Датчик фазы

119 Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 25 ОО лГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Пензенский политехиичесхий институти Ленинградский электротехнически 11 институт им. В. И. Ульянова(Ленина)(54(57) ДАТЧИК ФАЗЫ, содержащийотрезок линии нагрузки, подключенные кней два последовательно соединенныхконденсатора и трансформатор тока, дю,элемента совпадении, два интегратора .иэлемент сравнения, причем входы элемента сравнении подключены к выходам интеграторов, входы которых подключены к выходам элементов совпадения, первые вхрды которых через первый усилитель-ограничитель подключены к общей точке двух последовательно соединенных конденсаторов, а второй вход одного Из элементов совпадения через второй усилит ограничитель подключен к трансФорматору тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона датчпса, в него введены последовательно дополнительные конденсатор и резистор, подюпоченные к третий усипитеш огр рого подключен к общ элементов, а выход - элемента совпадения, матор тоха защунтиро линии нагрузки, аничитель, вход котоей точке указанныхСй ко второму входу Е при этом. трансфорван резисторомИзобретение относится к радиоиэмерительной техшве, а (юлее конкретно к авто-,матическим согласующим устройствам.Известен датчик фазы, содержащий дватрансформатора тоха, емкостной делительнапряжения, фильтр нижних частот, двадиода и дроссель 1 3.Недостатком устройства является то,что система автонастройки с таким датчиком может быть согласована только при 10чисто активном характеристическом сопротивлении,Наиболее близким по своей техничес.кой сущности к изобретению является датчик фазы, содержащий фидерную линшо, 15емкостной делитель напряжения, трансформатор тока, два усилителя-ограничителя, два элемента совпадения, дваинтегратора, а также . элементы сравпения, причем входы элементов сравнения 20подключены к выходам интеграторов, авходы интеграторов соединены с выхода-ми элементов совпадения, входы элементовсовпадения подключены к выходам усилителей-ограничителей, причем первые входы элементов совпадения подключены кпрямому выходу первого усилителя-ограничителя, вход которого подключен кемкостному делителю напряжения, второйвход второго элемента совпадения под- ЗОключен к инверсному выходу второго усилителя-ограничителя, прямой выход которого подключен ко второму входу первогоэлемента совпадения, а вход второго усилителя-ограничителя соединен с трансфор-,матором тока 2Недостатком данного устройства является малый рабочий диапазон, т. е.напряжение на выходе датчика равно ну О лю тольхо тогда, когда фазовый угол меж-, ду током и напряжением равен нулю.Белью изобретения является расширение рабочего диапазона датчика.Бель достигается тем, что в устройст-, 4 во, содержащее отрезок линии нагрузки подключенные к ней два последовательно соединенных конденсатора и трансформатор тока, два усилители-ограничителя два элемента совпадения, два интегратора и элемент сравнения, причем входы .элемента сравнения подключены х выходам интеграторов, входы которых подклю- чены к выходам элементов совпадения, первые входы которых через первый усилитель-ограничитель подключены к об 55 щей точке двух последовательно соединеннь 1 х хонденсаторов, а второй вход одного . иэ элементов совпадения через второй усвщтещ ограничитель подключен к трансформатору тока, введены последовательносоединенные дополнительные конденсатори резистор, подключенные к линии нагрузки, третий усилитель-ограничитель, входкоторого соединен к общей точке указанных элементов, а выход - ко второму входу второго элемента совпадения, при этомтрансФорматор тока эашунтирован резистором,На чертеже представлена функциональная схема датчика.Устройство содержит конденсаторы1, 2 и 3, трансформатор 4, резисторы5 и 6, усилители-ограничители 7, 8 и9, алементы совпадения 10 и 11, интеграторы 12 и 13, алемент сравнения14. Входы элемента сравнения 14 соединены с выходами интеграторов 12 и 3.3,Входы интеграторов 12 и 13 подключенык выходам алементов совпадения 10и 11,Первые входы элементов совпадения1.0 и 11 соединены с выходом усилителя-ограничителя 7, вход которого подключен к емкостному делителю напряжения3. и 2,Второй вход элемента совпадения 10подключен к выходу усилителя-ограничителя 8, вход которого подключен к трансформатору тока 4, Второй вход алементасовпвдения 11 соединен с выходом усилителя-ограничителя 9, вход хоторого подключен в фазосдвигающую цепь 3 и 6,Резистор 5 подключен параллельно трансформатору тока 4.Устройство работает следующим образом.Напряжение О., снимаемое с емкостного делителя 1, 2 подается на усилитель-ограничитель 7, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы. Одновременно напряжение 0 с трансформатора тока 4, эашунтированного малым сопротивлением резистора 5 такой величины, чтобы напряжение 02 было в фазе с протекающим током, подается на усилитель-ограничитель 8. Усиленные и ограниченные сигналы с усилителей 7 и 8 попадают на два входа элемента совпадения 10.(Необходимо отметить, что алемент совпадения 10 и 11 представляет собой логический элемент И). На их выходах получаются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна фазовому углу , менщу током и нвдряжениею в нагрузке, Полученные прямоугольные импульсы подаются на, вход интегратора 12, гдь-длительность3 1029097импуйрсов.,феобрвзуется в вепичину пос- эпемент совпадения, но Ма другой вход, тоянного напряжения. Напряжение с выл- подается импульс, ним усснимаемый с усипитедв интегратора подается на,один из ля-ограничитепя 7. входов элемента сравнения 14. Очевидно,. Следоватепьно, нв выходе эпемента дпя того чтобы напряжение на выходе 5 совпадения 11 получают импульс, длитей- , эпемэнта сравнения,быпо равно нупю, что юность которого пропорциональна фазовому ,должно соответствовать наперед заданно- углу между. напряжением нагрузки и пап; му фвзовому угпу между током. и и нап- ряжэнием 0, снимаемым с фвзосдвиряжэнием в нагрузке, необходимо на вто- гакицей цепи. йалее длительность импульрой ее вход подать напряжщуие точно та са преобразуется интегратором в величи,кой же амплитуды. Это достигается фазо- ну постоянного напряжения.1 сдвю ающей йепью, которая состоит из Информация с выхода элемента сравнеконденсатора 3 и сопротивления 6 (фазо-, ния будет однозначна Если фазовыйсцвигающая цепь может состоять из инаук- угол между током и напряжением будеттивности и сопротивления). Напряжение Оз Б больше фазового угла между фазосдвигв;снимаемогос резистора 6, будет сдвину- кяцей цепью и напряжением нагрузки, то то относительно напряжения нагрузки на напряжение на выходе элемента сравнения ,опредепенный фазовый угоп, который будет одного знаке, если меньше, то определяется параметрами элементов 3 другого.и, 6. йействительно 20 Применение разработанного датчикафазы позволяет автоматически соглвсоОЯ 0 Рвать нагрузку не топько на чистоака тивное характеристическое сопротивпение,3 с3 дено и на комплексное.С 25Ч" сИсФ, - Разработанный датчик позволяет проекНвпряжение ф подается на усипитель- тировать системы автонастройки помехо"3 Эограничитель 9, а затем на эпемент сов- защищенными:так как он основан на падения 11, Одновременно на этот же сравнении фаз, а не амплитуд.авите ед М Подаисное комитета СССР и открытий Раушскаа наб., д, 4