RU39408U1 - DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS Download PDF

Info

Publication number
RU39408U1
RU39408U1 RU2004109652/22U RU2004109652U RU39408U1 RU 39408 U1 RU39408 U1 RU 39408U1 RU 2004109652/22 U RU2004109652/22 U RU 2004109652/22U RU 2004109652 U RU2004109652 U RU 2004109652U RU 39408 U1 RU39408 U1 RU 39408U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
inputs
output
adder
storage device
Prior art date
Application number
RU2004109652/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.И. Гольдштейн
А.О. Сулайманов
Н.Л. Бацева
А.В. Панкратов
Original Assignee
Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский политехнический университет filed Critical Томский политехнический университет
Priority to RU2004109652/22U priority Critical patent/RU39408U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU39408U1 publication Critical patent/RU39408U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Реферат Устройство для измерения сдвига фазPhase Shift Measurement Device

между двумя синусоидальными сигналами.between two sinusoidal signals.

Полезная модель относится к области систем обработки информации и измерительной техники, и может быть использована для определения фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в однофазной цепи переменного тока при диагностике работоспособности электротехнических и электромеханических систем и устройств.The utility model relates to the field of information processing systems and measuring equipment, and can be used to determine the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in a single-phase AC circuit for diagnosing the health of electrical and electromechanical systems and devices.

Достигаемый технический результат - создание устройства, позволяющего измерять значение фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в однофазной цепи переменного тока.Achievable technical result - the creation of a device that allows you to measure the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in a single-phase AC circuit.

Технический результат достигается благодаря тому, что устройство для измерения значения фазового сдвига между синусоидальными сигналами в однофазной цепи переменного тока содержит первое и второе устройства выборки и хранения, входы которых подключены к входным шинам. При этом выход первого устройства выборки-хранения подключен к входу третьего устройства выборки-хранения и к входу первого сумматора, а выход второго устройства выборки-хранения подключен к входу четвертого устройства выборки-хранения и к входу второго сумматора. Кроме того, выход третьего устройства выборки-хранения подключен к входу инвертора, выход которого соединен с входом первогоThe technical result is achieved due to the fact that the device for measuring the phase shift between sinusoidal signals in a single-phase alternating current circuit contains the first and second sampling and storage devices, the inputs of which are connected to the input buses. The output of the first fetch-storage device is connected to the input of the third fetch-storage device and to the input of the first adder, and the output of the second fetch-storage device is connected to the input of the fourth fetch-storage device and to the input of the second adder. In addition, the output of the third sample-storage device is connected to the input of the inverter, the output of which is connected to the input of the first

сумматора. Выход четвертого устройства выборки-хранения подключен к входу второго сумматора. Выходы первого и второго сумматоров связаны с входами перемножителя, выход которого соединен с входом перемножителя-делителя. А выходы такового генератора подключены ко входам первого, второго, третьего и четвертого устройства выборки-хранения. Входы первого и второго выпрямителей подключены к входным шинам, а их выходы к входам первого и второго фильтров низких частот, выходы которых подключены к входам пермножителя-делителя. 1 с. п. ф-лы, 1 ил.adder. The output of the fourth sampling-storage device is connected to the input of the second adder. The outputs of the first and second adders are connected to the inputs of the multiplier, the output of which is connected to the input of the multiplier divider. And the outputs of such a generator are connected to the inputs of the first, second, third and fourth sampling-storage devices. The inputs of the first and second rectifiers are connected to the input buses, and their outputs are to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected to the inputs of the multiplier divider. 1 sec P. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области систем обработки информации и измерительной техники, и может быть использована для определения фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в цепях переменного тока при диагностике работоспособности электротехнических и электромеханических систем и устройств.The utility model relates to the field of information processing systems and measuring equipment, and can be used to determine the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in AC circuits for diagnosing the operability of electrical and electromechanical systems and devices.

Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего измерять значение фазового сдвига между синусоидальными сигналами одинаковой частоты в цепях переменного тока не обязательно одной цепи и не обязательно одного устройства.The objective of the utility model is to create a device that allows you to measure the value of the phase shift between sinusoidal signals of the same frequency in AC circuits, not necessarily one circuit and not necessarily one device.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для измерения значения фазового сдвига между синусоидальными сигналами в цепях переменного тока, согласно полезной модели, содержит первое и второе устройства выборки и хранения, входы которых подключены к входным шинам. При этом выход первого устройства выборки-хранения подключен к входу третьего устройства выборки-хранения и к входу первого сумматора, а выход второго устройства выборки-хранения подключен к входу четвертого устройства выборки-хранения и к входу второго сумматора. Кроме того, выход третьего устройства выборки-хранения подключен к входу инвертора, выход которого соединен с входом первого сумматора. Выход четвертого устройства выборки-хранения подключен к The problem is achieved in that the device for measuring the phase shift between sinusoidal signals in AC circuits, according to the utility model, contains the first and second sampling and storage devices, the inputs of which are connected to the input buses. The output of the first fetch-storage device is connected to the input of the third fetch-storage device and to the input of the first adder, and the output of the second fetch-storage device is connected to the input of the fourth fetch-storage device and to the input of the second adder. In addition, the output of the third sampling-storage device is connected to the inverter input, the output of which is connected to the input of the first adder. The output of the fourth sampling-storage device is connected to

входу второго сумматора. Выходы первого и второго сумматоров связаны с входами перемножителя, выход которого соединен с входом перемножителя-делителя. А выходы такового генератора подключены ко входам первого, второго, третьего и четвертого устройства выборки-хранения. Входы первого и второго выпрямителей подключены к входным шинам, а их выходы к входам первого и второго фильтров низких частот, выходы которых подключены к входам пермножителя-делителя.the input of the second adder. The outputs of the first and second adders are connected to the inputs of the multiplier, the output of which is connected to the input of the multiplier divider. And the outputs of such a generator are connected to the inputs of the first, second, third and fourth sampling-storage devices. The inputs of the first and second rectifiers are connected to the input buses, and their outputs are to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected to the inputs of the multiplier divider.

Известна теорема Телледжена о квазимощности между любыми двумя синусоидальными сигналами, которые необязательно существуют в цепи одно и то же время и необязательно связаны одной зоной цепи [П.Пенфилд и др. Энергетическая теория электрических цепей / П.Пенфилд, Р.Спенс, С.Дюинкер. - М.: Энергия, 1974. - 152 с.] Также известно, что реактивная мощность может быть определена двояко:The well-known Tallenge theorem on quasi-power between any two sinusoidal signals that do not necessarily exist at the same time in a circuit and are not necessarily connected by one zone of a circuit [P. Penfield et al. Energy theory of electric circuits / P. Penfield, R. Spence, S. Duinker . - M .: Energy, 1974. - 152 p.] It is also known that reactive power can be determined in two ways:

1) по известной формуле1) according to the well-known formula

-Q=А·Вsinφab -Q = A · B sin φ ab (1)(1)

где А и В - действующие значения сигналов a(t) и b(t).where A and B are the effective values of the signals a (t) and b (t).

2) по методике О.А. Маевского [Маевский О.А. Энергетические показатели вентильных преобразователей. - М.: Энергия, 1978. - 320 с.]2) according to the method of O.A. Mayevsky [Mayevsky O.A. Energy performance of valve converters. - M .: Energy, 1978. - 320 p.]

где FВАХ - площадь вольт-амперной характеристики для исследуемых сигналов, найденная в данном случае по формуле для определения площади многоугольника, заданного координатами концов отрезков [Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся Втузов. - М.: Наука, 1980. - 976 с.]where F CVC is the area of the current-voltage characteristic for the studied signals, found in this case by the formula for determining the area of the polygon given by the coordinates of the ends of the segments [Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Handbook of mathematics for engineers and students of technical colleges. - M .: Nauka, 1980. - 976 p.]

Подставив формулу (3) в формулу (2) получим формулу для вычисления реактивной квазимощности по МаевскомуSubstituting the formula (3) into the formula (2) we obtain the formula for calculating the reactive quasi-power according to Mayevsky

Авторами экспериментально установлено, что выражения (2) и (4) вполне справедливы и работоспособны, тогда, приравняв правые части формул (2) и (4), можно найти sinφab, как The authors experimentally established that expressions (2) and (4) are quite fair and efficient, then, by equating the right sides of formulas (2) and (4), we can find sinφ ab , as

Устройство определения сдвига фаз обладает рядом преимуществ; в частности нет необходимости отфильтровывать сигналы от постоянной составляющей и сдвигать сигналы по фазе на угол 90 градусов.A phase shift determination device has several advantages; in particular, there is no need to filter the signals from the DC component and shift the signals in phase by an angle of 90 degrees.

Относительная погрешность при определении сдвига фаз в среднем составляет 0,77%.The relative error in determining the phase shift is on average 0.77%.

Устройство (фиг.1), включает в себя первое устройство выборки-хранения 1 (УВХ 1), второе устройство выборки-хранения 2 (УВХ 2), третье устройство выборки-хранения 3 (УВХ 3), четвертое устройство выборки-хранения 4 (УВХ 4), инвертор 5, первый сумматор 6 (Сумматор 1), второй сумматор 7 (Сумматор 2), перемножитель 8 (Перемножитель), интегратор 9 (Интегратор), перемножитель-делитель 10 (Перемножитель-делитель), тактовый генератор 11 (ТГ), первый выпрямитель 12 (Выпрямитель 1), второй выпрямитель 13 (Выпрямитель 2), первый фильтр низких частот 14 (ФНЧ 1), второй фильтр низких частот 15 (ФНЧ 2).The device (Fig. 1) includes a first fetch-storage device 1 (UVX 1), a second fetch-storage device 2 (UVX 2), a third fetch-storage device 3 (UVX 3), and a fourth fetch-storage device 4 ( UVX 4), inverter 5, first adder 6 (Adder 1), second adder 7 (Adder 2), multiplier 8 (Multiplier), integrator 9 (Integrator), multiplier-divider 10 (Multiplier-divider), clock 11 (TG ), the first rectifier 12 (Rectifier 1), the second rectifier 13 (Rectifier 2), the first low-pass filter 14 (low-pass filter 1), the second filter is low x frequencies 15 (low-pass filter 2).

Входные шины устройства подключены ко входам устройств выборки-хранения: первого 1 (УВХ 1) и второго 2 (УВХ 2), а выходы которых -к входам третьего 3 (УВХ 3), четвертого 4 (УВХ 4) устройств выборки-хранения и к входам первого 6 (Сумматор 1) и второго 7 (Сумматор 2) сумматоров. Вход третьего устройства выборки-хранения 3 (УВХ 3) подключен к входу инвертора 5 (Инвертор), выход которого соединен с входом первого сумматора 6 (Сумматор 1). Выход четвертого устройства выборки-хранения 4 (УВХ 4) подключен к входу второго сумматора 7 (Сумматор 2). Выходы первого 6 (Сумматор 1) и второго 7 (Сумматор 2) сумматоров связаны с входами перемножителя 8 (Перемножитель), выход которого соединен с входом интегратора 9 The input buses of the device are connected to the inputs of the sampling-storage devices: the first 1 (UVX 1) and second 2 (UVX 2), and the outputs of which are connected to the inputs of the third 3 (UVX 3), fourth 4 (UVX 4) of the sampling-storage devices and to the inputs of the first 6 (Adder 1) and second 7 (Adder 2) adders. The input of the third sampling-storage device 3 (UVX 3) is connected to the input of the inverter 5 (Inverter), the output of which is connected to the input of the first adder 6 (Adder 1). The output of the fourth sampling-storage device 4 (UVX 4) is connected to the input of the second adder 7 (Adder 2). The outputs of the first 6 (Adder 1) and second 7 (Adder 2) of the adders are connected to the inputs of the multiplier 8 (Multiplier), the output of which is connected to the input of the integrator 9

(Инвертор). Выход интегратора 9 (Инвертор) связан с входом перемножителя-делителя 10 (Перемножитель-делитель). Выходы тактового генератора 11 (ТГ) связаны со входами управления первого 1 (УВХ 1), второго 2 (УВХ 2), третьего 3 (УВХ 3) и четвертого 4 (УВХ 4) устройств выборки-хранения. Входы первого 12 (Выпрямитель 1) и второго 13 (Выпрямитель 2) выпрямителей подключены к входным шинам, а их выходы к входам первого 14 (ФНЧ 1) и второго 15 (ФНЧ 2) фильтров низких частот. Выходы первого 14 (ФНЧ 1) и второго 15 (ФНЧ 2) фильтров низких частот подключены к множительным входам перемножителя-делителя 10 (Перемножитель-делитель).(Inverter). The output of the integrator 9 (Inverter) is connected to the input of the multiplier divider 10 (Multiplier divider). The outputs of the clock generator 11 (TG) are connected to the control inputs of the first 1 (UVX 1), second 2 (UVX 2), third 3 (UVX 3) and fourth 4 (UVX 4) sampling-storage devices. The inputs of the first 12 (Rectifier 1) and second 13 (Rectifier 2) rectifiers are connected to the input buses, and their outputs are connected to the inputs of the first 14 (LPF 1) and second 15 (LPF 2) low-pass filters. The outputs of the first 14 (low-pass filter 1) and second 15 (low-pass filter 2) low-pass filters are connected to the multiplier inputs of the multiplier-divider 10 (multiplier-divider).

Первое 1, второе 2, третье 3 и четвертое 4 устройства выборки-хранения могут быть реализованы на микросхемах 1100СК2. Инвертор 5 может быть реализован на микросхеме 140УД17А. Первый 6 второй 7, сумматоры могут быть реализованы на операционных усилителях 140УД17А. В качестве перемножителя 8 и перемножителя-делителя 10 может быть использована микросхема 525ПСЗ. Интегратор 9 может быть реализован на операционном усилителе 140УД17А. Тактовый генератор 11 может быть реализован на микроконтроллере АТ80С2051. Выпрямители 12 и 13, а также фильтры низких частот 14 и 15 могут быть выполнены операционных усилителях 140УД17А.The first 1, second 2, third 3 and fourth 4 sampling and storage devices can be implemented on chips 1100SK2. Inverter 5 can be implemented on a chip 140UD17A. The first 6 second 7, the adders can be implemented on operational amplifiers 140UD17A. As the multiplier 8 and the multiplier divider 10 can be used chip 525PSZ. Integrator 9 can be implemented on an operational amplifier 140UD17A. The clock generator 11 can be implemented on an AT80C2051 microcontroller. Rectifiers 12 and 13, as well as low-pass filters 14 and 15 can be performed by operational amplifiers 140UD17A.

Устройство работает следующим образом. На вход первого УВХ 1 поступает сигнал пропорциональный первому синусоидальному сигналу The device operates as follows. The input of the first I / O 1 receives a signal proportional to the first sinusoidal signal

a(tj), а на вход второго УВХ 2 сигнал пропорциональный второму синусоидальному сигналу b(tj), В эти блоки записываются и хранятся текущие значение a(tj) и b(tj), которые по следующему сигналу переписываются в блоки 3, 4 и становятся предыдущими значениями. На выходе сумматора 6 получается сигнал равный разности текущего и предыдущего значений сигнала a(tj), а на выходе 7 сумма текущего и предыдущего значений сигнала b(t,). В блоке 8 эти сигналы перемножаются и подаются на интегратор 9, на выходе которого получается сигнал пропорциональный реактивной квазимощности , который поступает на вход перемножителя-делителя 10. В тоже время входные сигналы поступают на выпрямители 12 и 13, на выходе которых получаются выпрямленные сигналы |а(t)| и |b(t)|, которые подаются наa (tj), and to the input of the second UVX 2, the signal is proportional to the second sinusoidal signal b (tj) .The current values a (tj) and b (tj) are recorded and stored in these blocks, which are rewritten into blocks 3, 4 and become previous values. At the output of adder 6, a signal is obtained equal to the difference between the current and previous values of the signal a (tj), and at output 7, the sum of the current and previous values of the signal b (tj). In block 8, these signals are multiplied and fed to an integrator 9, the output of which produces a signal proportional to reactive quasi-power , which is fed to the input of the divisor multiplier 10. At the same time, the input signals are fed to rectifiers 12 and 13, at the output of which rectified signals | a (t) | and | b (t) |, which are served on

входы фильтров низких частот 14 и 15. На выходе фильтров низких частот 14 и 15 получаются сигналы равные действующим значениям (А и В) сигналов a(tj) и b(t,), которые подаются на входы перемножителя-делителя 10. На выходе блока 10 получается значение пропорциональное сдвигу фаз между входными сигналами .inputs of low-pass filters 14 and 15. At the output of low-pass filters 14 and 15, signals equal to the effective values (A and B) of signals a (tj) and b (t,) are obtained, which are fed to the inputs of the multiplier divider 10. At the output of the block 10, a value is obtained proportional to the phase shift between the input signals .

Полезная модель позволяет измерять значение сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами.The utility model allows to measure the value of the phase shift between two sinusoidal signals.

Claims (1)

Устройство для измерения значения фазового сдвига между синусоидальными сигналами в однофазной цепи переменного тока, отличающееся тем, что оно содержит первое и второе устройства выборки и хранения, входы которых подключены к входным шинам, при этом выход первого устройства выборки-хранения подключен к входу третьего устройства выборки-хранения и к входу первого сумматора, а выход второго устройства выборки-хранения подключен к входу четвертого устройства выборки-хранения и к входу второго сумматора, кроме того, выход третьего устройства выборки-хранения подключен к входу инвертора, выход которого соединен с входом первого сумматора, а выход четвертого устройства выборки-хранения подключен к входу второго сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров связаны с входами перемножителя, выход которого соединен с входом перемножителя-делителя, а выходы тактового генератора подключены к входам первого, второго, третьего и четвертого устройства выборки-хранения, при этом входы первого и второго выпрямителей подключены к входным шинам, а их выходы к входам первого и второго фильтров низких частот, выходы которых подключены к входам перемножителя-делителя.A device for measuring the phase shift between sinusoidal signals in a single-phase AC circuit, characterized in that it contains the first and second sampling and storage devices, the inputs of which are connected to the input buses, while the output of the first sampling-storage device is connected to the input of the third sampling device -storage and to the input of the first adder, and the output of the second sampling-storage device is connected to the input of the fourth sampling-storage device and to the input of the second adder, in addition, the output of the third device The storage-sampling device is connected to the inverter input, the output of which is connected to the input of the first adder, and the output of the fourth storage-sampling device is connected to the input of the second adder, the outputs of the first and second adders connected to the inputs of the multiplier, the output of which is connected to the input of the multiplier divider, and the outputs of the clock are connected to the inputs of the first, second, third and fourth sampling-storage devices, while the inputs of the first and second rectifiers are connected to the input buses, and their outputs to the inputs of the first and a second low-pass filter, the outputs of which are connected to the inputs of the multiplier divider.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004109652/22U 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS RU39408U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109652/22U RU39408U1 (en) 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109652/22U RU39408U1 (en) 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU39408U1 true RU39408U1 (en) 2004-07-27

Family

ID=38311163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109652/22U RU39408U1 (en) 2004-03-31 2004-03-31 DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU39408U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2881748B1 (en) Impedance detector apparatus and method
Matas et al. A new THD measurement method with small computational burden using a SOGI-FLL grid monitoring system
RU39408U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS
RU2263322C1 (en) Method for determining power coefficient in three-phase three-wire alternating current grid
RU39407U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PHASE SHIFT BETWEEN TWO SINUSOIDAL SIGNALS
RU162209U1 (en) THREE-PHASE AC VOLTAGE MEASURING TRANSMITTER
RU223943U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER
RU212580U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU212147U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
JP5238358B2 (en) AC power measuring device, AC power measuring method, and single-phase AC / DC converter
RU2264630C1 (en) Method for determining phase shift between two sinusoidal signals
RU163230U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU196115U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU196223U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
JPH09211038A (en) Diagnosing apparatus for phase/amplitude detecting apparatus, phase detecting apparatus, amplitude detecting apparatus, frequency detecting apparatus, phase/amplitude/frequency detecting apparatus
RU163765U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU2223509C1 (en) Method measuring power of distortion in a c single-phase network
RU204691U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOID VOLTAGE
RU2046360C1 (en) Device for measuring phase shift between two signals
CN213637668U (en) Full-wave rectification circuit
RU222789U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER
RU187663U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU213442U1 (en) POWER FACTOR TO VOLTAGE CONVERTER
RU41158U1 (en) DEVICE FOR MEASURING POWER FACTOR IN THREE-PHASE THREE-WIRING AC CIRCUIT
Wu et al. A new peak detection method for the three-phase sinusoidal signals

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20050401