SU1019355A1 - Способ измерени фазового сдвига - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке фазометров .

Известен способ измерени  фазовых сдвигов, основанный на промежуточном преобразовании фазового сдвига в по сто нное напр жение путем осреднени  пр моугольных импульсов, имеющих посто нную амплитуду и длительность, . равную временному интервалу, пропорциональному фазовому сдвигу f1 3

Недостатком этого способа  вл етс  зависимость; результата измерений от амплитуды пр моугольных импульсов , что ограничивает его точ- ность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ измерени  фазового сдвига, основанный на основном и дополнительном интегрировании входного сигнала, причем начало дополнительного интегрировани  фиксировано во времени, а конец дополнительного интегрировани   вл етс  несущей координатой времени 23..

Недос,таТки известного способа заключаютс  в следующем. Во-первых, ему присуща недостаточно высока  точность из-за необходимости измерени  амплитуды сигнала и наличи  двух операций интегрировани /Этот не/достаток особенно ощутим в области низ ких и инфранизких частот. Возникающие за счет этого погрешности затем ни как не компенсируютс . Во-вторых, результат измерени  зависит от частоты входного сигнала, что приводит к усложнению как процесса измерений, так и к дополнительной погрешности за счет измерени  частоты или нестабильности частоты, если она считаетс  фиксированной.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и исключени  зависимости результата измерений от частоты входного сигнала.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерени  фазово го сдвига, основанному на интегрировании входного сигнала, формируют два временных интервала, причем один между переходами опорного сигнала через нуль и измер емого сигнала через максимум, а второй - междупереходами опорного и измер емого сигналов через одноименные максимумы, в течение каждого из временных интервалов стробируют измер емый сигнал и тем самым образуют два кусочно-гармонических сигналов , измер ют средние значени  этих сигналов и по отношению средних значений наход т искомый фазовый сдвиг.

На фиг; 1 приведены временные диаграммы , по сн ющие предлагаемый способ; на фиг. 2 - структурна  схема устройства, реализующего способ.

Пусть необходимо измерить фазовый сдвиг между двум  синусоидальными напр жени ми (фиг. 1о|), которые описываютс  выражени ми и :, UjTi sinuA

U2 UfT,sin(wt -Ч) (1) где Ч - измер емый фазовый сдвиг; и - амплитуда напр жений (дл 

упрощени  записи она прин та одинаковой дл  обоих сигналов , (так как окончательный результат от этого не мен етс ) .

Из одного из этих сигналов, предположим сигнала Ug сформируем два кусочно-гармонических сигнала (фиг, 1,5, б) описываемых выражени ми U2tf (u)t-4) .

при 2ЛК-f (+), где К 0,1,2...; ,2С, при остальных значени ОУ ;

29

при 2J/K + 7r/24wt g ( + tf); (2

F остальных значени  ctit. Определим среднее значение каждого из этих сигналов Ш+Ч (u)t - Ч )а(иЛ)

и„ 2fc

о osw

(3)

jr/2-t-if

S

1

(wt - f)ta(ujt)

2JT

УШ.е}п Ч

(М

23Г

Если вз ть отношение средних значений , то получим

U25

(5)

tg

U2C

4 arctg f. .

откуда t2C

Таким образом, фазовый сдвиг действительно может быть определен по отношению посто нных напр жений, пропорциональных средним значени м кусочногармонических сигналов. 3 /101 Как следует из приведенных сротно шений, погрешность предлагаемого способа практически не зависит от нестабильности напр жени . Кроме того, при реализации предлагаемого способа вооб ще нет необходимости формировать пр моугольные импульсы, что значительно упрощает процесс измерений, а в конечном итоге и его реализацию. 8 состас устройства, реализукхцёго предлагаемый способ вход т ключи 1 и 2, формйровательЗ временных интервалов , интеграторы k и 5 арифметический блок 6 и индикатор 7 Напр жение Uf.(t) подаетс  на ключи 1 и 2 и на фсфмирователь 3 временных интервалов , на который поступает также напр жение U(t). Формирователем 3 выдел ютс  моменты переходов напр жени  U;(t) через нуль и максимум, а 5 напр жени  Uy(t) через максимум и формируютс  управл ющие сигналы, длительность которых определ етс  выревке ни ми (2). Этими сигналами открываютс  ключи 1 и 2, и в результате на их выходах йбразуютс  кусочно-гар монические сигналы, поступающие на интеграторы 4 и 5. На выходах интеграторов образуютс  сигналы Ojs И 02с которые подаютс  на арифметический блок 6, где осуществл етс  определение фазового сдвига. Таким образом, предложенна  совокупность операций над входны1-«и сигна лами в предложенном способе позвол ет избавитьс  от погрешности измерени , обусловленной неизвестностью амплитуд входных сигналов, а также исключить снтерацию измерени  частоты.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА, основанный на интегрировании входного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повыше ния точности и исключения зависимости результата измерений от частоты входного сигнала, формируют два временных интервал^, причем один - между переходами опорного сигнала через нуль и измеряемого сигнала через максимум,

   а..второй - между переходами опорного и измеряемого сигналов через одноименные максимумы, в течение каждого из временных интервалов стробируют измеряемый сигнал, образуя тем самым два кусочно·^гармонических сигнала, измеряют средние значения этих сигналов и по отношению средних значений находят искомый фазовый сдвиг.