Фазометр для исследования систем автоматического управления

(53)М. Кл.2 6 01 В 25/00 с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетГосударственной комитетСССР но делам изобретений н открытийI54) ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМАВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобертение относится к контрольно-измерительной технике общего назначения и может быть использовано для исследования фазочастотнойхарактеристики системы автоматического управ ления или ее динамического звена при проведении лабораторных Испытаний.Диапазон частот 0,001 - 10 гц. Известен инфранизкочастотный Фа О зометр для исследования систем автоматического управления, содержащий два усилителя постоянного тока, блок проверки нулей усилителей, два импульсных индикатора прохождения входных напряжений через нуль, два усилителя импульсов блок отсечки интервала времени между импульсами, пусковую схему, генератор импульсов, стабилизированный кварцем, счетчики 20 импульсов 11)Однако частые сбои в работе схемы инфраниэкочастотного фазометра-частотометра снижают достоверность результатов измерения; кроме того требуют ся дополнительные математические вычисления при определении сдвиГа фаэ, . что существенно увеличивает время, необходимое для измерения и снижает наглядность измерения фазы. ЗО Известен также инфранизкочастотный фазометр, содержащий Фазо-цифровые преобразователи, счетчики импульсов, логическйе элементы, генераторы инфранизких частот (2), Этот фазометр имеет сложную конструкцию и дополнительные специальные источники, пита ния. Ои имеет длительное время измерения и не обеспечивает непосредственного отсчета Фазы.Наиболее близким техническим реше- нием к изобретению .является инФра- низкочастотный фазометр, который состоит из генератора сйнусоидальных колебаний, индикатора перехода выходного сигналов через нуль, блоков включения, интегратора, к выхрду ко торого подключено отсчетное устройство, например стрелочиый прибор 3.В данном устройстве для измерения сдвига Фазы между входньм и выходным сигналами системы автоматического управления, в котором объект управле ния имеет больщую массу (тысячи :тонн), наобходимо длительное вреюф л(несколько минут) для определения периода следования сигналов инфранизкой :частоты,Кроме того, устройство имеет сложную Функциональную схему и низкую664116 3точность измерения Фаэы при изменении частоты сигналов.Целью изобретения является упрощение и ускорение измерения фазового сдвига между входным и выходным сиг-.налами инфранизкой частоты системы автоматического управления. 5Достигается это тем, что в фаэометр для исследования систем автома;, тического управления, содержащий ге" нератор синусоидальних колебаний, к первому выходу которого подключен вход 0 индикатора перехода выходного сигнала через., нуль, а к второму - первый вход блока включения, интегратор, к выходу которого подключено отсчетйое устройство, например стрелочный при бор, введен индикатор включения, а выход индикатора перехода выходного сигнала через нуль соединен с вторим входом блока включения, выходы которогоподключены к индикатору включе- о 0 ния и к входу интегратора;Иа Фиг. 1 иэображена Функциональная электрическая схема Фаэометра для исследования систем автоматического управления; на фиг, 2 - то же, принципиальная схема.Фазометр.содержит. генератор 1 синусоидальных колебаний, исследуемую систему 2 автоматического управления или динамическое звено, блок включе-; ния 3, индикатор 4 перехода выходного сигнала через нуль, интегратор 5, отсчетйое ,устройство 6 (стрелочнийприбор); индикатор 7 включения (лампа накаливания).Выход генератора 1 синусоидальйнх оо колебаний соединен через исследуемую систему 2 автоматического. управления, с входом индикатора 4 перехода сигнала через Ауль, выход коо."орого йодключен к входу блока включения, 3, Выхо ди блока включения 3 соединены с ин дикатором 7 включения, с входом интег ратора 5 .и с генератором 1 синусоидальных колебаний (с его схемой запус каГ. Выход интегратора 5 подключен к отсчетному устройству б (стрелочному, прибору), а элемент, с помощью которого изменяют постоянную времени-интегратора, соединен с элементОм наст ройки частоты генератора синусоидаль ныл колебаний. Устройство работает следующим ,образом,При установке тумблера 8 в положе ние фиэмерение на блоке включения 3 (на Фиг. 2 этот тумблер 8 изображен в выключенном положении, соотвЕтствующим состоянию сбросфф) отключается напряжение О от схемы запускагенератора 1 синусоидальных колебаний и подается постоянное напряжениечерез размыкающий контакт 9 и реэистор 10 на вход интегратора 5 и навход индикатора 7 включения (лампинакаливания). 4Кроме того, при установке тумбле. ра 8 в положение измерение подготавливается цепь питания реле повторителей 11 и 12 индикатора 4 прохождения сигнала через нуль и отключается шунтируюшая цепь между входом и выходом интегратора 5. Генератор 1 синусоидальних колебаний начинает генерировать сигналс нулевой начальной фазой, которыйпоступает на вход исследуемой систе:мы 2 или звена,Интегратор 5 интегрирует постоянный сигнал О с постоянной времени интегрирования ВС интегратора 5, пропорциональной частоте синусоидальногосигнала.Индикатор включения 7 сигнализирует о том, что идет процесс измерения фазы (горит лампа накаливания),Индикатор 4 перехода выходногосигнала через нуль включается в работу, которая заключается в следующем,Если выходной сигнал системы 2 от-.стает по Фазе от входного, то отрицательная полуволна выходного сигналапроходит. через диод 13 на обмоткучувствительного реле 14. Реле 14 срабатывает и с помощью своего, замыкающего контакта 15 подключает напряжеййе питания к обмотке реле-повторите"ля 11, Реле-повторитель 11 срабатывает и своими замыкающими контактами16 самоблокируется, а замыкающий контакт 17 подготавливает цепь срабатывания чувствительного реле 1:8.Как только выходной сигнал системы 2 пройдет нулевое значение, то че-рез диод 19 срабатывает чувствитель-.иое реле 18, которое с помощью своихзамикающйх контактов 20 подключитцепь питания реле-повторителя 12.Реле 12 сработает. Размыкающий контакт 9 отключит постоянное напряжение О от входа интегратора 5 и отййдикатора включения 7, а замыкающийконтакт 21 включит цепь самоблокировки реле 12, интегратор 5 прекратитинтегрирование. Индикатор включения 7отключится (лампа накаливания погаснет), сигнализируя о том, что процессизмерения фазы эавериен и можно осуществлять отсчет (снимать показания)с отсЧетного устройства б. При этомвремя, затраченное на измерение Фазы,ие превышает половини периода следования сииусоидальиого сигнала, чтовыгодно отличает предложеийое устройство от известных.Если выходной сигнал опережает поФазе входной сигнал, например в случае исследовайия форсирующего звена,то положительная полуволиа выходногосигнала через диод 13 на обмотку чувствительного реле 14 не проходит. Вэтом случае время, затраченное наизмерение Фазы, превышает половину пе664 формула изобретения иг.7 авитель ед Э.ЧУ ловаКорректор И.Муска Редактор Е.Г чар 43 Тираж 1089 ПНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушсПодписномитета СССоткрытийя набд.4 аз 298 лиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 ч риода следования синусоидального сигнала.Градуировкаотсчетного устройства выполнена от 0 до -360 , при этом диапазон от - 180 до -360 соответствует положительному фазовому сдвигу от 0 до +180 5 Изменение частоты синусоидального сигнала во время кзмерения фазы Тт.е. в течение одного периода синусоидального сигнала) не оказываетвлияния р на точность измерения, так как пос- тоянная.,времени йнтегрирования ЕС интегратора 5 прямо пропорционально зависит от периода следования синусоидального сигнала.Для измерения фазы синусоидальных сигналов другой частоты необходимо привести в исходное состояние схему фазометра путем установки тумблера 8 в положение сбросф ..На ФиГ. 2 положение тумблера 8 со 20 ответствует этому состоянию.Постоянное напряжение О поступает на вход схемы запуска генератора 1 синусоидальных колебаний, который прекращает генерирование сигналов и"возвра щается в исходное. состояние. Кроме того, при установке тумблера 8 в положение сброс отключается питающее напряжение 0 от обмоток реле-нов. торителей 11 и 12 и щунтируются об кладки конденсатора цепй обратной 16 6связи интегратора 5. Интегратор 5 разряжается, а реле-повторители 11 и 12 разблокируются; Схема фазометра приходит в исходное состояние,азометр для исследования систем автоматического управления, содержа" щий генератор синусоидальных колебаний, к .первому выходу которого подключен вход индикатора перехода выходного сигнала через нуль, а к второму - первый вход блока включения, интегратор, к выходу которого подключено отсчетное устройство, например, стрелочный прибор, о г л и .- ч,а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и ускорения измерений фазового сдвига между-входным и выходным " сигйалами ийфрайизкойчастоты, в него введен индикатор включения, а выход индикатораперехода выходного сигнала через нуль соединен с вторым входом блока включения, выходы которого подключены к индикатору включения и к входуинтегратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Фазомегр-частотомер НФ=ЗМ. Техническое описание 1965.. 2. Авторское свндетельство СССР Р 347678, кл. 6 01 В 25/00, 1971.3, Авторское свйдетельство СССР Р 222551, кл. С 01 й 25/00 1971