RU2093843C1 - Способ определения погрешностей фазометров и двухфазных генераторов - Google Patents
Способ определения погрешностей фазометров и двухфазных генераторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093843C1 RU2093843C1 SU4862202A RU2093843C1 RU 2093843 C1 RU2093843 C1 RU 2093843C1 SU 4862202 A SU4862202 A SU 4862202A RU 2093843 C1 RU2093843 C1 RU 2093843C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- error
- generator
- phase generator
- meter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для аттестации и поверки фазоизмерительной и фазозадающей аппаратуры и является усовершенствованием изобретения по авт. свид. N 1413548. Измеряют зависимость погрешности фазометра и двухфазного генератора от фазового сдвига при нулевом дополнительном фазовом сдвиге между сигналами двухфазного генератора, затем при дополнительном фазовом сдвиге, равном 180o, вычисляют первую результирующую погрешность двухфазного генератора для нечетных гармонических составляющих погрешности, вводят дополнительный фазовый сдвиг, равный Φ0 , повторяют измерение зависимости погрешности, вычисляют вторую результирующую погрешность двухфазного генератора для четных гармонических составляющих, определяют суммарную погрешность двухфазного генератора по сумме результатов вычислений. Повышение точности определения погрешности двухфазного генератора достигается в результате измерения зависимостей погрешности фазометра и двухфазного генератора в (K+1) точках шкалы двухфазного генератора за одинаковое время, при этом первую и вторую результирующие погрешности двухфазного генератора определяют с учетом линейной составляющей погрешности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано для аттестации и поверки фазоизмерительной и фазозадающей аппаратуры и является усовершенствованием изобретения по авт. свид. N 1413548.
Цель изобретения повышение точности определения погрешности двухфазного генератора.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения погрешности фазометров и двухфазных генераторов, основанном на измерении зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора от фазового сдвига, введения дополнительного фазового сдвига, равного 180o, между сигналами двухфазного генератора, повторном измерении зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора и вычислении первой результирующей погрешности двухфазного генератора только для нечетных гармонических составляющих погрешности, введении дополнительного фазового сдвига, равного Φ0 между сигналами двухфазного генератора, измерении зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора и вычислении второй результирующей погрешности двухфазного генератора только для четных гармонических составляющих погрешности, определении суммарной погрешности двухфазного генератора по сумме результатов вычислений первой и второй результирующих погрешностей двухфазного генератора, измерения зависимостей погрешности фазометра и двухфазного генератора от фазового сдвига проводят в (K+1) точках шкалы двухфазного генератора за одинаковое время t, определяемое соотношением
t = (K+1)Δt,
где ΔT фиксированный интервал времени, соответствующий измерению в одной точке шкалы,
причем (K+1)-е измерение проводят в первой точке шкалы, определяют линейную составляющую погрешности фазометра и двухфазного генератора за время измерений Φt первую результирующую погрешность двухфазного генератора определяют по значению разности
A1(Φ)-A2(Φ)-Φгt(Φ),
VA1(Φ),A2(Φ)
погрешности фазометра и двухфазного генератора, измеренные соответственно при дополнительных фазовых сдвигах, равных 0 и 180oC.
t = (K+1)Δt,
где ΔT фиксированный интервал времени, соответствующий измерению в одной точке шкалы,
причем (K+1)-е измерение проводят в первой точке шкалы, определяют линейную составляющую погрешности фазометра и двухфазного генератора за время измерений Φt первую результирующую погрешность двухфазного генератора определяют по значению разности
A1(Φ)-A2(Φ)-Φгt(Φ),
погрешности фазометра и двухфазного генератора, измеренные соответственно при дополнительных фазовых сдвигах, равных 0 и 180oC.
Вторую результирующую погрешность двухфазного генератора определяют по значению разности
где
A3(Φ) погрешность фазометра и двухфазного генератора, измеренная при дополнительном фазовом сдвиге Φ0
Введение дополнительных измерительных и вычислительных операций в известный способ позволяет повысить точность определения суммарной погрешности двухфазного генератора благодаря определению линейной составляющей погрешностей фазометра и двухфазного генератора и уменьшению ее влияния на величину первой результирующей погрешности двухфазного генератора для нечетных гармонических составляющих погрешности, а также на величину второй результирующей погрешности двухфазного генератора для четных гармонических составляющих погрешности.
где
A3(Φ) погрешность фазометра и двухфазного генератора, измеренная при дополнительном фазовом сдвиге Φ0
Введение дополнительных измерительных и вычислительных операций в известный способ позволяет повысить точность определения суммарной погрешности двухфазного генератора благодаря определению линейной составляющей погрешностей фазометра и двухфазного генератора и уменьшению ее влияния на величину первой результирующей погрешности двухфазного генератора для нечетных гармонических составляющих погрешности, а также на величину второй результирующей погрешности двухфазного генератора для четных гармонических составляющих погрешности.
Чертеж поясняет предложенный способ поверки.
Структурная схема поверки содержит двухфазный генератор 1, первый выход которого соединен со входом фазометра 2 непосредственно, второй выход через фазовращатель 3, таймер 4. Измерение погрешности двухфазного генератора 1 производится при помощи фазометра 2, погрешность установки фазовых сдвигов которого соизмерима с погрешностью фазометра 2.
Фазовращателем 3 устанавливают нулевой (произвольно принимаемый за нулевой) фазовый сдвиг ( Φ⌀ = 0° ). Запускают таймер 4 в работу, с выбранным временным интервалом Δt по показаниям фазометра 2 производят измерение погрешности фазометра 2 и двухфазного генератора 1 во всех (K+1) точках шкалы двухфазного генератора 1. Полученная зависимость погрешности A1 ( Φ ) равна алгебраической сумме погрешностей двухфазного генератора Aг( v ) и фазометра Aф( v ).
При этом время измерения зависимости A1( v ) будет равно:
t = (K+1)Δt.
Далее фазовращателем 3 устанавливают дополнительный фазовый сдвиг равный 180o ( Φ⌀ = 180° ), величину которого целесообразно устанавливать по индикатору поверяемого фазометра 2. Запускают в работу таймер 4 и с временным интервалом Δt по показаниям фазометра 2 производят измерение зависимости погрешности фазометра 2 и двухфазного генератора 1 во всех (K+1) точках шкалы двухфазного генератора 1 A2( Φ ). При этом составляющие погрешности двухфазного генератора 1 сдвигаются по фазе на величину v180o, а составляющие погрешности фазометров 2 остаются без изменения, время измерения зависимости A2( v ) равно t.
t = (K+1)Δt.
Далее фазовращателем 3 устанавливают дополнительный фазовый сдвиг равный 180o ( Φ⌀ = 180° ), величину которого целесообразно устанавливать по индикатору поверяемого фазометра 2. Запускают в работу таймер 4 и с временным интервалом Δt по показаниям фазометра 2 производят измерение зависимости погрешности фазометра 2 и двухфазного генератора 1 во всех (K+1) точках шкалы двухфазного генератора 1 A2( Φ ). При этом составляющие погрешности двухфазного генератора 1 сдвигаются по фазе на величину v180o, а составляющие погрешности фазометров 2 остаются без изменения, время измерения зависимости A2( v ) равно t.
Следует учитывать, что первая точка на шкале двухфазного генератора и (K+1) точка являются одной и той же точкой, поскольку фазовый сдвиг на выходе двухфазного генератора изменяется периодически от 0 до 2 p Это условие учитывается и в показаниях фазометра, т.е. при v > 2π, Φизмер.= Φ - 2π.
Зависимости A1( Φ) и A2( v ) можно записать в следующем виде:
где A2( Φ +180) зависимость A2( v ), сдвинутая влево на угол 180o; vt(Φ) линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора при снятии зависимостей A1( Φ ), A2( v ) за время t; Aг(0)=Aг(2 p ); Aф(0)=Aф(2 p ).
Зависимости A1( Φ) и A2( v ) можно записать в следующем виде:
где A2( Φ +180) зависимость A2( v ), сдвинутая влево на угол 180o; vt(Φ) линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора при снятии зависимостей A1( Φ ), A2( v ) за время t; Aг(0)=Aг(2 p ); Aф(0)=Aф(2 p ).
Разность между измеренными зависимостями A2( v +180) и A1( v ) содержит информацию только о погрешности поверяемого фазометра 2, результирующие значения для нечетных гармонических составляющих погрешности фазометра 2 Aфn( vi ) в каждой i-й точке шкалы двухфазного генератора 1 могут быть определены, например, путем разложения в ряд фурье разности A2( Φ +180)-A1( v ) по формуле:
где n номер нечетной гармоники погрешности фазометра;
m число гармоник разложения погрешности;
Bn, Cn соответственно амплитуды синусоидальных и косинусоидальных нечетных гармонических составляющих разложения в ряд фурье погрешности фазометра, рассчитываемые по формуле:
где
соответственно амплитуды синусоидальных и косинусоидальных нечетных гармонических составляющих разложения в ряд фурье разности A2( Φ +180)-A1( v ).
где n номер нечетной гармоники погрешности фазометра;
m число гармоник разложения погрешности;
Bn, Cn соответственно амплитуды синусоидальных и косинусоидальных нечетных гармонических составляющих разложения в ряд фурье погрешности фазометра, рассчитываемые по формуле:
где
Погрешность двухфазного генератора 1 для нечетных гармонических составляющих Aг( vi ) может быть вычислена путем решения уравнений (4-6) для двухфазного генератора 1 из исходного выражения
Φ1 и Φk+1 фазовый сдвиг на выходе двухфазного генератора в первой и (K+1) точках соответственно. Фазовращателем 3 устанавливают дополнительный фазовый сдвиг равный Φ0(Φ⌀ = Φ0) величину которого целесообразно выбирать кратной величине дискрета фазового сдвига двухфазного генератора 1 и вводить по индикатору фазометра 2. Запускают таймер 4 и с временным интервалом Δ t вновь по показаниям фазометра 2 производят измерение зависимости погрешности фазометра 2 и двухфазного генератора 1 во всех (K+1) точках шкалы двухфазного генератора 1 A3( v ). При этом составляющие погрешности фазометра 2 остаются без изменения, время измерения зависимости A3( v ) равно t, т.е.
Φ1 и Φk+1 фазовый сдвиг на выходе двухфазного генератора в первой и (K+1) точках соответственно. Фазовращателем 3 устанавливают дополнительный фазовый сдвиг равный Φ0(Φ⌀ = Φ0) величину которого целесообразно выбирать кратной величине дискрета фазового сдвига двухфазного генератора 1 и вводить по индикатору фазометра 2. Запускают таймер 4 и с временным интервалом Δ t вновь по показаниям фазометра 2 производят измерение зависимости погрешности фазометра 2 и двухфазного генератора 1 во всех (K+1) точках шкалы двухфазного генератора 1 A3( v ). При этом составляющие погрешности фазометра 2 остаются без изменения, время измерения зависимости A3( v ) равно t, т.е.
Разность между измеренными зависимостями A3( Φ + Φ0 ) и A1( Φ ) содержит информацию только о погрешности поверяемого фазометра 2, результирующие значения для четных гармонических составляющих погрешности фазометра 2 Aфr( vi ), в каждой i-й точке шкалы двухфазного генератора 1 могут быть определены, например, путем разложения в ряд Фурье разности A3(Φ+Φ0) - A1(Φ) по формулам:
где r номер четной гармоники погрешности фазометра;
Br, Cr соответственно амплитуды синусоидальных и косинусоидальных четных гармонических составляющих разложения в ряд Фурье погрешности фазометра, определяемые по формулам:
где
Погрешность двухфазного генератора 1 для четных гармонических составляющих Aгr( Φi ) может быть вычислена путем решения уравнений (11-13) для двухфазного генератора 1, используя данные
Значение суммарной погрешности поверяемого фазометра 2 Aф(Φi) определяется как сумма результатов вычисления погрешностей в каждой i-й точке шкалы двухфазного генератора 1 по формулам 4 и 11 для нечетных и четных гармонических составляющих погрешности, т.е.
Aф(Φi)= Aфn(Φi)+Aфr(Φi). (16)
Аналогичным способом определяется значение суммарной погрешности двухфазного генератора 1 во всех точках шкалы двухфазного генератора, т.е.
Аналогичным способом определяется значение суммарной погрешности двухфазного генератора 1 во всех точках шкалы двухфазного генератора, т.е.
Aг(Φi)= Aгn(Φi)+Aгr(Φi). (17)
Величина фазового сдвига
вводимого фазовращателем 3 с целью измерения зависимости A3( Φ ), определяется из величины амплитуд разложения в ряд Фурье зависимости A1( v ), A2( v ) или зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора от фазового сдвига, измеренной при установленном фазовращателе 3 на угол, например 10o.
Величина фазового сдвига
Для определения погрешности поверяемого фазометра 2 с учетом второй гармонической составляющей погрешности (m=2) необходимо устанавливать Φ0== 90° для учета четыре гармонических составляющих погрешности (m=4) Φ0== 60° для шести гармонических составляющих погрешности (m=6) фазовращателем 3 устанавливается фазовый сдвиг Φ0== 45° для учета десяти гармонических составляющих погрешности (m=10) Φ0== 30°
В случае, если на практике Φt1≠Φt2≠Φt3 исходя из экспериментальных зависимостей A1( Φ ), A2( v ), A3( v ), тогда значение vt для функций (8), (15) можно определить по формуле
При практической реализации способа поверки фазовращатель 3 может быть выполнен, например, в виде каскада с разделенной нагрузкой для обеспечения фазового сдвига Φ180o и в виде пассивной RC-цепи (дифференцирующей или интегрирующей) для обеспечения фазового сдвига vф= Φ0.
В качестве двухфазного генератора 1 при поверке фазометра 2 может быть использован, например, серийно выпускаемый калибратор фазы Ф1-4, а при поверке двухфазного генератора 1 может быть использован серийно выпускаемый широкодиапазонный фазометр типа Ф2-28.
В случае, если на практике Φt1≠Φt2≠Φt3 исходя из экспериментальных зависимостей A1( Φ ), A2( v ), A3( v ), тогда значение vt для функций (8), (15) можно определить по формуле
При практической реализации способа поверки фазовращатель 3 может быть выполнен, например, в виде каскада с разделенной нагрузкой для обеспечения фазового сдвига Φ180o и в виде пассивной RC-цепи (дифференцирующей или интегрирующей) для обеспечения фазового сдвига vф= Φ0.
В качестве двухфазного генератора 1 при поверке фазометра 2 может быть использован, например, серийно выпускаемый калибратор фазы Ф1-4, а при поверке двухфазного генератора 1 может быть использован серийно выпускаемый широкодиапазонный фазометр типа Ф2-28.
Предложенный способ поверки обеспечивает повышение точности определения погрешностей двухфазных генераторов, так систематическая погрешность известного способа поверки фазометров по а. с. N 1413548 обусловленная линейной составляющей погрешностей фазометра и двухфазного генератора и неточностью установки фазовращателя 3, выраженная среднеквадратическим значением, определяется выражением:
где ΔΦ погрешность установки фазовращателем 3 фазового сдвига v0
В случае, если неточность установки фазовращателя 3 отсутствует ( ΔΦ0=0 ), линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора не оказывает влияния на точность определения погрешностей фазометра по формулам (4) и (11). При этом σ (Aф)=0, поскольку в разностях (3) и (1), а также (10) и (1) линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора равна нулю.
где ΔΦ погрешность установки фазовращателем 3 фазового сдвига v0
В случае, если неточность установки фазовращателя 3 отсутствует ( ΔΦ0=0 ), линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора не оказывает влияния на точность определения погрешностей фазометра по формулам (4) и (11). При этом σ (Aф)=0, поскольку в разностях (3) и (1), а также (10) и (1) линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора равна нулю.
Для погрешности двухфазного генератора данный вывод несправедлив по следующей причине.
Выражение (7) запишем в виде
где
определяется выражением (8),
Aгn и Φn амплитуда и фаза n-й нечетной гармоники разложения в ряд Фурье зависимости погрешности двухфазного генератора от фазового сдвига.
где
Aгn и Φn амплитуда и фаза n-й нечетной гармоники разложения в ряд Фурье зависимости погрешности двухфазного генератора от фазового сдвига.
Если проводить вычисление значений Aгn только по разности A1( Φ )-A2( v ), как это выполняется в известных решениях, тогда амплитуды гармонических составляющих разложения в ряд Фурье функции (8) будут вносить дополнительную ошибку в известный способ поверки по а.с. N 1413548. Так для функции (8) разложение в ряд Фурье можно записать в виде
Таким образом, линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора приводит к появлению дополнительных гармонических составляющих в погрешности двухфазного генератора, величина которых зависит также от значения фазового сдвига, вносимого фазовращателем 3.
Таким образом, линейная составляющая погрешностей фазометра и двухфазного генератора приводит к появлению дополнительных гармонических составляющих в погрешности двухфазного генератора, величина которых зависит также от значения фазового сдвига, вносимого фазовращателем 3.
С целью исключения влияния линейной составляющей погрешностей фазометра и двухфазного генератора Φt на точность определения погрешностей двухфазного генератора функции вида (8) и (15) вычитаются из результирующих погрешностей. При этом, если Φt определяется по формуле (18), то влияние Φt на точность определения погрешностей исключается не в полной мере.
Claims (1)
- Способ определения погрешностей фазомеров и двухфазных генераторов, основанный на измерении зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора от фазового сдвига, введении дополнительного фазового сдвига 180o между сигналами двухфазного генератора, повторном измерении зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора и вычислении первой результирующей погрешности двухфазного генератора только для нечетных гармонических составляющих погрешности, введении дополнительного фазового сдвига Φ0 между сигналами двухфазного генератора, измерении зависимости погрешности фазометра и двухфазного генератора и вычислении второй результирующей погрешности двухфазного генератора только для четных гармонических составляющих погрешности, определении суммарной погрешности двухфазного генератора по сумме результатов вычислений первой и второй результирующих погрешностей двухфазного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения погрешности двухфазного генератора, измерения зависимостей погрешности фазометра и двухфазного генератора от фазового сдвига проводят в k + 1 точках шкалы двухфазного генератора за одинаковое время t, определяемое соотношением
t = (k+1)Δt,
где Δt - фиксированный интервал времени, соответствующий измерению в одной точке шкалы,
причем (k + 1)-е измерение проводят в первой точке шкалы, определяют линейную составляющую погрешности фазометра и двухфазного генератора за время измерений Φt, первую результирующую погрешность двухфазного генератора определяют по значению разности
A1(Φ)-A2(Φ)-Φгt(Φ),
где
VA1(Φ),A2(Φ) - погрешности фазометра и двухфазного генератора, измеренные соответственно при дополнительных фазовых сдвигах 0o и 180o,
вторую результирующую погрешность двухфазного генератора определяют по значению разности
где
A3(Φ) - погрешность фазометра и двухфазного генератора, измеренная при дополнительном фазовом сдвиге Φ0..
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4862202 RU2093843C1 (ru) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Способ определения погрешностей фазометров и двухфазных генераторов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4862202 RU2093843C1 (ru) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Способ определения погрешностей фазометров и двухфазных генераторов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2093843C1 true RU2093843C1 (ru) | 1997-10-20 |
Family
ID=21533778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4862202 RU2093843C1 (ru) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Способ определения погрешностей фазометров и двухфазных генераторов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2093843C1 (ru) |
-
1990
- 1990-08-29 RU SU4862202 patent/RU2093843C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1413548, кл. G 01 R 25/00, 1988. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6900897B2 (en) | Apparatus and method for correcting errors generated by a laser with non-ideal tuning characteristics | |
| CN106093810A (zh) | 一种材料电磁参数测试的方法及用于材料电磁参数测试的多值性问题解决办法 | |
| RU2685062C1 (ru) | Цифровой измеритель действующего значения сигнала | |
| Augustyn et al. | Improved sine-fitting algorithms for measurements of complex ratio of AC voltages by asynchronous sequential sampling | |
| CN106291102B (zh) | 一种频标比对装置及方法 | |
| RU2093843C1 (ru) | Способ определения погрешностей фазометров и двухфазных генераторов | |
| Wang et al. | Real time evaluation and correction of nonlinear errors in single frequency interferometers | |
| Riley | A test suite for the calculation of time domain frequency stability | |
| JPH0271190A (ja) | 計算機システムの時間校正方式 | |
| SU1413548A1 (ru) | Способ определени погрешности фазометров и двухфазных генераторов | |
| JPH02298872A (ja) | 位相計測回路 | |
| Murrieta-Rico et al. | Instability measurement in time-frequency references used on autonomous navigation systems | |
| Hemsing | VISAR: 21 minutes for data reduction | |
| SU1539708A1 (ru) | Устройство дл предварительной обработки электроразведочных сигналов | |
| SU328397A1 (ru) | Цифровой компенсационный фазометрвсесоюзнаяпате11тно-т[х^ш4?ска!библиотека | |
| SU1599818A1 (ru) | Способ автоматической поверки измерительных приборов | |
| SU960646A1 (ru) | Способ измерени активной и реактивной составл ющих тока | |
| Cooper et al. | Model parameter identification using an unknown coloured random input | |
| SU789960A1 (ru) | Способ поверки ваттметров и варметров | |
| Rüeger | Remarks on the joint determination of zero error and cyclic error for EDM instrument calibration | |
| SU1422177A2 (ru) | Способ поверки двухфазного генератора | |
| US6686578B2 (en) | Apparatus for sweep synchronization measurement of optical wavelength sensitivity characteristics and method of correcting optical wavelength sensitivity thereof | |
| SU805324A1 (ru) | Устройство дл исследовани характеристикгАзОТуРбиННыХ дВигАТЕлЕй | |
| SU1408206A1 (ru) | Устройство дл измерени угловых деформаций объекта | |
| RU2104495C1 (ru) | Способ измерения физической величины |