Przedmiotem wynalazku jest przetwornik kata przesu¬ niecia fazowego miedzy dwoma sygnalami elektry¬ cznymi, rozumianego jako czas mijajacy miedzy przejsciami przez zero tych sygnalów, wyrazony w sto¬ sunku do ich okresu, przy czym sygnaly te nie musza byc sinusoidalne.Wynalazek dotyczy metrologii w szczególnosci mier¬ nictwa elektrycznego.Znany jest przetwornik kata fazowego wchodzacy w sklad Uniwersalnego Systemu Pomiarów, oparty na przerzutniku bistabilnym sterowanym w dwóch torach: napieciowym zawierajacym przesuwnik fazy oraz uklad formujacy i pradowym zawierajacym uklad formujacy.Do wyjscia przerzutnika dolaczony jest filtr dolnoprze- przepustowy.Przetwornik dziala na zasadzie wytwarzania dodat¬ nich impulsów napiecia w obu torach wejsciowych w chwilach przejsc przez zero napiecia i pradu wejsciowego a nastepnie na sterowaniu tymi impulsami napiecia prze¬ rzutnika bistabilnego. Impuls z toru wejsciowego napie¬ ciowego wprowadza przerzutnik w stan, w którym jego napiecie wyjsciowe jest bliskie zeru, zas impuls z toru wejsciowego pradowego w stan, w którym jego napiecie wyjsciowe osiaga wartosc maksymalna. Impulsy napie¬ ciowe wylaczaja przerzutnik. Czas wlaczenia to znaczy czas od kolejnego impulsu pradowego do najblizszego impulsu napieciowego jest miara kata przesuniecia fazo¬ wego miedzy pradem i napieciem wejsciowym. Dla uzy¬ skania selektywnosci wzgledem znaku kata, przetwornik taki posiada wstepne przesuniecie fazowe realizowane w przesuwniku fazy umieszczonym w torze napieciowym.Powoduje to, iz przetwornik pracuje prawidlowo tylko dla czestotliwosci znamionowej i przy nieodksztaltowa- nym napieciu sinusoidalnym. Oprócz tego zakres przet¬ warzania jest ograniczony, a jego rozpietosc wynosi od —120(2:360rd) do +80(2:360 rd).Znany jest równiez Snny prosty uklad przetwarzania kata fazowego stosowany w fazomierzach. W ukladzie tym tranzystorowy prostownik sterowany zasilany jest impulsami prostokatnymi odpowiadajacymi dodatnim pólokresom napiecia wejsciowego a wytworzonymi za pomoca diody Zenera obcinajacej dodatnie pólokresy napiecia na pewnym poziomie. Prostownik tranzysto¬ rowy sterowany jest za pomoca ciagu impulsów prosto¬ katnych otrzymywanych za pomoca dwóch diod wlaczonych przeciwsobnie-równolegle miedzy dwoma wejsciami sterujacymi prostownika, do których przy¬ klada sie sygnal wejsciowy pradowy.W zaleznosci od fazy sygnalu sterujacego i zasilajacego prostownik sterowany, czas w którym tranzystor jest jednoczesnie zasilany impulsem prostokatnym z wejscia napieciowego i wysterowany impulsem prostokatnym z wejscia pradowego moze byc rózny. Tak wiec na wyjsciu tranzystorowego prostownika sterowanego pojawia sie napiecie prostokatne o wspólczynniku wypelnienia pro¬ porcjonalnym do kata przesuniecia fazowego miedzy sygnalami wejsciowymi ukladu. Niedogodnosc tego ukladu polega na tym, ze reaguje on na modul kata\ fazowego, a dla okreslenia charakteru tego kata trzeba wlaczac dodatkowy uklad wzorcujacy i ustalac znak kata w odrebnym postepowniu.Przetwornik cytrowyjest selektywny na znak, niewraz¬ liwy na zmiany czestotliwosci i posiada pelny zakres pomiarowy. Przetwornik jest jednak bardzo skompliko¬ wany w budowie i przez to rzadko stosowany w praktyce.Przetwornik wedlug wynalazku zawiera w torze pier¬ wszym czlon separujaco-formujacy, którego zaciski wyjsciowa polaczone sa ze soba poprzez zespól szere¬ gowy zlozony z diody, rezystory i kondensatora, przy czym kazda z okladek tego kondensatora polaczonajest z jednym z zacisków wyjsciowych sterowanego ukladu roz¬ ladowczego. Sterowany uklad rozladowczy charaktery¬ zuje sie tym, ze w chwili pojawienia sie impulsu prostokatnego na jego wejsciu utrzymuje on rezystancje bliska zeru miedzy zaciskami wyjsciowymi az do chwili gdy napiecie panujace miedzy tymi zaciskami spadnie do wartosci bliskiej zeru, po czym uklad ten odzyskuje wlas¬ nosci zaporowe. Sterowany uklad rozladowczy moze byc zbudowany z ukladu rózniczkujacego i tyrystora, przy czym wejscie ukladu rózniczkujacego jest dolaczone do zacisków wejsciowych a wyjscie polaczone jest z bramka i katoda tyrystora. Do zacisków wyjsciowych ukladu dolaczone sa anoda i katoda tyrystora.Zaciski wejsciowe sterowanego ukladu rozladowczego polaczone sa z zaciskami wyjsciowymi czlonu separuja- co-formujacego toru drugiego. W zaleznosci od charak¬ teru sygnalów wejsciowych mozna stosowac w torze pierwszym i drugim czlony separujaco-formujace typu napieciowego lub w jednym torze czlon napieciowy, a w drugim pradowy badz tez w obu torach czlony typu pradowego.W najprostszym przypadku czlon separujaco-formu¬ jacy stanowi przekladnik napieciowy z uzwojeniem wtór¬ nym polaczonym poprzez zespól szeregowy zlozony z rezystora i diody Zenera, badz tez przekladnik pradowy z uzwojeniem wtórnym polaczony poprzez zespól równo¬ legly zlozony z rezystora i diody Zenera, przy czym w obu przypadkach do wejscia czlonu separujaco-formujacego dolaczone jest uzwojenie pierwotne przekladnika a zaci¬ ski wyjsciowe tego czlonu polaczone sa z anoda i katoda diody Zenera. Wejscia przetwornika stanowia zaciski wejsciowe czlonów separujaco-formujacych natomiast zaciski wyjsciowe przetwornika dolaczone sa do okladek kondensatora. W zaleznosci od zastosowania przetwor¬ nika do jego zacisków wyjsciowych mozna dolaczyc miernik magnetoelektryczny o znanych wlasciwosciach usredniajacych lub filtr dólnoprzepustowy usredniajacy napiecia wyjsciowe z ukladu i dalej czlon wyjsciowy przetwarzajacy napiecie usrednione na zadana postac sygnalu wyjsciowego.Korzysci techniczne wynikajace z wynalazku polegaja na uzyskaniu przetwornika kata przesuniecia fazowego selektywnego na jego znak i prostego w budowie.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przetwornika kata przesuniecia fazowego, a fig. 2 przebiegi napiec w poszczególnych punkach ukladu.Zaciskami wejsciowymi przetwornika sa zaciski wejs¬ ciowe 1 czlonu separujaco-formujacego I toru pier¬ wszego, do których dolaczone jest uzwojenie pierwotne przekladnika napieciowego Pn. Do uzwojenia wtórnego tego przekladnika dolaczonyjest zespól szeregowo pola¬ czonych: rezystora R2 i diody Zenera DZi, której anoda i katoda polaczone sa z zaciskami wyjsciowymi 3 czlonu separujaco-formujacego I toru pierwszego. Zaciski te polaczone sa ze soba poprzez szeregowy zespól zlozony z diody D, rezystora Ri i kondensatora C, przy czym kazda z okladek tego kondensatora polaczona jest z jednym z zacisków wyjsciowych 7 sterowanego ukladu rozlado¬ wczego III, do których dolaczone sa anoda i katoda tyrystora Ty.Bramka i katoda tego tyrystora dolaczone sa do wyjscia 6 ukladu rózniczkujacego UR, którego wejscie polaczone jest z zaciskami wejsciowymi 5 stero¬ wanego ukladu rozladowczego III. Wejscie to polaczone jest z wyjsciem 4 czlonu separujaco-formujacego II toru drugiego. Do zacisków wyjsciowych 4 tego czlonu dola¬ czony jest zespól równolegle polaczonych: diody Zenera DZ2, rezystora R3 i uzwojenie wtórne przekladnika pra¬ dowego Pp. Uzwojenie pierwotne tego przekladnika dolaczone jest do zacisków wejsciowych 1 czlonu separujaco-formujacego II toru drugiego, stanowiacych jednoczesnie wejscie drugie przetwornika. Zaciski wyjs¬ ciowe 8 przetwornika dolaczone sa do okladek konden¬ satora C.Czlony separujaco-formujace I i II toru pierwszego i drugiego formuja sygnaly wejsciowe S] i S2 na przebiegi zblizone do prostokatnych. Odbywa sie to na zasadzie obcianania na pewnym poziomie dodatnich pólokresów a zwieranie ujemnych pólokresów napiecia otrzymanego z uzwojen wtórnych przekladników Pn 1 Pp za pomoca diod Zenera DZi i DZ2. Z chwila pojawienia sie impulsu prostokatnego na zaciskach wyjsciowych 3 czlonu separujaco-formujacego I toru pierwszego, kondensator C laduje sie z bardzo mala stala czasowa wynikajaca z wartosci iloczynu RrC. Dioda D uniemozliwia rozlado¬ wanie sie kondensatora C poprzez czlon separujaco- formujacy I toru pierwszego.Kondensator rozladowuje sie, równiez z bardzo mala stala czasowa, dopiero w chwili pojawienia sie impulsu prostokatnego na wyjsciu 4 czlonu separujaco-formuja¬ cego II toru drugiego. W chwili pojawienia sie tego impulsu prostokatnego podanego na zaciski wejsciowe 5 sterowanego ukladu rozladowczego III wytwarzany jest w ukladzie rózniczkujacym UR krótkotrwaly dodatni impuls napieciowy, wyzwalajacy tyrystor Ty. Poprzez tyrystor Ty rozladowuje sie kondensator C az do chwili gdy napiecie na kondensatorze spadnie do wartosci bli¬ skiej zeru, kiedy to tyrystor Ty odzyskuje wlasnosci zaporowe.Napiecie na kondensatorze C jest wiec zblizone do prostokatnego o okresie zaleznym od czestotliwosci syg¬ nalów wejsciowych oraz o szerokosci impulsu proporcjo¬ nalnej do czasu jaki uplywa miedzy pojawieniem sie impulsu prostokatnego na zaciskach wyjsciowych 3 czlonu separujaco-formujacego I toru pierwszego, a pojawieniem sie takiego impulsu na wyjsciu 4 czlonu5 113726 6 separujaco-formujacego II toru drugiego. Stopien wypel¬ nienia przebiegu prostokatnego na zaciskach wyjscio¬ wych 8 przetwornika jest wiec proporcjonalny do wartosci kata przesuniecia fazowego pomiedzy sygna¬ lami Si i S2 podawanymi na oba wejscia ukladu. Napiecie wyjsciowe z przetwornika moze byc usrednione w zale¬ znosci od zastosowania ukladu — za pomoca miernika magnetoelektrycznego badz filtru dolnoprzepustowego, z którego moze byc zasilany czlon wyjsciowy przetwarza¬ jacy napiecie usrednione na zadana postac sygnalu wyjsciowego.Na fig. 2 przedstawione sa przykladowe przebiegi cza¬ sowe napiec na: wejsciu toru pierwszego 1, wejsciu toru drugiego 2, wyjsciu 3 czlonu separujaco-formujacego I toru pierwszego, wyjsciu 4 czlonu separujaco-formujace¬ go II toru drugiego, wyjsciu 6 ukladu rózniczkujacego UR, oraz wyjsciu 8 przetwornika kata przesuniecia fazo¬ wego, przy zachowaniu zaleznosci fazowych miedzy tymi przebiegami.Zastrzezenia patentowe 1. Przetwornik kata przesuniecia fazowego miedzy dwoma sygnalami elektrycznymi zawierajacy dwa czlony separujaco-formujace i sterowany uklad rozladowczy, znamienny tym, ze zaciski wejsciowe (1) czlonu separujaco-tormujacego (I) toru pierwszego stanowia wejscie pierwsze przetwornika a zaciski wyjsciowe (3) polaczone sa ze soba poprzez zespól szeregowy zlozony z diody (D), rezystora (Ri) i kondensatora (C), przy czym kazda z okladek tego kondensatora (C) polaczona jest z jednym z zacisków wyjsciowych (7) sterowanego ukladu rozladowczego (III), do którego zacisków wejsciowych (5), dolaefcóiie jest wyjscie (4) czlonu separujaco- formujacego (II) toru drugiego, którego zaciski wejs¬ ciowe (2) stanowia drugie wejscie przetwornika nato¬ miast zaciski wyjsciowe (8) przetwornikadolaczonesa do okladek kondensatora (C), przy czym srednia wartosc napiecia na zaciskach wyjsciowych (8) jest proporcjo¬ nalna miara przetwarzanego kata przesuniecia fazowego. 2. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sterowany uklad rozladowczy (III) posiada uklad róz¬ niczkujacy (UR), którego wejscie jest dolaczone do zaci¬ sków wejsciowych (5) a wyjscie dolaczonejest do bramki i katody tyrystora (Ty), przy czym anoda i katoda tyry¬ stora dolaczone sa do zacisków wyjsciowych (7). 3. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czlony separujaco-formujace (I) i (II) stanowia uklady przetwarzajace sygnal typu napieciowego lub pradowe¬ go.113 726 Fiq. 1. 1 s- _3J 2r/t/ \ , W ±1 6 _i I jj ^^^^^^^^H i r- i. t^___ a / \ A ^ —i r ~i_r~i_ L i i_r ~i_r _l—L i "^J" Ra. 2.Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL