Способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗЮ 1) С 01 В 25/00,ЕТЕЛЬСТ тельство СССР/00 1982 ИЯ ФАЗОВОГО ГНАЛОВ путе сдвига во тельность оментами до ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНСДВИГА ГАРМОНИЧЕСКИХ СИПреобразования Фазовоговременной интервал, дликоторого определяется м,801100578 А БРЕТЕНИЯ стижения первым гармоническим сигналом величины первого постоянногонапряжения и вторым гармоническимсигналом величины второго постоянного напряженйя; о т л и ч а вщ и й с я" тем. что, с целью упрощения и йовышения быстродействияпри измерении, Формирование постоянных напряжений производится выделением постоянных составляющихизмеряемых гармонических сигналовпутем их интегрирования с постоянной времени интегрирования, значительно большей периода повторения измеряемых гармонических сиг"налов.35 Изобретение относится и фазоиз-мерительной технике,Известен способ измерения малых,Фазовых сдвигов гармонических сигналов, основанный на интегрировании каждого из исследуемых сигналов 5на двух временных интервалах с помощью задатчика времени, при этомвыделяют временной интервал, пропорциональный двойному Фазовому сдвигу, путем задания начала и концапервого интервала интегрированиясоответственно равным 3 и -)-к илиг0 и - а начало второго интервала2 ф 5 3-гинтегрирования равным 2 л или 2 яОлнако способ недостаточно точен при измерении фазовых сдвиговгармонических сигналов с постояннойсоставляющейНаиболее близким к изобретениюявляется способ измерения фазовыхсдвигов гармонических сигналов путем преобразования сдвига Фаз вовременной интервал, при которомопределяют временные интервалы между моментами достижения гармоническим сигналом первого заданного напряжения и вторым гармоническимсигналом второго заданного напряжения, определяютсуммарное значение временных интервалов и по полученному результату судят о Фазовом сдвиге гармонических. сигналовЫ.Однако при использовании способанеобходимо знать величину и полярностьпостоянных составдяющихизмеряемых .переменных напряжений,так как исходя из этого задается величина и полярность постоянных напряжений, с которыми сравниваютсягармонические сигналы. Кроме того,данный способ измерения фазовогосдвига является сложным из-за Формирования двух временных интерваловс последующим усреднением результа- .,та измерения суммарного временного 45интервала,Цель изобретения - упрощение иповышение быстродействия при измерении.Поставленная цель достигаетсятем. что,согласно способу измеренияфазового сдвига гармонических сигналов путем преобразования фазовогосдвига вО временной интервал. длительность которого определяетсямоментами достижения первым гармоническим сигналом величины первогопостоянного напряжения и вторымгармоническим сигналом величины второго постоянного напряжения, формирование постоянных напряжений производится выделением постоянных состав 1ляющих измеряемых гармонических сигналов путем их интегрирования с постоянной времени интегрирования 65 значительно большей периода повторения измеряемых гармонических сигна"лов,На фиг.1 приведена блок-схема устройства для измерения Фазового сдвига гармонических сигналов 1 на Фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство содержит компараторы1 и 2, первые входы .которых, соединены соответственно с выходами интегратоРов 3 и 4, а выходы подключенык первому и второму входам элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, генератор б импульсов, инвертор 7,.подключенный .квыходу компаратора 1, элемент И 8,подключенный входом К выходам компаратора 1, элемента 5 и генератораб, элемент И 9, входы которого подключены к выходам инвертора 7 и элемента 5, а выход соединен с обнуляющим входом счетчика 10, счетныйвход которого соединен с выходомэлемента И 8, первая и вторая входные шины 11 и 12 устройства подключены соответственно к вторымвходам компараторов 1 и 2 и входаминтеграторов 3 и 4.Гармонические входные сигналы, по-.ступающие на.первую и вторую входныешины 11 и 12, интегрируются интеграторами 3 и 4 с постоянной времени,значительно превышающей их периодповторения, при этом выделяется постоянная составляющая входных гармонических сигналов (.постоянные напряжений О, и 0 приведены на фиг.2 о,и й.,С выделенньви постоянными напряже-,ниями в компараторах 1 и 2 сравниваются измеряемые переменные напряжения: с постоянным напряжением О., -сигнал (Ц, а с постоянным напряжением О, - сигнал(Ф). В результатеэтого на выходе комйараторов 1 и 2Формируются импульсные напряжения Ои О (фиг. 26, г), Сдвиг фаз междуэтими импульсными напряжениями равен сдвигу Фаз между измеряемымигармоническими сигналами Е(Ф) и Е(Ч, .Сдвиг фаз между двумя йолученными импульсными напряжениями преобразуется в равный ему временной интервал (Фиг. 2 д) с помощью элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, напряжение логической единицы на вйходе которого по-,является в те периоды времени, когда одно из импульсных напряженийна его входах равно логическому нулю. Эти импульсы подаются на одиниз входов элемента И 8, на другойвход которого подается импульсноенапряжение 0, , На третий вход элемента 8 подается импульсное напряжение с генератора б, частота которого во много раэ.больше длительнос-,ти измеряемого импульсного интервала Ф В результате логического сложе: Тираж 711 своевв Заказ 4576/ПП фПатентфВ ЮЮЮФВЮаВЮЮюВФВЮЮЮЮВ Ужгород, ул,Проект ния импульсов 0 фиг. 2 б импульса длительностью Ф (фиг.2 д 1 и импульсов с генератора б на выходе элемента И 8 формируится пачки им" пульсов напряжения ,(фиг. 2 ж), частота которых в,два раза меньше пер воначально сформированных импульсов такой же длительности Фиг.2 д., Количество импульсов в пачке. которое щюпорционально сдвигу Фаз между сформированными импульсными напряжениями 0, и 0. а следовательно и сдвигу фаз между измеряемыми гармоническими сигналами ЕФ и ЕЩ .измеряется счетчиком 10.В .промежутках между пачками импульсов счетчик 10 сбрасывается импульсами Фиг. 2 з сформированными с помощью элемента И 9 путем логического сложения проинвертированного инвертором 7 импульса О (фиг, 2 е)и импульса, пропорционального сдвигу Фаз гармонических сигналов т фиг. 2 д ). Таким образом, применение изобретения позволяет упростить способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов и ускорить. процесс измерения Фазовых сдвигов, так как постоянные напряжения,.с которыми сравниваютсн измеряеьиае гармонические.сигналы, всегда находятся в зоне величины измеряемых сигналов.