. ется при подготовке к следующему циклу измерения, При скачке напряжения на выходе компенсатора 6 осуществляется блокировка и обнуление счетчиков 44 и 45 и установка в исходное состоя" ние блока 41 ограничения измерительного времени. Блок 12 слежения (фиг.2 ) и компенсатор 6 (Фиг.3) описаны выше.Следящий фазометр, представленный на фиг.7, работает следующим образом.При включении коммутатор 3 подклю. чает к шинам 4 и 5 выходы основного фаэометра 1 Одновременно в реверсивный счетчик 11 записывается по установочным входам номер первоначального цикла ( в простейшем слуцае нулевой ). На выходе компенсатора 6 устанавливается постоянное напряжение, пропорциональное усредненному значению мгновенного Фазового сдвига. На этом заканчивается предустановка прибора и начинается режим слежения. Блок 12 слежения (фи .8) осуществля23 10290 ет сравнения напряжения с выхода ком пенсатора 6 (фиг 3) с напряжениями уставок, которые выбираются из условия минимума систематической составляющей погрешности следящего фазометтра и соответствуют следующим значениям фазового сдвига -90 , +90 +270 и +4560Из приведенных выше выражений для систематической составляющей погреш-. 10 ности основного и дополнительного Фазометра 1.и 2 видно, что в указанных точках систематические составляю-. щие погрешности равны по модулю. В остальныхточках используемых цент ральных участков Фазовых характеристик как основного, так и дополнительного Фазометров 1 и 2 систематическая составляющая погрешности меньше по абсолютной величине, чем в ука занных точках перехода, следовательно, и систематическая составляющая погрешности следящего фазометра принимает свои максимальные по модулю значения лищь в точках перехода90, +90 о, +270 о и +450 о)Блок 66 первоначальной устанОвки осуществляет подготовку прибора к работе как при включении прибора,так и по желанию оператора. При этом ЗО на выходе блока 66 Формируется импульс, длительность которого больше времени переходного процесса в компенсаторе б,.который через элемент, ИЛИ 71. устанавливают триггер 72 в "1". Одновременно импульс с выхода блока 66 осуществляет запрет сравнения (,по входам стробирования ) компараторов 60, 61, 62 и 63 (на выходах всех компараторов "нули").40",осле выработки усредненного зна-. чения фазового сдвига основного Фазометра 1 на выходе фильтра 39 компенсатора 6 (Фиг.3) снимается запрет сравнения компараторов (60, 61, 62 45 и 63 )и начинается процесс слежения. При этом возможны три ситуации: теку. щий фазовый сдвиг находится в пределах от 90 до 270;. текущий фазовый сдвиг больше 270 ; текущий Фазовый сдвиг меньше 90В первом случае на выходах всех компараторов будут "нули" и устройство остается в прежнем состоянии ( на шины 4 и 5 подключены выходы 55 основного Фазометра 1).Во втором случае,.после снятия запрета сравнения, на выходе второго компаратора 61 Формируется н 1". Формирователи 67, 68, 69 и 70 по переднему фронту (переход из "0" в "1" ) формируют импульсы, длитель- ность которых достаточная для переключения триггера 72 по установочным входам, На выходе формирователя 68 формируется импульс, который через элемент ИЛИ 73 устанавливает триггер 72 в "0",На.входы компенсатора б подключаются выходы дополнительного фазометра 2. На выходе 17 элемента И 74 устанавливается "1", которая является разрешением для подключения положительного напряжения компенсации +ЧО. В третьем случае, после снятия запрета сравнения, на выходе третьего компаратора 62 формируется "1", ,Формирователь 70 формирует импульс, который через элемент ИЛИ 73устанавливает триггер 72 в "0". Коммутатор 3 подключает на входы 4 и 5 компенсатора 6 выходы дополнительного фазометра 2, На выходе элемента И 74 будет "0", поэтому компенсатор 6 подключает через ключ 35 напряжение компенсации -Ч . Далее, если фазовый . сдвиг, изменяясь, достигнет значенияо450 , то на. выходе первого компаратора 60 формируется ".1", которая устанавливает триггер 72 в "1". На входы 4 и 5 компенсатора подключаются выходы основного фазоиетра 1. На выходе Фильтра 39 компенсатора б начинается переходный процесс (скачок ). На выходе компаратора 60 снова устанавливается "0". Импульс сформированный на выходе компаратора 60 (выход 58 ), добавляет единицу к содержимому реверсивного счетчика 11, тем самым отслеживается циклический переход. Аналогично, если фазовый сдвиг, измеа няясь, достигает значения - 90 , то на выходе четвертого компаратора 63 устанавливается "1", которая через элемент ИЛИ 71 устанавливает- триггер 72 в "1". На выходе компенсатора 6 начинается переходный процесс. На выходе компаратора 63 снова устанавливается "0". Сформированный таким образом на выходе 59 импульс вычитает из содержимого реверсивного счетчика .11 единицу, Если фазовый сдвиг был больше, чем 270 работал дополнительный фазометр 2 с положи- . тельной компенсацией ), затем фазовый сдвиг стал уменьшаться и достиг.1029095 55 25точки перехода (270 ),то на выходе компаратора 61 происходит переход с "1" на "0", При этом Формирователь 6/ формирует импульс, который переключает триггер 72 в "1". Аналогично, если фазовый сдвиг был меньше 90 (работал дополнительныйфаэометр с от- рицательной компенсацией ) и, увеличи. ваясь, достиг точки перехода (900), то на выходе компаратора 62 наблюдается переход из "1" в "0". При этом формирователь 69 формирует импульс, который йереключает триггер 72 в "1". При переходном процессе ( скачке )на выходе компенсатора 6, проходящем с уровня 5 Чо/2 на уровень Мо/2, Формирователь 67 формирует импульс, подтверждающий переход на основной фазометр 1. Анало. гично, при скачке -Ч /2 на 3 Мо/2 формирователь 69 Формирует импульс, подтверждающий переход на основной фазометр 1, При настройке следящего Фаэометра (Фиг.7 ) значения уставок смещают от значений, указанных выше, на величину, исключающую при переход. ном процессе на выходе компенсатора 6 сквозной переход от работы дополнительного фазометра 2 с одной компенсацией к работе дополнительного фаэометра 2 с другой компенсацией. Для увеличения устойчивости работы блока 12 слежения компаратора 60, 61, 62 и 63 охвачены неглубокой положительной обратной связью, что позволяет увеличить. естественный гистерезис срабатывания - отпускания компараторов. Во время скачка напряжения на выходе компенсатора 6 осуществляется блокировка запуска аналого-цифро ваго преобразователя 7. Следящий фаэометр, приведенный на фиг.9, работает следующим образом.1 Выше описаны как аналоговая часть устройства, включающая основной идополнительный фазометры 1 и 2, коммутатор 3, компенсатор 6 (фиг.3), блок 12 слежения (фиг.8 ) и цифровая часть устройства, включающая квантователь 40 (фиг.6 ), блок 41 ограничения измерительного времени (фиг.5 ), счетчик 44, дополнительный счетчик 45, преобразователь 46 кода, сумматор 47, индикаторный блак 8 и реверсивный счетчик. 26Рассмотрим работу устройства сточки зрения взаимодействия ее частей.При включении блок 66 первоначаль.(ной установки установит триггер 72блока 12 слежения в "1", тем самымподключит к шинам 4 и 5 выходы ос-,новного фазометра 1, Одновременноблок 66 первоначальной установки 10 осуществляет запрет сравнения кемпараторов 60, 61, 62 и 63, а так жеобнуление основного дополнительногои реверсивного счетчиков 44, 45 и 11.После выработки на выходе фильтра39 компенсатора 6 (Фиг.3 ) напряжения,пропорционального усредненному значению мгновенного фазового сдвига,снимается запрет сравнения с компараторов 60, б 1, 62 и 63 и начинается 20 процесс слежения. Работа блока 12слежения детально рассмотрена выше.Если текущий фазовый сдвиг находитсяв пределах от 90 до 270 ,то на входыкомпенсаторов и квантователя 40 под ключены выходы основного Фазометра 1.Счетчик 40 подсчитывает импульсы,которые поступают с выхода квантователя 6 зз вреия измерения Т ( Мя Мо)При етом Лололнительннй снетник яззаблокирован и обнулен. Суммарный(полный ) фазовый сдвиг равен, суммесодержимого счетчика 44 и содержимого реверсивного счетчика 11. Если вовремя цикла измерения происходит переключение с работы с основным фазоиетром 1 на работу с дополнительнымфазометром 2 с положительной компенсацией, то деблокируется дополнитель.ный счетчик 45 и преобразователь 46 40кода передает код содержимого счетчи. -ка 45 в прямом коде( на выходе 17 ).Ири этом по кончании цикла измерениясодержимое счетчиков 44 и 45 составляйет 45 Щ0 .- (Т-Т) и Й 2= - (- )При работе дополнительного фазометра 2 с положительной компенсациейв течение всего измерительного време ни -содержимое счетчиков 44 и 45 будетЯ: - й и И 2-80 Если во время- lо цикла измерения происходит переход сработы основным фазометром 1 на работу с дополнительным фазометром 2с отрицательной компенсацией, то деблокируется дополнительный счетчик45 и преобразователь 46 кора передает30 270290код содержимого счетчика. 45 в дополнительном коде ( нуль на выходе 17 ).,При этом по окончании цикла измерения содержимое счетчиков составляет.У о Ч+А, ой - и М 54 й --ь+ -- (Т- , ) и Я з - (Т-ф)о1 ТТ ТАТПри работе с дополнительным фазометром 2 и отрицательной компенсацией в течение всего измерительного 10времени содержимое счетчиков 44 и 45будет ц-й ий:Му о 2При переходе во время цикла измерения с работы с дополнительным Фазометром 2 на работу с основным фа-эометром 1 дополнительный счетчик 45блокируется ("0" на шине 16 ), а его/обнуление осуществляется при подго"товке к следующему циклу измерения. 20При циклических переходах (скачкахнапряжения на выходе компенсатора 6 )осуществляется блокировка и обнуление счечтиков 44 и 45 и установкав исходное состояние блока 41 ограничения измерительного времени,Следящий фазометр, приведенныйна фиг.10. работает следующим обра зом.При включении коммутатор 3 подключает к выходам 4 и 5 выходы основного фазометра 1, а на вход 75подается нулевое компенсирующее напряжение. Через время, достаточноедля выработки усредйенного значениямгновенного Фазового сдвига на выходе компенсатора 6, начинается процесс слежения. Рассмотрим детальноработу устройства на примере конкретного выполнения блока 12 слежения(фиг.12) и компенсатора 6 ( фиг.11).Компенсатор 6 состоит из двух нормализаторов 76 и 77, предназначенныхдля нормализации по амплитуде импульсов, аналогового сумматора 78,обеспечивающего суммирование двухимпульсных сигналов и напряжениякомпенсации, и усредненного фильтра79. Приведенный на фиг. 12 примервыполнения блока 12 слежения позволяет измерять фазовый сдвиг в преде-лах от -37 до +Зм причем выход фа/зометра (фиг.10) может быть как ввиде уровня постоянного напряжения,так и в виде цифрового кода. Этоустройство предназначенное для работы с датчиками, у которых диапазонизмерения составляет несколько пери 95 28одов (циклов ). К таким датчикам отноФ сятся линейные индуктосины с малыми линейными размерами, которые исполь, зуются для измерения деформаций и 1малых перемещений. Наличие аналогово; го выхода следящего фазометра (Фиг.10 ), напряжение которого соот- ветствует полному фазовому сдвигу позволяет применять для регистрац и процессов различные самописцы и создавать асинхронные информационно-измерительные системы, например, для прочностных испытаний конструкций и узлов ( где число датчиков может составлять несколько тысяч ). Диапазон измерения структурной схемы (Фиг.10) ограничивается, исходя как иэ выборадразрешающей способности (в нашем случае выбора величины Ч ), так и из ограниченных возможностей элементной базы (например, напряжение выхода операционных усилителей, как правило, не превышает + 12 В). После переходного процесса в структурной схеме ( Фиг.10 ) на выходе компенсатора 6 установится напряжение, пропорциональное усредненному значению мгновенного Фазового сдвига, При этом могут возникнуть следующие три ситуации: первоначальный фазовыйо сдвиг лежит в пределах от 90 до 270; первоначальньй фазовый сдвиг меньше 90 ; первоначальный Фазовый сдвигбольше 270.В первом случае на выходах всех компараторов ( 80, 81, 82, 83, 84 и 85 )"0" и к выходам коммутатора 3 по-прежнему подключены выходы основного Фазометра 1, а на компенсирующем выходе 75 блока 12 слежения будет нулевое напряжение, Во втором случае на выходе компаратора 83 "1". Приэтом на выходе 15 элемента ИЛИ 100 будет "0" и коммутатор 3 подключит на выходы 4 и 5 выходы дополнитель.ного фазометра 2, Одновременно на выходе элемента И 95 установится "1" которая откроет ключ 101 и подключит к компенсирующему выходу 75 напряжение -Чо. В третьем случае на выходе компароатора 82 будет. "1", а на выходах всех остальных компараторов "0".При этом на выходе эле-, мента ИЛИ 100 будет "0",который подключит к выходам 4 и 5 дополнительный фазометр 2. Одновременно откроется ключ 99("1" на выходе элемента И 93 ) и подключит на вход 75 компен сатора 6 напряжение Чо . Далее, еслиЧВ-3 Ч, /2, то подключен дополнительный фазометр 2 и Ч- = -3 Чо. Здесь Ч - напряжение на выходе 18 компейсатора 6, а Ч - напряжение на выходе 75 блока слежения 12. Для повышения устойчивости работы следящего Фазометра (Фиг.10 ) увеличивают естественный. гистерезис компараторов 80, 8182, 83, 84,и 85 Это достигается путем охвата компараторов "не" глубокой" положительной обратной связью.Таким образом, предложенные следящие Фазометры по сравнению с прототипом позволяют практически полностью исключить случайную составляющую погрешности измерения полного (суммарного )фазового сдвига; позволяют существенно снизить систематическуюсоставляющую погрешности; позволяютполучить погрешность измерения пол-ного фазового сдвига, равную погрешности измерения внутрициклового Фазового сдвига, Под случайной составляющей погрешности понимается погрешность, возникающая в точках цикличес.ких переходов, когда эти точки совпадают с мертвыми зонами. Предугадатьповедение устройства в этих точкахиз-за изменяющегося фазового сдвига и наличия фазовых Флюктуаций, вызван " ных шумами, не представляется возможным. При этом могут происходить какплавные переходы ( беэ скачка ), таки наблюдаться неустойчивый режим(серия скачков ), В обеих случаях показания прибора отличается от истинного фазового сдвига на величину, достигающую значения ; 1 цикл. В предложенных устройствах случайная сос" тавляющая погрешности определения ци клических переходов устраняется за счет .исключения мертвых зон и введения гистерезиса фазовой характеристики ( разнесения положительных иотрицательных переходов как во времени, так и по величине внутрициклового фазового сдвига ).Выше приводились выражения для систематической составляющей погреш ности, велицинв которой зависит от Фазового сдвига й закона распределения Фазовых Флюктуаций,. Теоретически эта составляющая погрешности превращается в нуль ( для симметричных за"конов распределения фазовых флюктуаций)только в точках, равностоящих от точек разрыва Фазовых характеристик. Однако практичеоки при 29 . 1029095 30фазовый свдиг, изменяясь, достигаетзначения 450 О то "1" будут на выходах компараторов 81 и 82. При этомна выходе элемента И установится"единица", которая через элемент5ИЛИ 100 подключит к выходам 4 и 5коммутатора 3 выходы оснвоного Фазометра 1. Одновременно откроетсяклюц 98, который подключит к шине75 напряжение 2 ЧО. 1 ОДалее, если фазовый сдвиг достигнет значения 630(7 Чо/2), то на выходах компараторов 80, 81 и 82 будут"1". При этом на выходе элементаИЛИ 100 установится "0",который подключит к выходам 4 и 5 коммутатора 3выходы дополнительного фазометра 2,Одновременно откроется ключ 97 (всеостальные закрыты ), который подключитк шине 75 напряжение компенсации3 ЧО, Аналогично, если фазовый сдвигстанет меньше - 90(-Ч /2), то навыходах компараторов 83 и 84 будут"1". При этом на выходе элементаИ 102 тоже будет "1", которая25через элемент ИЛИ 100 подключит квыходам 4 и 5 коммутатора 3 выходыосновного Фаэометра 1 и одновременно откроет ключ 102, который подключит к шине 75 напряжение компенсации-2 Чо,Далее, если фазовый сдвиг достигнет значения - 270 О(-3 ЧО/3), то"1" будут на выходах компараторов83, 84 и 85 При этом на выходе 15элемента ИЛИ 100 установится "0",который подключит к выходам 4 и 5.ком",мутатора 3 выходы дополнительногоФазометра 2. Одновременно . откроется ключ 103 и подключит к шине 75напряжение компенсации 3 Ч(6, Таким 40образом, получается линейная фазоваяхарактеристика (Фиг,15) в диапазоненескольких периодов изменения фазового сдвига. Приведенное выше описаниеработы следящего фазомвтра (Фиг.10 )может быть выражено через неравенства: если Чо/2 СЧВ 3 Чо/2; то подключен основной фазометр 1 и Ч= 0; если 3 Ч /2 4 ЧВС 5 Ч /2, то.подключен дополнительйый фазометр2 и Ч =Ч; если 5 о/2 с Ч Ло/2,то подключен основной фазометр1 и Ч =2 Ч.; если ЧВ 7 Ч/2, тоофподклюцен дополнительный Фазометр2 и Ч=, 3 Ч; если -. Чо /2ЧфФ//2, то подключен дополнительныйфаэометр 2 и Ч- = -Ч,; если -3 Ч /2 СЧВ -Ч/2, то подключен основнойФазометр 1 и Ч-2 Ч,; если31 1029095 32среднеквадратической погрешностихарактеристик является величиной измерения разности фаз, меньшей 10 О,второго порядка малости по относистематическая составляющая погреш- шению к остальным составляющим ности на центральных участках фазовыхпогрешности).29095 102, Следящий фазометр по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок слежения содержит два усилителя-огра" ничителя, три формирователя импульсов, два элемента задержки, два элемента И триггер и компаратор, причем, входы усилителей-ограничителей соеди нены соответственно с источниками входных сигналов, а выход первого усилителя-ограничителя соединен со входом первого формирователя импуль сов и входом первого элемента задержки, выход которого соединен с. входом второго формирователя импульсов, выход второго усилителя-ограничителя через второй элемент задержки соединен с входом третьего Форми рователя импульсов, первый вход первого элемента И через инвертор соединен с выходом первого формирова- теля импульсов; первый вход второго элемента И соединен с выходом второго формирователя импульсов, а выход третьего формирователя импупьсов соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с соответствующими установочными входами триггера,вы ходы которого соединены с управляющи; ми входами коммутатора и компенсатора, при этом первый вход компаовтора соединен с выходом компенсатора,второй вход - с источником опорного напряжения, а выход компаратора соединен с управляющим входом компенсатора.3, Следящий фазометр по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что компенсатор содержит инвертор, два элемента И, два ключа, два. нормализатора, аналоговый сумматор и фильтр, вход которого соединен с выходом аналогового сумматора, а выход Фильт. ра является выходом компенсатора, при этом входы нормализаторов сое,динены с выходами коммутатора, первые входы элементов И соединены с одним из управляющих выходов блока слежения, второй вход первого элемента И соединен со вторым управляющим выходом блока слежения и через инверторсо вторым входом второго элемента И, выходы элементов И соединены с управляющими входами ключей, входы которых соединены с соответствующими источниками напряжений компенсации, а выходы ключей и нормализаторов соединены со входами аналогового сумматора.4. Фазометр, содержащий основной фазометр с диапазоном измерения 0-360 , дифференциатор, амплитудный селектор, вход которого соединен с выходом дифференциатооа, реверсивный счетчик, соединенный своими входами с выходами амплитудного селектора, и блок индикации, о т л и ч а ющ и й с я тем,что с целью повышения точности измерения,в него введены дополнительный:фазометр, коммутатор, блок слежения, компенсатор, квантова. тель, ограничитель измерительного времени, счетчик, дополнительный счетчик, преобразователь кода и сумматор, причем входы дополнительного фазометра, первый и второй входы блока слежения соединены со входами основного Фазометра, а выходы основного и дополнительного фазометров через коммутатор соединены со входами квантователя и компенсатора первый выход блока слежения соединен с управляющим входом кочутатора, второй выход, блока слежения соединен с первым управляющим входом компенсатора и входом дополнительного счетчи ка, а третий выход блока слежения соединен со вторым управляющим.входом компенсатора и управляющим входом преобразователя кодов, разряды последнего соединены с выходом дополнительного счетчика, выход кванто. вателя соединен со входом счетчика, третий и четвертый входы квантователя соединены с выходами огра- ничителя измерительного времени, один из выходов которого соединен со счетным входом дополнительного счетчика, выход сумматора соединен со входом блока индикации, а входы сумматора соединены с выходами реверсивного счетчика, преобразователя кодов и счетчика, выход компенсатора соединен с третьим входом блока слежения и входом дифференциатоа.5. Фазометр, содержащий основйои Фазометр с диапазоном измерения 0-360 , аналого-цифровой преоразователь, блок индикации, соединенный своими входами с выходами аналогоцифрового преобразователя и реверсивного счетчика, о т л и ч а ющ и й с я тем,. что, с целью повышения точности измерения а него введены дополнительный Фазометр,. коммута=1029095 тяга каз 4970/43 Тираж 10 ВНИИПИ Государственного по делам изобретен 113035, Москва, -35, РаПодписе омитета СССР й и открытий ушская наб., д. М 5 город; ул. Проектная,Патентн илиал Составитель В.АфанасьевРедактор Л.Повхан Техред Т.фанта КорректМО 29095 /ров соединены с выхоом блока перво-начальной установки.7 Фазометр, содержащий основнойфазометр с диапазоном измерения тор, компенсатор и блок слежения, причем входы дополнительного фазометра соединены со входами основного Фазометра, а выходы основного и дополнительного Фазометров соединены через коммутатор с первым и вторым входами компенсатора, выход последнего соединен со входом блока слежения, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а второй и третий выходы - с третьим и четвертым входами компенсатора, четвертый и пятый выходы блока слежения соединены со входами реверсивного счетчика, выход компенсатора соединен также со входом аналого-циФрового преобразователя.6. Фазометр по и 5, о т л и ч а- а щ и й с я тем, что блок слежения содержит четыре компаратора, два инвертора, четыре формирователя импульсов, блок. первоначальной установ. ки, два элемента ИЛИ, триггер, эле-мент И, при этомодни входы компараторов соединены с выходом компенсатора, а другие входы - с соответствующими источниками напряжений .и уставок, выходы первого и четвертого компараторов соединены со входами .первого элемента ИЛИ и входами реверсивного счетчика, выход второго компаратора соединей со входами первого инвертора и второго формирователя импульсов и входом элемента И, выход третьего компаратора соединен, со входом второго инвертора и входом четвертого формирователя импульсов, выходы второгои четвертого формирователей импульсов соединены со входами второго элемента ИЛИ,. выход первого инвертора соединен со входом первого формирователя импульсов, выход второго инвертора соединен со входом третьего формирователя импульсов и вторым входом элемента И, выход бпока первоначальной установки и выходы первого и третьего формирователей импульсов соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с установочными входами триггера, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и .компенсатора, выход элемента И соединен со вторым управляющим входом компенсатора, причем стробирующие входы компарато 0-360 , блок индикации и реверсивный:счетчик, о т л и ч а ю щ йй с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен дополнитель. ный Фазометр , коммутатор, ограничитель измерительного времени, квантователь, компенсатор, блок слежения,счетчик, дополнительный счетчик, преобразователь кода и сумматор, причемвходы основного фазометра соединенысо входами дополнительного Фазометра,а выходы основного и дополнительного фазометров через коммутатор соединены с первыми и вторыми входами квантователя и компенсатора, третий и четвертый входы квантователя соединены с выходами ограничителя измерительного времени, выход квантователя соединен со входом счетчика, первый выход блока слежения соединен с управляющим входом коммутатора, второй выход блока слежения соединен с третьим входом компенсатора и первым управляющимвходом дополнительного счетчика,третий выход блока слежения соединен счетвертым входом компенсатора и вто"рым управляющим входом дополнительного счетчика, счетный вход которогосоединен с выходом ограничителя измерительного времени. а:выход - со входом преобразователя кодов, четвертый и пятый выходы блока слежения соединены со входами реверсивного счетчи-.ка, входы сумматора соединены с выходами счетчика, преобразователя кодов и реверсивного счетчика, выходсумматора соединен со входом блокаиндикации.(- 8 фазометр, содержащий основной Фазометр с диапазоном измерения 0-. 360 , аналого-циФровой преобразователь, блок индикации, входы которого соединены с выходами аналогоцифрового преобразователя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения, в него сведены дополнительный фазометр, коммутатор, входы которого соединены с выходами Фазометров, компенсатор, входы которого соединены с выходами коммутатора, блок слежения, вход которого соединен с выходом компенсатора и входом аналого-цифрового преобразо" вателя, а выходы соединены с управляеь1029095 е;им входом коммутатора и компенсирующим входом компенсатора.9, Фазометр по п.8, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто компенсатор содержит два нормализатора, аналоговыйсумматор и Фильтр, вход которого соединен с выходом аналогового сумматора,а выход фильтра является выходом компенсатора, входы нормализаторов соедйнены с выходами коммутатора, входыаналогового сумматора соединены с выходами нормализаторов и выходом блокаслежения,10. Фазометр по п,8, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок слежениясодержит шесть компараторов, первыевходы первого, второго и третьегокомпараторов и вторые входы четвертого, пятого и шестого компараторовсоединены соответственно с источниками напряжений уставок, вторые входыпервого, второго и третьего компараторов и первые входы четвертого,пятого и шестого компараторов соединены с выходом компенсатора, шестьинверторов, входы которых соединенысоответственно с выходами компараторов, пять элементов И,элемент ИЛИ,выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, шесть ключей,выходы которых соединены со входом Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения Фазового сдвига в пределах +2 ТКИзвестен следящий фазометр, содер жащий в каждом канале усилитель-ограничитель., два формирователя импульсов, инвертор, вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя и входом первого Формирователя; счетный 10 триггер, вход которого соединен с выходом усилителя ограничителя опорного канала, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элементы ИЛИ, причем второй вход первого и 15 третий вход третьего элементов И соединены с первым выходом счетного триггера, а третьи входы второго и четвертого элементов И - со вторым выходом счетного триггера;норма-,20 компенсатора, входы ключей соединены соответственно с источниками компенсирующих напряжений, управляющий вход второго .ключа соединен с выходом первого компаратора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, а входы первого эле:мента И соединены с выходом первого инвертора и выходом второго компаратора, управляющий вход третьего ключа соединен с выходом второго элемента И, а входы второго элемента И соединены с выходом второго инвертора и выходом третьего компаратора, выход третьего элемента И соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а входы третьего, элемента И соединены с выходами третьего и четвертого инверторов, управляющий вход четвертого ключа соединен с вь 1 ходом четвер. того элемента Ивходы которого сое. динены с выходами пятого инвертора и четвертого компаратора, управляющий вход пятого ключа соединен с выходом пятого элемента И и третьимвходом элемента ИЛИ,а входы пятого элемента И соединены с выходом шестого инвертора и выходом пятого ком- паратора, выход шестого компаратора соединен с управляющим входом шестого, ключа лизатор, вход которого соединен с .выходом элемента ИЛИ, а входы последнего соединены с выходами элементов И, фильтр, вход которого соединен с выходом нормализатора, а выход - со входом аналогоцифрового преобразователя, выходпоследнего соединен со входом индикатора, причем выход инвертора измерительного канала соединен совходом второго формирователя; первый, второй и третий элементы задержки, реверсивный счетчик, первый,второй., третий и четвертый компара"торы, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, первый и второй ключи, первый, второй, третий; четвертый и пятый управляющие триггера,диф. ференциатор и третий и четвертыйформирователи, причем выход усилителя-ограничителя опорного каналасоединен со входом первого элементазадержкивыход последнего соединенсо входами третьего формирователяи второго элемента задержки, 5выход второго элемента задержкисоединен со входом четвертогоформирователя, выход которого .соединен с первыми входами первого и четвертого управляющих 30триггеров, выходы упомянутых триггеров, соединены с первыми, входами соответственно первого и четвертого элементов И, а вто: рые входы . первого и третьего 15управляющих триггеров соединеныс выходом первого формирователя.измерительного канала и первыми вхо. дами пятого и шестого элементов И,второй вход пятого элемента И соединен с выходом третьего формирователя,а выход - со вторым входом пятогоуправляющего триггера, первый выходкоторого соединен с третьим и вторымвходами соответственно первого и вто 25рого элементов И, второй выход - совторыми входами третьего и четвертого элементов И,: а первый вход - свыходом шестого элемента И, второйвход последнего соединен с выходомпервого формирователя опорного канала; выход инвертора опорного канала соединен со входом третьего элемента задержки, выход которого сое-.динен с первыми входами второго итретьего управляющих триггеров, а выходы последних соединены с первымивходами второго и третьего элементовИ, а второй вход второго триггерасоединен с выходом второго Формирова.теля .измерительного канала и вторымвходом четвертого триггера, второйвход индикатора соединен с выходомреверсивного счетчика, первый и второй входы упомянутогосчетчика соединены с выходами третьего и четвертогокомпараторов; причем второй входтретьего и первый вход четвертогокомпараторов соединены соответстаен.но с источниками опорного напряжения+чи -ч, а первый вход третьего и первый вход четвертого компараторов соединены с выходом дифференциатора, вход которого соединен с выходом фильтра и первым входом первого и вторым входом второго компаратоМ 5ров, а второй вход первого и первый , вход второго компаратора соединеныс источниками. опорного напряжения+Уо/2, а выходы первого и второгокоипараторов соединены соответственно со вторыми входами седьмого ивосьмого элементов И, первые входыкоторых соединены со вторым выходом ,пятого управляющего триггера, авыходы - первыми входами соответственно первых и вторых клю-чей, вторые входы которых соединеныс источником опорного напряжения соотвественно +чо(2, -ч, I2, а выходы -со вторым входом Фильтра. Приведенное устройство обеспечивает измерение, Фазового сдвига в пределах2 У,ж 1 3,ГНедостатком этого устройства явявляется наличие составляющей погреш ности, вызванной нестабильностью элементов задержки, включенных непосред. ственно в измерительные каналы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многопериодный фазометр, содержащий фаэометр с диапазоном измерения 0-360о на выходе которого существует пря- моугольный импульсный сигнал, длительность импульсов которого соответ ствует мгновенному Фазовому сдвигу, сглаживающий фильтр, вход которого соединен.с выходом Фазометра, дифференциатор, вход которого соединен с выходом сглаживающего фильтра,ампплитудный селектор, вход которого соединен с выходом дифференциатора, реверсивный счетчик, входы которого соединены с соответствующими выходами амплитудного селектора, аналогоцифровой преобразователь, соединенный своим входом с выходом сглаживаю-. щего фильтра, а выходом - с блоком индикации, второй вход блока индит кации соединен с выходом реверсивного счетчика. Известный фазометр обес- печивает измерение фазового сдвига в пределах +2 яМ.21.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная наличием мертвых зон и шумов в тракте сигнала.Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в известный следящйй фазометр, содержащий основной Фазометр с диапазоном измерения 0-360 , дифо Ференциатор, амплитудный селектор,вход которого соединен с выходом дифференциатора, реверсивный .счет 1029095 6чик, входы которого соединены с соответствующими выходами амплитудногсселектора, аналого-цифровой преобра" г.зователь, блок индикации, входы которого соединены с выходами аналогоцифрового преобрззователя и выхода-,мт реверсивного счетчика, введеныдополнительный фазометр, коммутатор,входы которого соединены с выходаий,Фазометров, компенсатор, входы кото" 10рого соединены с выходами коммутатора, блок слежения, входы которогосоединены соответственно с входамиФазометров и выходом компенсатора,а выходы соединены с управляющими 15,входами коммутатора и компенсатора,причем входы дифференциатора ианалого-цифрового преобразователясоединены с выходом компенсатора.20блок слежения содержит два усилителя-ограничителя, три формирователя импульсов , два элемента задержки,два элемента И,триггер и компаратор,причем входы усилителей-ограничителей 25соединены соответственно с источникомвходных сигналов, а выход первогоусилителя-ограничителя соединен совходом первого формирователя импульсов и входом первого элемента задержки, выход которого соединен .со уходомвторого формирователя импульсов, выход второго усилителя-ограничителячерез второй элемент задержки соединен со входом третьесо Формирователя импульсов, первый вход первогоэлемента И через инвертор соединен свыходом первого формирователя импульсов, первый вход второго элемента,И соединен с выходом второго формирователя импульсов, а выход третьегоформирователя импульсов соединен совторыми входами первого и второгоэлементов И, выходы которых соединены с соответствующими установочнымивходами триггера, выходы которых сое. 45динены с управляющими входами коммутатора и компенсатора, при этом первый вход компаратора соединен с выходом компенсатора, второй вход - систочником опорного напряжения,а выход компаратора соединен с управляющим входом компенсатора.Компенсатор содержит инвертордва элемента И, два ключа, дванормализатора, аналоговый сумматор 55и Фильтр, вход которого соединен свыходом аналогового сумматора, авыход фильтра является выходом компенсатора, при этом входы нормали- заторов соединены с выходами коммутатора, первые входы коммутатора, первые входы элементов И соединены с одним из управляющих выходов блока слежения, второй вход первого элемента И соединен со. вторым управляющим выходом блока слежения и через инвертор - о вторым входом второго элемента И, выходы элементов И соединены с управляющими входами ключей, входы которых сое-, динены с соответствующими истоцниками напряжений компенсации а выходы клюцей и нормализаторов соединены со входами аналогового сумматора.Поставленная цель также достига. ется тем, что в известный следящий Фазометр, содержащий основной фазометр с диапазоном измерения ОбО дифференциатор, амплитудный селектор, вход которого соединен с выходом дифференциатора, реверсивный счетчик, соединенный своими входами с выходами амплитудного селектора,и блок индикации, введены дополнитель- . ный фазометр, коммутатор, блок слежения, компенсатор, квантователь, огра; ничитель измерительного времени.счетчик, дополнительный счетчик., преобразователь кода и сумматор, причем входы дополнительного фазометра, первый и второй входы блока слежения соединены со входами основного фазометра, а выходы основного и дополнительного фазометров через коммутатор соединены со входами квантователя и компенсатора, первый выход блока слежения соединен с управляющим входом коммутатора, второй выход блока слежения соединен с пер" вым управляющим входом компенсатора и входом дополнительного счетчика, а третий выход блока слежения соединен со вторым управляющим входом компенсатора и управляющим входом преобразователя кодов, разряды последнего соединены с выходам дополнительного сцетцика, выход квантователя соединен со входом счетчика, третий и четвертый входы квантователя соединены с выходами ограничителя измерительного времени, .один из выходов которого соединен со счетным входом дополнительного счетчика, выход сумматора соединен со входом блока индикации, а входы сумматора соединены с выходами реверсивного17 102909 счетчика, преобразователя кодов исчетчика, выход компенсатора соединен с третьим входом блока слеженияи входом дифференциатора,Поставленная цель достигаетсятем, что в известный. следящий фазометр, содержащий основной Фазометр сдиапазоном измерения 0-360", аналогоцифровой преобразователь, блок индикации, соединенный своими входами с 10выходами аналого-циФрового преобразователя и реверсивного счетчика,.введены дополнительный фазометр, ком",мутатор, компенсатор и блок слежения,причем входы дополнительного фазо- : 15метра соединены со входами основногофазометра, а выходы основного и дополнительного фазометров соединенычерез коммутатор с первым и вторымвходами компенсатора,выход последнего 20:соединен со входом блока слежения,:первый вцход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а второй и третий выходы - с третьим и .четвертым входами компенсатора,четвертый и пятый выходы блока слежениясоединены.со входами реверсивнси.осчетчика, выход компенсатора соединен также со входом аналого-цифровогопреобразователя.ЗОБлок слежения содернит четырекомпаратора,:два инвертора, четыреФормирователя импульсов, блок первоначальной установки, два элементаИЛИ, триггер, элемент И, при этомодни входы компараторов соединены с35выходом компенсатора, а другие входыс соответствующими источниками уставок, вцходц первого и четвертогокомйараторов. соединены со входамипервого элемента ИЛИ и входами ревер 40сивного счетчика, выход второго компаратора соединен со входами первогоинвертора и второго Формирователя им"пульсов и входом элемента И, выходтретьего компаратора соединен со вхо-.45дом второго инвертора и входомчетвертого формирователя импульсов,выходы второго и четвертого формировафтелей импулвсев соединены со входамивторого элемента ИЛИ, выход. первого 50.инвертора соединен со входом первогоформирователя импульсов, выход второгоинвертора соединен со входом третьегоФормирователя импульсов и вторым вхо"дом элемента И, выход блока первоначальной установки и выходы первого итретьего формирователей импульсовсоединены с соответствующими входами,бпервого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с установочными входами триггера, выходц которого соединены с управляющими входами коммута- тора и- компенсатора, выход элемента И соедин ен со вторым управляющим входом компенсатора, причем стробирую- щие входы компараторов соединены с выходом блока первоначальной установки.Поставленная цель достигается. тем, что в известный следящий фазометр, со держащий основной Фаэометр с диапазоном измерения 0-ЗбОв блок индикации и реверсивный счетчик, введены дополнительный фазометр, коммутатор, ограничитель измерительного времени, квантователь, компенсатор, блок слежения, счетчик, дополнительный счетчик, преобразователь кода и сумматор, причем входы основного фазометра соединены со входами дополнительного фазсФ. метра, а выходы основного и дополнительного фаэометров через коммутатор соединены с, первыми и вторыми входами квантователя и компенсатора, тоетий и четвертый входы квантователя соединены с вцходами ограничителя измерительного времени, выход квантова" теля соединен со входом счетчика, первый выход блока слежения соединен с управляющим входом коммутатора, второй выход блока слежения соединен с третьим входом компенсатора и первым управляющим входом дополнительного счетчика, третий выход блока слежения соединен с четвертым входом компенсатора и вторым управляющим входом дополнительно-. го счетчика, счетный вход которого соединен с выходом ограничителя измерительного времени, а выход - се входом преобразователя кодов, чет-. вертый и пятый выходы блока слежения соединены со входами реверсивного счетчика, входы сумматора соединены ,с выходами счетчика, преобразователя кодов и реверсивного счетчика, выход сумматора соединен со входом блока :индикации.Поставленная цель также достигается тем,что в известный следящий фазометр, содержащий основной Фазометро с диапазоном измерения 0-3 бО, аналого-цифровой преобразователь, блок индикации, входц которого.соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, введены дополнительный фазометр, коммутатор, входы которого1102909510 соединены с выходами Фазометров, компенсатор, входы которого соединены с выходами коммутатора, блок слежения, вход которого соединен с выходем компенсатора и входом аналого-циФрового преобразователя, а выходы соединены с управляющим входом коммутатора и компенсирующим входом компенсатора,Ыомпенсатор содержит два нормали- затора, аналоговый сумматор и. Фильзц,0 вход. которого соединен с выходом ана логовогб сумматора, а выход Фильтра .является. выходом компенсатора, входы нормализаторов соединены с выходами коммутатора, входы аналогового сумматора соединены с выходами нормали- заторов и выходом блока слежения.Блок слежения содержит шесть компараторов, первые входы первого, второго и третьего компараторов и вторые 20 входы цетвертого, пятого и шестого компараторов соединены соответственно с источниками напряжений уставок, вторые входы первого, второго и третьего компаратороа и первыевходы четвертого, пятого и шестого компараторов соединены с выходом компенсатора, шесть инверторов, входы которых соединены соответственно с выходами компараторов, пять элементов И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, шест 1 ь 1 ключей, выходы которых соединены со входом компенсатора, входы ключей соединены соответственно с источниками компенсирующих напряжений,управляю"З 5 щий вход первого ключа соединен с выходом первого компаратора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом первого элемента И и первым входом элемента ИЛИ, а входы40 первого элемента И соединены с выходом первого инвертора и выходом второго компаратора, управляющий вход третьего ключа соединен с вы ходом второго элемента И, а входы второго элемента И соединены с выходом второго инвертора и выходом третьего компаратора, выход третьего элемента И соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а входы третьего элемента И соединены с выходами третьего и четвертого инверторов, управляющий вход четвертого ключа соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого соединены 55. с выходами пятого инвертора и четвертого компаратора, управляющийвход пятого ключа соединен с выходом пятого элемента И и третьим входом элемента ИЛИ, а входы пятого элемента И соединены с выходом шестого инвертора,и выходом пятого компаратора, выход шестого компаратора соединен с управляющим входом шестого ключа.На фиг. приведена структурная схема устройства ( п.1 формулы изобретения ); на фиг.2 - пример выполнения блока слежения (п,2 формулы изобретения ); на фиг.3 - пример выполнения компенсатора ( п.3 Формулы изобретения ), на фиг.4 - структур ная схема Фазометра (п,4 Формулы изо бретения);на фиг.5 - схема работы ограничителя измерительного времени; на фйг,6 - схема работы квантователя;на фиг.7 - структурная схема устройства изобретения ; на фиг,8 - структурная схема блока слежения ( п.б фор. мулы изобретения ), на фиг.9 - структурная схема фазометра (и 7 формулы изобретения ; на. Фиг.10 - то же (п.8 формулы изобретения ); на Фиг.11 пример выполнения комп .нсатора (п.9 формулы изобретения ); на Фиг.12 - пример выполнения блока слежения.( п.10 формулы изобретения ); на фиг.13 временные диаграммы работы блока слежения (п.2 Формулы изобретения ); на фиг.14 - фазовая характеристика Фазометра (п,п.1, 4, 5, 7 формулы изобретения); на фиг,15 - Фазовая характеристика следящего фазометра (п.8 формулы изобретения ).Структурная схема следящего Фазометра (Фиг,1, п.1 Формулы изобретения ) содержит основной фазометр 1, дополнительный фазометр 2, коммутатор 3, входы которого соединены с выходами Фазометров 1 и 2, выходы 4 и 5 коммутатора, компенсатор 6, входыкоторого соединены с выходами 4 и 5коммутатора 3, аналого-цифровой преобразователь 7, вход которого соединен с выходом компенсатора 6, блок8 индикации, дифференциатор 9, амплитудный селектор 10, вход которогосоединен с выходом дифференциатора 9,реверсивный счетчик 11, входы которого соединены с выходами амплитудного селектора 10, блок 12 слежения,входы 13 и 14 блока 12 слежения соединены со входами фазометров и 2, выход 15 блока 12 слежения сое динен с управляющим входом коммутато. ра 3; выходы 16 и 17 блока 12 слежения подключены к.управляющим вхоФ9512 11 10290 дам компенсатора 6, вход 18 блока 12слежения соединен с выходом компенса тора 6, вход 18 блока 12 слежения соединен с выходом компенсатора 6, и входом дифференциатора 9, входы блока индикации 8 соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя 7 и выходами реверсивного счетчика 11.Блок 12 слежения (Фиг.2, п,2 Формулы изобретения ) содержит усилитель- ограничитель 19, вход которого соединен с входом 13 блока 12 слежения, усилитель-ограничитель 20, вход кото рого соединен с входом 14 блока 12 слежения, первый формирователь 21 импульсов, вход которого соединен с выходом первого усилителя-ограничителя 19, второй Формирователь 22 импульсов, третий формирователь 23 им.пульсов, первый элемент 24 задержки, вход которого соединен с выходом первого усилителя-ограничителя 19, а выход - со входом второго Формирователя 22 импульсов, второй элемент 25 задержки, вход которого соединен с выходом второго усилителя-ограничителя 20, а выход " со входом третьего Формирователя 23 импульсов;инвертор 26, вход которого соединен с выходом первого формирователя 21 импуль сов, первый элемент И 27, первый вход которого соединен с выходом инвертора 26, а второй вход - с выходом третье го Формирователя 23 импульсов, второй элемент И 28, первый вход которого подключен к выходу второго Формирователя 22 импульсов, а второй вход - к выходу третьего формирователя 23 импульсов, триггер 29, вход установки в "1" которого соединен с выходом40 первого элемента И 27, а выход установки в "0" - с выходом второго элемента И 28, причем прямой выход триггера 29 - с выходом 16 блока 12 слежения;компаратор 30,первый вход которо. 45 . го соединен с входом 18 блока 12 слежения,второй вход - .с источником опорного напряжения Ч ,а выход компаратора 30 соединен с выходом 17 блока 12 слежения. 50компенсатор 6 (фиг.3, п.3 Формулыизобретения) содержит инвертор 31, вход которого соединен с выходом 17 блока 12 слежения, первый элемент " И 32, второй элемент И 33, первый 55 вход которого соединен.с пеявым входом первого элемента И 32 и выходом 16 блока 12 слежения,а второй вход с выходом инвертора 31; второй входпервого элемента И 32 соединенсо входом инвертора 31, первый ключ 34, вход которого соединен с.источником напряжения +Чо, а управляющий вход - с выходом первого элементаИ 34; второй ключ 35, вход которогосоединен с источником напряжения -Ча управляющий вход - с выходом второго элемента И 33; первый нормализатор 36, вход которого соединен с источником опорного напряжения Чо, ауправляющий вход - с выходом 4 коммутатора 3; второй нормализатор 37,вход которого подключен к источникуопорного напряжения Ч , а управляющий вход - к выходу 5 коммутатора 3;аналоговый сумматор 38, входы которого соединены с выходами первого ивторого нормализаторов 36 и 37 и выходами первого и второго ключей 34 и35; Фильтр 39, вход которого подключен к выходу аналогового сумматора38, а выход является выходом компенсатора 6,Следящий Фазометр ( Фиг,4, п,4 Формулы изобретения ) содержит основнойфазометр 1; дополнительный фазометр2; коммутатор 3, входы которого соединены с выходами Фазометров 1 и 2,выходы 4 и 5 коммутатора 3, компенсатор 6, входы которого соединены свыходами 4 и 5 коммутатора 3 блок 8индикации, дифференциатор 9, вход ко"торого подключен к выходу компенсатора6;амплитуднцй селектор 10,вход которого соединен с выходом дифференциатора 97 реверсивный счетчик 11, входыкоторого соединены с выходами амплитудного селектора 10; блок 12 слежения; входы 13 и 14, блока 12 слежениясоединены со входами фазометров 1 и 2;выход 15 блока 12 слежения соединенс управляющим входом коммутатора 3;выходы 16 и 17 блока 12 слежения подключены к управляющим входам компенсатора 6; вход 18 блока 12 слежениясоединен с выходом компенсатора б;квантователь 40, входы которого соединенц с выходами 4 и 5 коммутатора 31блок 41 ограничения измерительногоыремени выходы 42 и 43 блока 41 огра.ничения измерительного времени соединены с квантующими входами квантователя 40; счетчик 44, вход которогоподключен к выходу квантователя 40;дополнительный счетчик 45, вход которого соединен с выходом 43 блока41 ограничения имзерительного време-.н