Фазоизмерительное устройство

О Л Й ( А Й Й Е о 61 а 427ЙЗОБРЕТЕН ЙЯ Союз Советскин Социалистических Республик)М, Кл. С 101 Й 25/О вкирисоединени осударстоеннын номнтетСовета Мнннстроо ССРоо делаы нзооретеннйн отноытнй(45) Дата опубликования описания 05,06,З) ЬдК 621 31) Авторы изобретения 71) Заявител ФАЗОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙ ние отнОситсяи предназначено змеРИ тел ля изме ь, дв гс поп учениобходи мо Однакорения фазынитепьныены быть уч резупьтага измеоиэводигь допопчиспени оторых дониннй устройст,тмегра, в на ока счет ва реверсивног также четкость ипи нечетно ть показасчега, Эт ния устройства резагрудняег эксппуного устройства.Целью предлаг версн агади ого фаз з и тел е устройст.ю цепь, двапя, включенемого иаоб емени повьпц гения явпиение нася сокрашенн Изобрете к иной технике и ре ния сдвига фазы между двумя электрическими сигналами в широком диапазоне фазовых сдвигов.Известно фаэоизмери ге щьное устр ойст во, содержащее фазосдвигающую цеп а фазоанапоговых преобразователя и ло метр 1)Отнако такое устройство непригодноФ 1 т дпя измерения сдвига фазы, превышающего 360 .Известно, фаэоиэмери тельное ус гройс гво, основанное на реверсивном счете цик- лов, содержащее фазосдвигающую цепь и 15 два фазо-аналоговых преобразователя в оптическом диапазоне частот, два триггера 11 мидта и устройство реверсивного счетаМОднако измерение фазы при помощи та кого устройства воэмБкно только с точ-.ностью + К/Я.Известны фазоизмеригельныва содержащие фазосдвигаюшуфазъ-аналоговых преобразоваге 5 ные последовательно с триггерами Шмидта, устройство реверсивного счета с григ гером знааа и вопьтметр, подключенный к выходу одного иэ феэо-анаяоговыхпреобразователей. Фаэосдвигайщая цепь Йспючена последоватепьно с одним из входов другого фазоанапоговогопреобраэовагем, а выходы триггеров Шмидта связаны с устройством реверсивного счета 3Это устройство поэвопяег производить реверсивный счет циклов изменения фазы и измерение при помощи вольтметра допей циклов.дежности и точности обработки результата измерения.;Поставленная. цель достигается тем, что в фаэоизмеригельное устройство, содержащее фаэосдвигающую цепь, два фазо аналоговых преобразователя, два триггера Шмидта;устройство реверсивного счета е триггером знака и вольтметр, оба входа одного иэ фазо-аналоговых преобраэс вателей и один вход второго фаэоанало гового преобразователя соединены со вхо дами устройства непосредственно, а другой вход - череэфазосдвигающую цепь, выходами фазоанапоговые преобразователи соединены с триггерами Шмидта, выходы которых соединены с устройством реверсив 45 ного счета, введены трехвходовый аналоговый сумматор и двухполупери одный выпрямитель, соединенные поспедовагепьно с вольтметром, логический блок и два аналоговых ключа, выходы которых соединены с входами ана) погового сумматора, третий вход аналогового сумматора соединен с выходом первого фазо-аналогового преобразователя, а входы логического блока связаны с выходами триггера знака и триггеров Шмидта, а выходы - с входами управления аналоговых ключей.Логический блок содержит четыре трехвходовых элемента И, соединенные попарао с двумя элементами ИЛИ, подключенными, ЗО к выходам логического блока, причем первые взводы первого и третьего, второго и четвертого элементов И подключены к выходам триггера знака, вторые входы пер. вого и второго, третьего и четвертого З 5 элементов И - к выходам одного триггера Шмидта, а третьи входы первого и четвертого, второго и третьего элементов И подключены к выходам другого триггера Шмидта.40 На фиг, 1 изображена структурная схе ма предлагаемого фазоизмерительного устройства; на фиг, 2 - графики напряжений,узлов схемы в функции фазы., 45фаэоизмерительное .,устройство содержит фаэосдвигающую цепь. 1, два фазо-аналоговых преобразователя .2 и,3, два,триггера 4 и 5 Шмидта, устройство 6реверсивного счета с триггером 7 знака,логический блок 8, два аналоговых ключа9 и 10, трехвходовый аналоговый сумматор 11, двухпопупериодный,выпрямитель12 и вольтметр 13,Входыфаэо-аналогового преобразоватепя 2 соединены со входами фазоизмеритепьного устройства, а один из входовфазо анапоговогопреобраэоватепя 3 подключен через фаэосдвигающую цепь 1.Ол.з Аъалаиааагоаым пйейбпйяоватЕПей ,а подключены к триггерам 4 и 5 Шмидта,а выходы последних - к устройству 6 реверсивного счета. Трехвходовый аналоговый сумматор 11 и двухполупериодныйвыпрямитель 12,соединены последователько с вольтметром 13, Входы аналоговыхключей 9 и 10 соединены соответственно с источниками попожлтепьного и отрицательного напряжений, а выходы - свходами 14 и 15 аналогового сумматора 11. Третий вход 16 аналогового сумматора 11 соединен с выходом фазо-ана-,логового преобразователя 2, Кроме того;входы логического блока 8 связаны с выходами триггера 7 знака и триггеров 4и 5 Шмидта, а выходы - с входами 17 и18 управления аналоговых ключей 9 и10.Логическая схема 8 содержит четыретрехвходовых элемента И 19-22, соедипенные попарно с двумя элементами ИЛИ.23 и 24, подключенными к выходам логического блока, причем первые входыэлементов И 19 и 21, 20 и 22 подключены к выходам триггера 7 знака, вторые входы элементов И 19 и 20, 21 и22 - к выходам триггера 4 Шмидта, третьи входы элементов И 19 и 22, 20 и21 подключены к выходам триггера 5Шмидта,фазоиэмеригепьное устройство работаетследующим образом.На входы фазо-аналоговых преобразователей 2 и 3 поступают непрерывные гармонические сигналы, между которыми измеряется сдвиг фазы, причем на один извходов преобразователя 3 сигнал поотупает сдвинутым фазосдвигающей цепью1 наЦ 2.Напряжения на выходах фазе-аналоговых преобразователей 2 и 3 в преоделах каждых 180 сдвига фаы пропорциональны этому сдвигу. рафики выход -ных напряжений преобразователей 2 и 3в функции 1 фаэы имеют вид пилообразныхпериодических кривых (фиг.3), сдвинутых. одна относительно другой на четвертьпериода. Триггерами 4 и 5 Шмидта этинапряжения преобразуются в прямоугопьные импульсы. В устройстве реверсивного счета 6 происходит подсчет импульсов,образованных иэ фронтов выходных импульсов триггеров Шмидта, через каждые четверть периода изменения фазы, при этомтриггером знака учитывается знак фазового сдвига.Выходное напряжение фаэо-аналоговогопреобразователя 2 поступает также навход 1". аналогового сумматора 11, внем в зависимости ог взаимного состояния тоиггеоов 4 и 5 Шмидта в григгере615427 О О О 11 0,1,2 7 знака может происходить апгебраиче- ское сложение этого напряжения с попожитепьным ипи отрицатепьным напряжеными, которые могут быть поданы на входы 14 ипи 15 через анапоговые кпючи 9 и 10, управпяемые погическим бпоком 8.Вепичины постоянных попожигепьных и от 2 бз до 1 Г(2 + 0,5) ото(2 й+ 0,5) до%(2 п+1) + от к (2 П+1) до 1 Г(2 гг+1,5) + от% (2 п+1,5) дои(2 п+2) + от - 2 Кодо - Щ 2 О,+0,5) от -1 Г(2 П+0,5) до -%(20+1) ог -К(20+1) до - %(2 0+1,5) от - Я (2 г +1,5) до Х (2 И +2) Если, например, фазовый сдвиг, нахо., дится в предепах от О до 0,5 Ж , то обакпюча 9 и 10 выкпючены, а выходныенапряжения сумматора 11 и двухпопупериодного выпрямитепя 12 равны напряжениюО.( йа выходе преобразоватепя 2. Еспи фа:зовый сдвиг находится в предепах от О,У)Гщй до )Г, то вкпючаегся днапоговый ключ 10. который подает 1 на сумматор 11 отрица-.гепьное напряжение, равное -Оп, в резупьтате на выходе сумматора появцяе-., ся отрицательное напряжение, равное: Й-Оп+0, а на выходе выпрямитепя 12 попожитепьное напряжениец О про порционапьное приращению фазы поспе0,53. Вепичина 0,5 йэафйксирована при этом в виде единицы устройством 6 ре о версивного счета.Еспи фазовый сдвиг находится в предепах от Й до 1,5 К, то кпючи 9 и 10выкпючены, выходное напряжение сумматора 11 равно - 0, а выпрямитепя 12 55+ Ц, .а есни фазовый сдвиг находится3в предепах от 1,53 Гдо 2 Г, то вкпючае 1 ся анапоговый кпюч 9, поспедний подает на сумматор 11 попожитепьное напряжение, равное ц которое скпадывается с 60 огрицате пьн ого напряжений выбираются р а в- ными - максимуму выходного напряжения фаэо-анапогового преобразоватепя 2. (Коэффициенты передачи по всем входам сумма тора при этом равны ) .Работа погического бпока происходит в соответствии с габпицей : О выкпючен, выкпючен1 выключен включен 1 выкпючен выкпючен О включен выкпючен О выключен выкпючен 1 вкпючен выкпючен 1 выкпючен выкпючен О выкпючен вкпючен отрицательным напряжением преобразовагепя 2, а на выходе сумматора 11 и на выходе выпрямигепя 12 напряжение равно Ц, - 04, го есть пропорционапьно, приращению фазы поспе 1,5 1 Г, При дапьнейшем увепичении фазы работа фазоиэмеритепьного устройства повторяется в той же поспедоватепьности, При отрицатепьном знаке фазового сдвига работа устройства происходит анапогично.Таким образом, резуньтат измеренияфазового сдвига между двумя входными сигнапами попучается в виде цепого чиспа четвертей периода, зафиксированного с указанием знака устройством 6 ревер сивиого счета и дробной части четверти периода, которая пропорциональна попожительному напряжению на выходе двухйопупериодного выпрямитепя 12, измеренному вопьтмегром 13. Резупьтат измерения фазы представпен в виде простой суммы цепого чиспа - показания устройства реверсивного счета, и дробного - показания вопьгметра, что упучщвет эксппуатационные хврактерисгики фаэоиэмеритепьного устройства. Лпя удобства. отсчета может быть выбрано О 1 В, ацифровой индикатор вольтметра к эпстру ктивно может быть размегцен рядом с цифровым индикатором устройства реверсивного счета и отделен ог него запятэй.Применение предлагаемого устройства экэномит время проведения измерений и эбработки результатов и исключает ошибкирасшифр овки. Формула изобретения1 О1. фазоизмерительное устройство, содержащее фазосдвигающую цепь, два фазоанапоговых преобразователя, два триггера Шмидта, устройство реверсивного счета с триггером знаки и вольтметр, эба входа одного из фазо-аналоговых преобразователей и одни вход второго фазо-аналогового преобразователя соединены со входами устройства непосредственно, а другой вход - через фазосдвигающую цепь, выходами фазоаналоговые преобразователи соединены с триггерами Шмидта, выходы которых соединеныс устройством реверсивного сче 1 а, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени,25 повьодения надежности и точности обработ ки результата измерения, в него введены трехвходовой аналоговый сумматор и двухполупериодный выпрямитель, соединенные последовательно с вольтметром, логиче 30 ский блэк и два аналоговых ключа, выходы которых соединены со входами анапогэвэгэ сумматора, третий вход аналогового сумматора соединен с выходом первофазэ-анапэгэвэгэг . преобразователя, авходы логического блока связаны с выходами триггера знака и триггерэв Шмидта,а вьгхэды - со входами управления аналоговых ключей.2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что логический блок выполнен в виде четырех трехвходовых элементов И, соединенные попарно с двумяэлементами ИЛИ, подключенными к выходам логического блока, причем, первыевходы первого и третьего, второго и че 1вертого элементов И подключены к выходам триггера знака, вторые входы первого и второго, третьего и четвертогоэлементов И - к выходам одного триггера Шмидта, а третьи входы первого и четвертого, яторого и третьего элементовИ подключены к выходам другого триггера Шмидта.Источники информации, принятые вэвнимание при экспертизе;1, Беповин О,В. Основы радионавигации, М Сэв, радио, 1967, с.300.2. Корэнкевич В. П. и др. Лазерньйинтерферэметр для измерения длины,"Автометрия, 1971, % 1,3. Кирьянов В. П. и дрЭлектронноеустройство счета и регистрации дпя лазерного измерителя перемещений, "Автоме трия ", 1 97 1, М 1.Составитель С. КузнецовТейэед С. Беда Корректор И. РоксичЗакаэ 3903/38 Тираж 1112 П одписн ое ВНИИХИ Государственно о комитета Совета Министров по декам изобретений и открытий 113038, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Финиан ППППатент, Г. Ущгоооа, ун. Проектная.