Способ определения разности фаз двух синусоидальных сигналов

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ С(57) Изобретение отнотехническим измеренияк измерениям разностиретения является расши ИЯ РАЗНОСТИ ГНАЛОВ 3 ится к электров .частностифаз. Целью иэоб рение диапаэофаз до 2 7 Г, ли способ преозможн т расш ия, 2 нй измерения раэностДля достижения этой спользован ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Белорусский ордена ТрудовоКрасного Знамени политехническиститут(72) В.И.Новаш,Ф.А.Романюк, Н.Нцев дусматривает дополнительный сдвиг первого сигнала на угол Г/2 в сторону опережения, выделения разности мгновенных значений сдвинутого и второго сигналов, измерение значения этой разности и определение разности фаэ по формуле, приведенной в описании изобретения, Устройство, реализующее способ, содержит измерительные преобразователи 1 и 2 действу ющих значений синусоидального напряжения, трансформаторы 3 и 4 напряже- . ния, измерительный преобразователь 5 действующего значения синусоидального напряжения, фаэовращатель 6, измерительный преобразователь 7 дей- Ж ствующего значения синусоидального напряжения, решающий блок 8, Способ позволяет производить измерение раз- ( ности фаэ от 0 до 2 П, т.е, во всем диапазоне в ых значений. Зтообеспечивае ирение области егоИзобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим измерениям для определения разности фаэ двух низкочастотных синусоидаль-. ных сигналов.Целью изобретения является расши" рение диапазона измерений разности фаз до 2 П .Способ позволяет производить измерение разности фаэ в диапазоне от О до 27 Г, т.е. во всем диапазоне возможных значений, что обеспечивает расширение области его использования,На Фиг. 1 изображена векторная диаграмма сигналов для положительной (3 ) О, фиг. 1 а) и отрицательной (о ( О, Фиг. 18) разности фаэ," на Фиг. 2 - упрощенная структурная схема устройства для определения разности Фаз напряжений двух синхронных генераторов.Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит измерительные преобразователи 1 и 2 действующих значений синусоидального напряжения, которые подключены к трансформаторам 3 и 4 напряжения соответственно первого и второго генераторов, измерительный преобразователь 5 действующего значения синусаидальнога напряжения, включенный на разность мгновенных значений контролируемых напряжений, Фаэаповаратный блок 6, который подключен к трансформатору 3 напряжения первого генератора измерительный преобразователь 7 действующего значения синусоидального напряжения, включенный на разность мгновенных значений сдвинутого на угол Н/2 первого и второго контролируемых напряжений, решающий блок 8, соединенный с выходами всех изме,рительных преобразователей,Синусоидальнае напряжение первого генератора Бс вторичной обмотки трансформатора 3 напряжения подается на входы измерительного преобразователя 1 напряжения и Фазопаваротнага блока 6, С помощью фаэопаворотнаго блока 6 напряжение первого генератора Б, сдигается на угол П/2 в сторону опережения, При этом величина выходного напряжения Фаэаповаротного блока б П остается равной величине входного напряжения 13,. Напряжение второго генератора с вторичной обмотки трансФорматора 4 напряжения Нг подается на вход изме рительнога преобразователя 2. Навход измерительного преобразователя5 подается разность мгновенных значений напряжений вторичных обмоток 5 трансформаторов напряжения Ц , а1 гна вход преобразователя 7 - разностьмгновенных значений сдвинутого наугол Ч 1/2 первого и другого контролируемого напряжений 1гзВыходные сигналы указанных лреабраэователей, представляющие в некором масштабе действующие значенияизмеряемых напряжений, поступают навход решающего блока 8, Решающийблок 8 по значениям поступающих наего вход сигналов производит вычисление разности Фаз в соответствии сФормулой а а О, + О-О,г а ъ(О,+Цг гз)асо гБ и Б - соответственно дейЯствующие значенияпервого и второгосигналов;- действующее значениеразности мгновенныхзначений контролируемых сигналов;П - действующее значениеразности мгновенныхзначений сдвинутогона угол Т/2 и другого контролируемо го сигналов.Формула (1) является результатомрешения двух треугольников (фиг. 1):первого, образованного векторами обоих сигналов О и И и векторомЯ40 разности мгновенных значений этихсигналов 0, , и второго, образованнога вектарамй сдвинутого первого сигнала на угол 1 Г/2 (в сторону опережения) Пи другого контролируемого 45 сигнала Бг, а также векторам разности иэ мгновенных значений Б , Старог.зны укаэанных треудольникав равны длинам соответствующих векторов ипредставляют собой действующие эначе ння сигналов: 0, 13 , Б П и П1 ф я 1 гф 3 гзВ результате решения первого треугольника, стороны которого являютсядействующими значениями сигналов Б 1,и Б определяют модуль раэ ности Фаз(4; и 2 4 ,-и, и и1 5) де олучаормул выраТаким тся в,р 2) и (5 ение.К неп раметрам дляфаз по формулющие значения лов Би Бд, разности их м игналов Иэ второго треугольника, стороны которого являются действующими значениями сигналов О, Оэ и Б э определяют знак разностиффаз, учитывая при этом следующее. Если угол между векторами сдвинутого первого на П/2 в сторону опережения 0 э и другого контролируемого 0 сигналов с удовлетворяет условию О оси /2, то разность Фаз 8 находится в диапазоне О8 ( и и считается положительной (О ) О, Фиг. 1 о). Если же угол ы, удовлетворяет условию и/2 Ы ( и то разность Фаз принадлежит диапазону - Пс 8 6 О и считается от 15 рицательной ( о ( О, Фиг, 16) . На основании изложенного Формула для опре" деления знака разности Фаэ может быть записана в видевддп 8 - эцп(созс)(3)20Из треугольниика 4 образованного векторами сигналов Б и 6 , Б сле 2дует Учитывая, что 2 ОУО и 11 = 11, выражение для определения знака разности Фаз имеет вид 30 2зп (ц, + иОбразом, Формула (1)езультате объединения) в одно математическ осредственно используемым паопределения разности (1) относятся действу- контролируемых сигна действующее значение новенных значений Б,и действующее значение разности сдвинутого на угол Н /2 (в сторону опережения) и другого контролируемого сигналов Б , которые измеряются сз 1помощью устройств, реагирующих на действующие значения,Формула изобретения Способ определения разности фаэ двух синусоидальных сигналов, заключающийся в том, что выделяют разность их мгновенных значений, измеряют значение этой разности и значения обоих сигналов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений разности фаз до 2 Н, дополнительно сдвигают первый сигнал на угол Г/2 (в сторону опережения), выделяют разность мгновенных значений сдвинутого и второго сигнала, измеряют значение этой разности и определяют разность фаэ 3 по Формуле 8 = Е здцп (У + У - 11 ) агссовх 2 2 аз- соответственно значения первого и второгосигналов;- значение разности мгновенных значений контролируемых сигналов; - значение разности мгноенных значении сдвинуого на угол О/2 и друого контролируемого1275320ЫггСоставитель В.ШубинРедактор И,Шулла Техред АКравчук Корректор МЛароши Заказ 6555/35 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4