Способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(5)М. Кл. 6 01 В 25/00 Государственный камитет СССР по делам иэабретений н открытий(53) УД К 621,317.77 (088 О) Опубликовано 23.04.82 Бюллетень15 Дата опубликования описания 23.04,82(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВИзобретение относится к фазоизмерительнойтехнике и предназначено для использованияпри исследовании механических и гидравлических систем.Известен способ измерения фазовыхсдвигов, использующий принцип накопленияинформации (1.Этот способ сложен и не обеспечивает тре.буемой точности,Наиболее близким по технической сущностиявляется способ, основанный на двукратноминтегрировании исследуемых сигналов в анало.говой форме с последующим вьщелением вре.менных интервалов, пропорциональных фазово.му сдвигу (21.Однако этот способ имеет недостаточнуюточность измерения, обусловленную неравенствоьу нулю постоянной составляющей исследуе.мых сигналов, особенно сильно влияющу 1 о вобласти ннфраннзких частот,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей за счет обеспечениявозможности измерения фазового сдвига гар.монических сигналов с постоянными состав. ляющими в области инфранизких частот и по.вышение точности вследствие снижения влия.ния дрейфов параметров входных устройств.Для достижения этой цели согласно спосо"бу измерения фазового сдвига гармоническихсигналов путем преобразования фазового сдвига фаз во временной интервал, определяютвременные интервалы между моментами достижения первым гармоническим сигналом первого10заданного значения напряжения и вторым гар.моническим сигналом второго заданного значе.ния напряжения, определяют суммарное значе.ние временных интервалов и по полученномурезультату судят о фазовом сдвиге гармонических сигналов,1 ЗНа фиг. 1 показан график, поясняющийпредлагаемый способ; на фиг, 2 - блок-схемаустройства для его осуществления,Исследуемые сигналы можно представить20следующим образом-Сагап " " сА получаем ии + М=м+ Ч =сгь+=щг 4 1а (г + г- г- г 4) =2 ( Ч - Ч 1 ) откуда 1 - ч =. "1) где где С, А, С, А = сопзг,Ь - фаза сигнала 1 (г);.- фаза сигнала 1 (г).Определяем моменты прохождения сигналаФ (г) через уровень ц, и сигнала 1 (г) -через уровень 0,Единственными требованиями к уровнямОи ОбудутС - А 1(0С+А 1С - А ( 0 С+ А922658 5 20 4В моменты, когда 1(г)=Ои 1(О= О, комнараторы вырабатывают импульсы, поступа. ющие в блок 4 формирования интервалов ь иьБлок 4 состоит из ключей 5 - 7 и триггеров 8 - 10 и устроен таким образом, что после при. хода импульса "Запуск", стирающего предыдущую информацию счетчика 11, сигнал хромирующей частоты поступает на счетчик 11 только в интервалах времени г.1 - ги г 1-г 4(фиг. 2), а после прихода с компаратора 3 импульса, сдответствующего моменту времени г 4, схе. ма самоблокируется до следующего импульса "Запуск",.Накопленное за время цикла на счетчике 11 количество импульсов и можно определить следующим образоми:т г - г) + (г - г 4) 3 или, учитывая (1) и счет("1 )ф откудаЧ - Я=счвтПредлагаемый способ отличается от известного, так как за счет снижения влияния дрейфов нулей комнараторов повышается точность измерения, упрощается измерение фазового сдвига сигнала, содержащего постоянную составляющую, поскольку отпадает необходимость применения аналоговых интеграторов.30 Т= г - ги 7= г - г 4 - временные интервалы;г - г 4 - моменты времени, определяющие временныеинтервалы,Гаким образом, значение фазового сдвигаТаким образом, значение фазовогосдвига ( - ) не зависит от выбранных уставок 0 и постоянных составляющих С гармонических сигналов, достаточнолишь соблюдения условия, чтобыс ф.(г,) = х(г,2)(г) = уг ).Следовательно, долговременные дрейфынулей компараторов и не равные нулю постоянные составляющие исследуемых сигналов45не влияют на точность измерений,В то же время, дрейфы нулей эа время,сопоставимое с временем одного полупериодадаже весьма низкочастотных процессов, является величиной достаточно малой, что и определяет преимущества предлагаемого способа всравнении с известным.Устройство для осуществления предлагаемо.го способа состоит из блока 1, который содержит компараторы 2 и 3, сравнивающие значениясигналов 1, ведущие счет уставками О.55 Формула изобретения Способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов путем преобразованиясдвига фаз во временной интервал, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей за счет обеспе.чения возможности измерения фазового сдвига гармонических сигналов с постояннымисоставляющими в области инфранизких частоти повышения точности вследствие снижениявлияния дрейфов параметров входных устройств, определяют временные интервалы меж.ду моментами достижения первым гармоническим сигналом первого заданного значениянапряжения и вторым гармоническим сигналомвторого заданного значения напряжения, определяют суммарное значение временных интер.валов и по полученному результату судято фазовом сдвиге гармонических сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Я 446848,кл. 6 01 В 25/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР У 474763,кл. 6 01 й 25/00, 1975.,д, 4(5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная з 2575/60ВНИИПИ Государстве по делам изобретени113035, Москва, Ж,Тираж 719ого комитет и открытийаушская наб