Фазометр компенсационного типа

Союз Советск циалистических Республик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ льствависимое от авт. св л, 6 01 г 25/О 30,111,1970 ( 1418981/18-1 льстваЗависимое от авт. свидПриоритетОпубликовано 05.71,197 Комитет по деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР УДК 621.317.373.02.19 С 1 СОЮЗНА ПАТЕКТ 1 ат -е. бнелиоч екй вторыобретени Преображенский ков Заявите ЗОМЕТР КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИ Фазометр компенсационного типа используют в электротехнике, радиотехнике и техеике проводной связи в,качестве прибора для измербния у 1 станоВи 1 вшегося 3 начения сдвига фаз иди сдвига фаз имеющегося колебания в течение времени,Эти фазометры, реализующие метод компенсации или сравнения сдвига фаз, характеризуются ручным уп 1 равланием образцовым (калиброванным) фазовращателем, Это требует болыших затрат времени на паисии момента совпадения началыной фазы исследуемог,о сигнала с начальЙой фазой опорного колебания пр 1 и установившемся (стационарном) значении сдвига фаз и, кроме того, пракп ичесаи невозможно осуществить измерения при флюктуациях (изменениях,во времени) разности фаз,Цепль изобретения - автоматизация йроцесса,измерения сдвига фаз, а также иидинация показаний при флю,ктуациях измеряем,ой разности фаз.Это достигается тем, ччто в предложенном фазометре образцовый фазовращатель снабжен механическим привадом от двигателя и одновибратором, соединенным с,двигателем, входы,одновибратора соединены с выхо 1 дами двухканалын 1 ого логического устройства И, подключенного к выходам импулысных каскадов,находящихся в цепях опорного и исследуемого сигналов, а к выходам логического устройства И подключены каскады световой и,нликации.На фиг, 1 показана блокнсхема предтагаемого фазометра.Схема содержит образцовый фазовращатель 1, прокалиброванный во всем фазовомцикле от 0 до 360 и имеющий две шкалы сосдвигом на 180, каскад 2 формирования но 10 ротких импульсов, соответствующ 1 их начальным фазам оворного напряжения, проходящего через образцовый фазовращатель, фазоинвертор 3 в цепи исследуемого по фазесипнала, двухканалыный узел 4 формирова 15 ния импульсных паследователыностей, соответствующих начальньвм фазам основного ифазоинвертотро 1 ванного исследуемото по фанзесипнала, двигатель 5 для механического вращения ротора образцового фазовр ащателя,20 редуктор 6 для обеспечения наиболее оптимальной скорости вращения ротора фазовращателя, электронный ключ 7 (олно 1 вибратор),обеспечивающий пуск, рабочий ход и,остановку двигателя, источник 8 электрического25 питания двигателя, двухканальное логическое устройство 9 И, сипналы с выхода которого управляют работой одновибрато 1 ра,каскады 10, 11 световой индикации, обеспечивающие прочтение измеренной разности30 фаз в цифровой форме,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Работа устройства может быть пояснена с помощью эпюр напряжений, изображенных на фиг. 2 на входах и выходах отдельных каскадон и узлов фазометра компенсационного типа. Рассмотрены два случая: когда опорные колебания опережают исследуемый сигнал,на 90 и случай, соответствуюащий отставанию опорного колебания также на 90 или, что то же самое, копда опорнае напряжение опережает исследуе 1 мый сигнал на 270.На эпюрах А и А непрерывной линией показано опорное напряжение, ииеющееся яа входе образцового фазоаращателя 1 и передаваемое в той же фазе на вход каокада 2 формирования коротких импульсов, Это исходное состояние фазометра, копда фазовращатель стоит в "нулевом положении н опорное колебание,на его выходе не претераевает фазовыхивмЬнений,В мом случае на выходе каскада 2 создаются отрицательные импульсы (эпюры Б и Бг), нередний фронт которых соответствует началам периодов опорного на,прякения. Ол,новремевно с подключением оаорного колебания на вход фазометра подан н исследуемый по фазе сипиал. Этот сипнал изображен в внде эпюр В, и В. Исследуемый по фазе сипнал в соответствии с блоксхемой фазометра подключен к фазоинвертору 8, на выходе которого имеются два напряжения, сдвинутые одно относительно другопо на 180.Для краткости будем считать, чтьо исследуемый сипнал, не имеющий фазового сдвига на выходе каскада 2, также соответствует эпюрам В и В,. Три этом фазоннвертированный сигнал (сдвинутый на 180) представлен эпюрами Г и Га,Указанные напряжения (эпюры В и Г) податны на входы двухканального узла 4 формврования импульсных последовательностей. На выходах узла 4 получаем две последовательности отрицательных импульсов, передний фронт которых соотвегствует началам периодов асиовного исследуемого сипнала (эпю 1 ры Д и Д) н после поворота его на 180 (эпюра Е и Е). Импульсы с выходов каскада 2 н узла 4 аоступают на двухканальное логическое устройство 9 И, где происходит их сравнение на олновременность поступления, т, е. проверка,на совпадение опорных импульсов с импульсами исследуемого сигнала,Импульсы, указанные на эпюрах Б и Ба непрерывной линией, не совпадают по времени поступлення ни с одним из вмпульсов, показанных на эпюрах Д и Дь а также Е и Е. Это означает, что,на выходах устройства 9 сигналы совпадения отсутствуют и следовательно их нет на входах одновибратора 7 и на входах каскадов 10 и 11 световой индикации. Индикаторные лампы каскадов 10, 11 погашеяы, так как двигатель б через одновнбрадор 7 подключен,к источнику питания 8 и находится в работе, т. е, вращает ротор 4образцового фазовращателя 1. В результате этого опорное напряжение приобретает фазовый сдвиг, что и отмечено на эпюрах А и А пунктирной линией. Импульсы на выходе каскада 2 также приобретают пе 1 ремещения, строго следя за перемещением начальной фаопорного колебания. Импульсы, показанные на эпюрах Б и Б пунктиром, соогветствуют началам пернодов синусоидальных напряжений, также изображенных пунктиром на эпюрах А 1 и А. Работа двигагеля 5, следовательно и изменение ь.ачальной фазы опорного напряжения, происходит до тех аор, пока хотя бы один из опорных импульсов яе совпадет с каннам-либо импульсом из имеющнхсн двух последовательностей исследуемого сипиала.В первам случае импульс (эпюра Б) бьпстрее подойдет и будет совпадать с импулысами, показанными на зпюрах Дь а:во второи случае импульс (эпюра Б) - с импульсами (эпюра Е) . Импульсы совпадения (эпюры Ж 1 и Жа), появившиеся на выходах устройства 9, воздействуют на одновибратор .7, который обреапирует на это мгновенным размыканием цепы питання двигателя 5 (эпюры И и И). Раббота,фазовращателя приостановлена, остается только произвести отсчег из.меренного угла сдвига фаз. Для этого имеются два каскада 10, 11 световой индикации, подключенные к соогветствующим выходамустрощства 9.В первом случае произойдет срабатывание каскада 10, во втором - зажжется тиратрон каскада 11. Импульсы, поступающие на входы этих каскадов, представлены на фиг, 2 также в виде эпюр Ж и Ж, Высвечивание цифр продолжается до тех пор, пока не изменится сдвиг фаз или не выключится одно из сравниваемых напряжений. Последний случай рассмотрению не подлежит, так как это элементарная неисправеость в измерениях. Если же изменится, сдвиг фаз, то на это прежде всего отзовется один из ранее работавших каскадов индикации - ,тиратрон погаснет, а спустя некоторое время вкдючигся двигатель фазомепра.,Вовремя между погашением тиратрона и выключением двигателя определяется постояиной временн одновибратора 7 и может быть выбрано заранее. Выше ужеуказывалось, что в случае измерения флюктуаций разности фаз каскады световой индикации должны быть выполнены по схеме одновибратора.Это позволит обеспечить одновременность тащения тнратрона и включения двигателя фазометра, а время срабатывания одновибраторов также может быть отретулировано заранеее.Диапазон частот срааннваемых по фазе колебаний,или диапазон частот работы фа,- зометра в предлагаемом устройспве определяется дианазонностью работы образцового фазовращателя. Диапазон от нескольких десятков герц до 3 - 5 кгпв может быть выпол 34 О 982нен некоторыми изменениями схемы фазовращателя, а для дальнейшего расширения диапазона потребуется преабразование сравниваемых по фазе частот с помощью общего гетеродика и,приведение их к одной рабочей частоте фазовращателя,Предлагаемый фазометр компенсациюнного типа наряду с возможнюстью точного цифровово отсчета изморенного сдвита фаз (имеется в виду, что цифры на шкалах будут нанесены фотаметрическим способом и будет иопользована оптика) позволяет легко осуществдять и регистрацию результатов фазовых измеригий в течение.времени.Для этого могут быть использованы извеспные,преобразаватели твпа угол - напряжение или угол поворота - код, устанавливаемые ва роторе образцового фазовр а,щап еля. Предмет и з об р е т е н и яфазаметр компенсацианного типа, содержащий в цепи опорного напряжения образцовый фазовращатель, пракалибраванный во всем фазовом цикле 0 - 360, соединенный с каскадом фармиравания импульсов, а в цепи 5исследуемого по фазе сигнала - последовательно соединвнные фазоннвертор и двухканальяый узел формиравания импульсных последовательностей, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса измврения 1 Осдвига фаз, а также для индикации показаний при флюктуациях измеряемой разнасти фаз, абр азцовый фазан р ащатель сн абжен механическим приводам от двигателя и одновибраторам, соединенньвм е двигателем, вхо ды одновибратора соединены с выходами двухканального логического устройства И, подключенного к выходам импулысных 20 каскадов, находящижя,в цепях апорцопо иЮссдедуемого сигналов, а к выходам логического устройства И подключены каскады световой 1 индикации.ография, пр. Сапнова И Кр казо 32115 Изд.807 НИИПИ Комитета по делам изобретений Москва, Ж, РауТираж 448 Подписнооткрытий при Совете Министров ССС кая наб., д. 415