RU1780041C - Фазометр - Google Patents

Abstract

Использование; фазоизмерительна  техника. Измерение фазовых сдвигов в пределах 0-360°С. Сущность изобретени : устройство содержит: два ограничител  1 и 2, три формировател  3,4,9 коротких импульсов, два измерительных триггера 5 и 11, два интегратора 6 и 12, ключевое устройство 7, индикатор 8, инвертор 10, сумматор 13, источник 14 опорного напр жени , двухпороговый компаратор 15 с гистерезисом. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к фазоизмерительной технике и предназначено дл  измерени  фазовых сдвигов, в частности фазовых флюктуации.

Известен фазометр, содержащий в каждом из двух каналов последовательно соединенные усилитель-ограничитель и дел щий триггер, общий дл  двух каналов измерительный триггер, входы которого соединены с выходами дел щих триггеров, а его выход - с входом индикатора, а также фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу измерительного триггера, выход фильтра соединен с первыми входами пороговых блоков, а вторые из входов с выходом генератора импульсов, при этом выходы пороговых блоков соединены со счетным входом дел щего триггера одного из каналов.

Однако наличие запасных участков на кралх шкалы индикатора, в которые перебрасываетс  стрелка измерительного прибора при.изменении фазовых сдвигов, ухудшает помехоустойчивость и не устран ет полностью зоны неустойчивых показаний .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  фазометр, содержащий в обоих каналах последовательно соединенные ограничитель и формирователь , во втором канале, кроме того, триггер со счетным входом, а также элемент И, измерительный триггер, входь которого соединены с выходами формирователей, и индикатор, вход которого соединен с выходом измерительного триггера, а также ключевые элементы, которые подключены к выходу формировател  одного из каналов один непосредственно, а другой - через инвертор , выход элемента И соединен со счетным входом дополнительного триггера, соединенного своими потенциальными выходами с управл ющими входами ключевых элементов, при этом вход другого канала соединен со входом дополнительного ограничител , выход которого соединен со вторым входом элемента И.

На кра х шкалы также имеютс  запасные участки, а также две переключаемые шкалы отсчета, что затрудн .ет цифровую индикацию, так как длительность импульса на выходе измерительного триггера непропорциональна разности фаз. соответствующей показани м индикатора в дополнительных зонах. Кроме этого, необходимость следить за тем, кака  из двух шкал  вл етс  рабочей в данный момент времени,повыщает веро тность ошибки при отсчете фазовых углов гз дополнительных

зонах, а это эквивалентно наличию зон неустойчивых показаний.

Цель изобретени  - повышение точности и сокращение времени измерени  за

счет устранени  неустойчивых показаний.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в фазометр, содержащий в первом и втором канале соединенные последовательно ограничитель и формирователь коротких импульсов на выходе - измерительный триггер, интегратор, ключевое устройство, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а выход с индикатором, введены последовательно соединенные дополнительный формирователь коротких импульсов, инвертор, дополнительный измерительный триггер, интегратор и сумматор , выход которого соединен со вторым входом ключевого устройства, источник

0 опорного напр жени  и двухпороговый компаратор с гистерезисом, входы которого соединены с первым и вторым выходом источника опорного напр жени , а выход с управл ющим входом ключевого устройст-.

5 ва, при этом вход дополнительного формировател  коротких импульсов подключен к выходу ограничител  первого канала, второй вход дополнительного измерительного триггера соединен с выходом формировател  коротких импульсов второго канала, а второй вход сумматора соединен с третьим выходом источника опорного напр жени .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство

5 отличаетс  наличием новых блоков; дополнительного формировател , двухпорогового компаратора с гистерезисом, сумматора, двух интеграторов и их св з ми с остальными блоками фазометра.

0Таким образом, за вл емое устройство

соответствует критерию изобретений новизна , сравнение за вл емого решени  не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной области тех5 НИКИ не позволило вы вить в них признаки, отличающие за вл емое решение от прототипа , что позвол ет сделать вывод о соответствий критерию существенные отличи ,

0На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого фазометра.

Фазометр содержит в первом и втором канале ограничители 1 и 2, далее последовательно включены формирователи 3 и 4 коротких импульсов, измерительный триггер 5, интегратор 6, ключевое устройство 7 и индикатор 8, Кроме того, фазометр содержит последовательно соединенные дополнительный формирователь 9, инвертор 10, дополнительный измерительный триггер

11, второй интегратор 12 и сумматор 13, выход которого соединен с вторым входом ключевого устройства 7, источник 14 опорного напр жени  и двухпороговый компаратор 15 с гистерезисом, группа входов которого соединена с первым и вторым выходами источника И опорного напр жени , друга  группа с выходом сумматора 13, а выход - с управл ющим входом ключевого устройства 7, при этом вход дополнительного формировател  9 подключен к выходу ограничител  1 первого канала, второй вход дополнительного измерительного триггера соединен с выходом формировател  коротких импульсов 4 второго канала, а второй вход сумматора 13 соединен с третьим выходом источника опорного напр жени .

Устройство работает следующим образом .

Сигналы, поступающие на первый и второй входы устройства, ограничиваютс  по амплитуде ограничител ми 1 и 2, а формирователи 3 и 4 формируют на своих выходах короткие импульсы положительной пол рности в момент перехода через нуль входных сигналов, причем только в момент перехода сигнала из отрицательной области в положительную эти короткие импульсы поступают на соединенные последовательно измерительный триггер 5 и интегратор 6, напр жение на выходе которого равно нулю при сдвиге фаз у между измер емыми сигналами ур 0 и линейно возрастает до максимального значени  UMBKC при (р 360°. При дальнейшем увеличении фазового угла процесс повтор етс .

Одновременно дополнительный формирователь 9 формирует импульсы отрицательной пол рности при переходе сигнала первого канала из положительной области в отрицательную. Инвертор 10 преобразует пол рность короткого импульса. Таким образом , на первом входе дополнительного измерительного триггера 11 присутствуют короткие импульсы, сдвинутые по фазе относительно первого входа измерительного триггера 5 на угол (р 180°. На выходе интегратора 12 напр жение будет равно нулю при сдвиге фаз между входными сигналами на угол (fi 180°и максимально при + 360°. При этом максимальные значени  напр жени  на выходе интеграторов 6 и 12 совпадают, но при значени х фазового сдвига, отличающихс  на 180°. Источник опорного напр жени  14 на своих выходах имеет напр жени ,пропорциональные значени м фазового угла на первом выходе у) 400°, на втором (р 270° и на третьем 180°. Двухуровневый компаратор 15 посто нно сравнивает напр жение на выходе сумматора 13 с опорным напр жением на первом и втором выходах источника опорного напр жени  14.

5Напр жение на выходе сумматора 13

будет линейно возрастать от значени  имакс/2 при сдвиге фаз между измер емыми сигналами 180° до значени  Зимакс/2 при 180°+ 360°.

0Таким образом, в каждый момент времени напр жени  на выходе интегратора 6 и сумматора 13 точно соответствуют фазовому сдвигу между сигналами и отличаютс  на значение имакс/2, причем флюктуации

5 сдвига фаз вызывают идентичные отклонени  на обоих входах ключевого устройства 7. Ключевое устройство подключает вход индикатора 8 к выходу интегратора 6 при сигнале логического нул  на управл ющем

0 входе и к выходу сумматора 13 при сигнале логической единицы.

Двухпороговый компаратор 15 вырабатывает на своем выходе сигнал логического нул  при напр жении на выходе

5 сумматора 13, соответствующем сдвигу фаз 0° |/х270° и f 400° и напр жение логической единицы в диапазоне 270° 400°. При изменении угла (р в диапазоне до ух270° индикатор 8 подключен к выходу интегратора 6, при значении происходит переключение на выход сумматора 13, однако изменени  показаний оператор не видит, так как напр жени  на выходах обоих устройств в диапазоне углов 180°

5 точно совпадают. При увеличении 360° напр жение на выходе интегратора 6 падает до нул  и снова начинает возрастать, показани  индикатора 8 в точке 360° не измен ютс , так как он уже подключен к

0 выходу сумматора 13. При дальнейшем увеличении фазового угла до 400° компаратор 15 вырабатывает сигнал логического нул  и индикатор 8 подключаетс  к выходу интегратора 6, напр жение на выходе которого соответствует фазовому углу . Такой алгоритм работы переключател  обеспечивает подключение ic индикатору той из цепей, в которой неустойчивые процессы , св занные с близким по времени

0 приходом двух импульсов на входе триггеров 5 и 11, невозможны. Таким образом устран ютс  неустойчивые показани  фазометра при значени х фазового угла,близких к О или 360°.

5Гистерезис, веденный в компаратор 15,

дополнительно повышает устойчивость схемы при фазовых флюктуаци х. Значени  сдвига фаз от 360 до 400° имеют смысл значений от О до 40°, при использовании

стрелочного индикатора это учитываетс  соответствующей разметкой сигналы. Такое исполнение фазометра обеспечивает отсчет фазовых углов по одной шкале без дополнительной индикации зон, переключени  подсветки шкал. Это позвол ет за счет ликвидации зон неустойчивых показаний существенно сократить врем , затрачиваемое на измерение среднего значени  фазового угла в услови х фазовых флюктуации, что эквивалентно повышению точности измерени .

Наиболее полно преимущества предлагаемого фазометра про вл ютс  при использовании в качестве индикатора 8 линейно-дискретного отсчетного устройства , имеющего вьюокое быстродействие.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Фазометр, содержащий в первом и втором каналах последовательно соединенные ограничитель и формирователь коротких импульсов, а также первый измерительный триггер, ключевое устройство и индикатор, причем R-вход измерительного триггера соединен с выходом формировател  коротких импульсов первого канала, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

   точности и сокращени  времени измерени  путем устранени  неустойчивых показаний, в него введены первый интегратор, последовательно соединенные дополнительный формирователь коротких импульсов, инвертор , второй измерительный триггер, второй интегратор и сумматор, выход которого соединен с вторым входом ключевого устройства , первый вход которого через первый интегратор соединен с выходом первого измерительного триггера, источник опорного напр жени  и двухуровневый компаратор с гистерезисом, группа входов которого соединена с первым и вторым выходами источника опорного напр жени , друга  группа с вйходом сумматора, а выход - с управл ющим входом ключевого устройства, при этом вход дополнительного формировател  коротких импульсов подключен к выходу ограничител  первого канала, S-вход второго измерительного триггера соединен с выходом формировател  коротких импульсов второго канала и S-входом первого измерительного триггера, а второй вход сумматора соединен с третьим выходом источника опорного напр жени , при этом выход ключевого устройства соединен с входом индикатора .