SU1150575A1 - Device for measuring small dynamic phase changes - Google Patents

Device for measuring small dynamic phase changes Download PDF

Info

Publication number
SU1150575A1
SU1150575A1 SU833639347A SU3639347A SU1150575A1 SU 1150575 A1 SU1150575 A1 SU 1150575A1 SU 833639347 A SU833639347 A SU 833639347A SU 3639347 A SU3639347 A SU 3639347A SU 1150575 A1 SU1150575 A1 SU 1150575A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
adder
phase
signal
Prior art date
Application number
SU833639347A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Шкилев
Татьяна Николаевна Шкилева
Виктор Григорьевич Шкилев
Александр Иванович Шинкаренко
Original Assignee
Мирнинское Управление Научно-Производственного Объединения "Сибцветметавтоматика"
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 Мирнинское Управление Научно-Производственного Объединения "Сибцветметавтоматика" filed Critical Мирнинское Управление Научно-Производственного Объединения "Сибцветметавтоматика"
Priority to SU833639347A priority Critical patent/SU1150575A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1150575A1 publication Critical patent/SU1150575A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ФАЗЫ, содержащее источники опорного и ис следуемого сигналов, сумматор и бл стабилизации амплитуды сигнала, первый вход которого подключен к и точнику исследуемого сигнала, а выход сумматора  вл етс  выходом устройства , отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , в него введены фазовращатель , аналоговый преобразователь фазы , интегратор, блок сравнени , один вход которого соединен с нулевой шиной , а другой - с выходом аналогового преобразовател  фазы, первый вход которого соединен с первым входом сумматора и с источником опорного сигнала, а второй - с вторым входом сумматора и с выходом фазовращател , один вход которого соединен через интегратор с выходом блока сравнени , а другой вход фазовращател  соединен с выходом блока стабилизахщи амплитуды сигнала, второй вход кото-: рого соединен с выходом фазовращател , а третий вход - с первым входом сумматора.A DEVICE FOR MEASURING SMALL DYNAMIC CHANGES OF A PHASE containing sources of reference and test signals, an adder and amplitude stabilization of the signal, the first input of which is connected to and the source of the signal under investigation, and the output of the adder is the output of the device, characterized in that, in order to increase the accuracy measurements, a phase shifter, an analog phase converter, an integrator, a comparison unit, one input of which is connected to the zero bus and the other to the output of an analog phase converter, the first input D which is connected to the first input of the adder and to the source of the reference signal, and the second to the second input of the adder and to the output of the phase shifter, one input of which is connected via an integrator to the output of the comparison unit, and the other input of the phase shifter is connected to the output of the stabilizer of signal amplitude, the second input which is connected to the output of the phase shifter, and the third input - to the first input of the adder.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерении очень малых динамических изменений разностей фаз синусонцальных сигналов, например в различных электромагнитных датчиках. Известно устройство дл  измерени  разности фаз двух входных сигналов содержащее фазовый детектор дл  получени  импульсного пр моугольного сигнала, длительность которого пропорциональна разности фаз входных сигналов, устройство интегрировани  пр моугольного сигнала, дифференцйрукндее устройство, реверсивиьй счетчик lj . Недостатками данного устройства  вл ютс  низка  чувствительность и быстродействие, обусловленное инерционностью устройства интегрировани  Наиболее близкими к изобретению  вл ютс  способ измерени  малых разностей фаз синусоидальных сигналов, основанный на стабилизации исследуемого сигнала по амплитуде на уровне, равном амплитуде опорного сигнала, сравнении исследуемого сигнала с опорным и вычитании одного из другого , и устройство, реализующее способ содержащее источники опорного и исследуемого сигналов, сумматор и блок стабилизации амплитуды исследуемого сигнала, вход которого подключен к источнику исследуемого сигнала 2j. Б известном способе и устройстве за счет стабилизации исследуемого сигнала по амплитуде на уровне, равном амплитуде опорного сигнала, повышаетс  быстродействие измерени  ма лых разностей фаз синусоидальных сиг налов. Недостатком известного способа и устройства  вл етс  низка  точность и чувствительность и змepeни  очень малых динамических изменений разностей фаз, так как если разность фаз между опорным и исследуемым сигналами составл ет значительную величину по сравнению с динамическими изменени ми разностей фаз, то эти динамические изменени  трудно наблюдать на экране осцилдбграфа и технически сложно их вьщелить. При очень большо разности фаз между опорным и исследу емым сигналом по сравнению с динамическими изменени ми разностей фаз вы делить очень маленькие изменени  на большом фоне сигнала практически невозможно . Цель изобретени  - повьппение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  малых динамических изменений фазы, содержащее источники опорного и исследуемого сигналов, сумматор и блок стабилизации амплитуды сигнала, первый вход которого подключен к источнику исследуемого сигнала, а выход сумматора  вл етс  выходом устройства , введены фазовращатель, аналоговый преобразователь фазы, интегратор, блок сравнени , один вход которого соединен с нулевой шиной, а другой с выходом аналогового преобразовател  фазы, первьш вход которого соединен с первым входом сумматора и с источником опорного сигнала, а второй с вторым входом сумматора и с выходом фазовращател , один вход которого соединен через интегратор с выходом блока сравнени , а другой вход фазовращател  соединен с выходом блока стабилизации амплитуды сигнала,второй вход которого соединен с выходом фазовращател , а третий вход - с первым входом сумматора. На чертеже изображена блок-схема устройства, реализун цего способ измерени  малых динамических изменений разностей фаз. Устройство содержит источник опорного напр жени  U, подключенный к входу блока 1 стабилизации амплитуды , состо щего из усюштел  2,блока 3 сравнени , аналоговых преобразователей 4 и 5 a fflлитyды. Выход блока 1 стабилизации, в данном случае усилител  2, соединен с входом фазовращател  6, выход которого соединен с вторым входом сумматора 7, аналогового преобразовател  фазы 8 и с входом аналогового преобразовател  4. Выход аналогового преобразовател  фазы 8 соединен с первым входом блока сравнени  9, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала . Выход блока сравнени  9 соединен через интегратор 10 с управл кидим входом фазовращател  6. Источник опорного сигнала Uo соединен с первыми входами сумматора 7, аналогового преобразовател  8 и входом аналогового преобразовател  5. Выход сумматора 7  вл етс  выходом всего устройства. Устройство работает следующим образом . Исследуемьй сигнал U через усилитель 2 блока 1 стабилизации амплитуды подаетс  через фазовращатель 6 на вторые входы сумматора 7, аналогового преобразовател  фазы 8 и аналоговьй преобразователь амплитуды 4, который преобразует амплитуду синусо идального сигнала в посто нное напр жение , которое подаетс  на один вход блока 3 сравнени ,на другой вход которого подаетс  напр жение с опорного источкика UQ, преобразованное аналоговым преобразователем амплитуды 5 в посто нное напр жение. Блок 3 сравнени  сравнивает эти два напр жени  и в случае, их неравенства измен ет коэффициент усилени  усилител  2 с учетом знака сравнени  таким образом , чтобы a литyдa на выходе фазовращател  6 была всегда равна амплитуде источника опорного напр жени  Ug. Быстродействие стабилизации амплитуды исследуемого сигнала зависит от быстродействи  аналоговых преобразователей 4 и 5, блока 3 сравнени  усилител  2, что вполне технически вьтолнимо. Аналоговый преобразователь фазы 8 преобразует разность фаз между; напр  жением выхода фазовращател  6 и опор ным напр жением Ug в посто ннее наП1  жение которое поступает на первьй вход блока сравнени  9, где оно срав ниваетс  с нулевым напр жением, пода ваемым на второй NpxoM, Разность напр жений с учетом знака поступает че рез интегратор 10 на управл ющий вход фазовращател  6, которьш измен  ет фазу исследуемого сигнала до тех пор, пока разность медцу фазой опорного сигнала Ug и фазой выходного сигнала фазовращател  6 не станет равной нулю. Медленные изменени  фазы исследуемого сигнала относительно опорного посто нно отслеживаютс  таким образом , что разность фаз между источником опорного сигнала и выходом фазовращател  6 равна нулю. Динамические изменени  фазы исследуемого сигнала на выходе фазовращател  6 Hie отслеживаютс  и без изменени  поступают на второй вход сумматора 7, на другой вход которого поступают сигналы опорного источника Up. Так как на первом и втором входе сумматора 7 амплитуды опорного источника спп.зла и обработанного с выхода фазовра:;ател  б равны , а посто нна  разность их фаз равна нулю, то на выходе сумматора 7 присутствует сигнал, обусловленный только динaмичecки ш изменени ш разности фаз. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет автоматически подготавливать сигнал дл  вычитани , осуществл   следующие операции перед этим: стабилизировать исследуемый сигнал по амплитуде на уровне опорного сигнала со скоростью динамических изменений амплитуды, совмещать исследуемый сигнал по фазе с -опорным со скоростью меньшей скорости динамических изменений разности фаз между опорным и исследуемым сигналом. Обработка сигнапов таким образом позвол ет вьщел ть очень малые динамические изменени  разности фаз между сигналами независимо от значительного сдвига фаз между ни№1, т.е. резко подн ть точность и чувствитель- . ность измерени  таких сигналов. The invention relates to a measurement technique and can be used to measure very small dynamic changes in the phase differences of sinusonal signals, for example, in various electromagnetic sensors. A device for measuring the phase difference of two input signals comprising a phase detector for obtaining a pulsed square signal, the duration of which is proportional to the phase difference of the input signals, a device for integrating a square signal, a differential device, a reversible counter lj. The disadvantages of this device are low sensitivity and speed due to the inertia of the integration device. The closest to the invention is a method of measuring small phase differences of sinusoidal signals, based on stabilizing the signal under investigation in amplitude at a level equal to the amplitude of the reference signal, comparing the signal under test with the reference and subtracting one of the other, and a device that implements the method containing the sources of the reference and the investigated signals, the adder and the unit is stable the amplitude of the signal under study, whose input is connected to the source of the signal under study 2j. In the known method and device, due to the stabilization of the signal under study in amplitude at a level equal to the amplitude of the reference signal, the speed of measurement of small phase differences of sinusoidal signals is increased. A disadvantage of the known method and device is the low accuracy and sensitivity and measurement of very small dynamic changes in phase differences, since if the phase difference between the reference and test signals is a significant amount compared with dynamic changes in phase differences, these dynamic changes are difficult to observe. Oscildebgraf screen and technically difficult to select them. With a very large phase difference between the reference and the signal under study compared with the dynamic changes in phase differences, it is almost impossible to separate very small changes on a large signal background. The purpose of the invention is to increase measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that a device for measuring small dynamic phase changes, containing sources of reference and test signals, an adder and a signal amplitude stabilization unit, the first input of which is connected to the source of the signal under study, and an output of the phase shifter, analog phase converter, integrator, comparison unit, one input of which is connected to the zero bus and the other to the output of an analog phase converter, the first input of which is connected to the first the input of the adder and the reference source, and the second with the second input of the adder and with the output of the phase shifter, one input of which is connected through the integrator to the output of the comparison unit, and the other input of the phase shifter is connected to the output of the amplitude stabilization unit, the second input of which is connected to the output of the phase shifter and the third input is with the first input of the adder. The drawing shows a block diagram of a device, realizing a method for measuring small dynamic changes in phase differences. The device contains a voltage source U, connected to the input of the amplitude stabilization unit 1, consisting of usyushtel 2, comparison unit 3, analog converters 4 and 5 a ffllitydy. The output of stabilization unit 1, in this case, amplifier 2, is connected to the input of the phase shifter 6, the output of which is connected to the second input of the adder 7, the analogue phase converter 8 and the input of the analogue converter 4. The output of the analogue phase converter 8 is connected to the first input of the comparator unit 9, the second input of which is connected to the tire of zero potential. The output of the comparator unit 9 is connected via the integrator 10 with a control input of the phase shifter 6. The reference signal source Uo is connected to the first inputs of the adder 7, the analog converter 8 and the input of the analog converter 5. The output of the adder 7 is the output of the entire device. The device works as follows. Investigated signal U through amplifier 2 of amplitude stabilization unit 1 is fed through phase shifter 6 to second inputs of adder 7, analog phase converter 8 and analogue amplitude converter 4, which converts the amplitude of a sinusoidal signal to a constant voltage, which is fed to one input of comparator 3 , to the other input of which a voltage is applied from the reference source UQ, converted by an analogue amplitude converter 5 to a constant voltage. Comparison unit 3 compares these two voltages and, in the case of their inequality, changes the gain of amplifier 2, taking into account the comparison sign, so that the output of phase shifter 6 is always equal to the amplitude of the reference voltage source Ug. The response speed of the amplitude stabilization of the signal under study depends on the speed of analog transducers 4 and 5, block 3 of the comparison amplifier 2, which is technically quite possible. An analog phase converter 8 converts the phase difference between; the output voltage of the phase shifter 6 and the reference voltage Ug at a constant value of P1 that goes to the first input of the comparison unit 9, where it is compared to the zero voltage applied to the second NpxoM, the voltage difference, taking into account the sign, goes through the integrator 10 to the control input of the phase shifter 6, which changes the phase of the signal under study until the difference between the phase of the reference signal Ug and the phase of the output signal of the phase shifter 6 becomes zero. Slow changes in the phase of the signal under investigation relative to the reference signal are constantly monitored so that the phase difference between the source of the reference signal and the output of the phase shifter 6 is zero. The dynamic changes in the phase of the signal under study at the output of the Phaser 6 Hie are monitored and without change are fed to the second input of the adder 7, to the other input of which signals of the reference source Up are received. Since at the first and second inputs of the adder 7, the amplitudes of the reference source of the sp.apple and the processed phasor are:; the b are equal, and the constant difference of their phases is zero, the output of the adder 7 is a signal due only to the dynamic changes of w phases. Thus, the proposed device allows you to automatically prepare a signal for subtraction, performed the following operations before it: stabilize the signal under investigation at the amplitude level of the reference signal with the speed of dynamic amplitude changes, combine the signal under study with the reference signal with a speed lower than the rate of dynamic changes of the phase difference between the reference and the signal under study. Signal processing in this way makes it possible to make very small dynamic changes in the phase difference between the signals, regardless of the significant phase shift between Ni # 1, i.e. dramatically increase accuracy and sensitivity. measurement of such signals.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ФАЗЫ, содержащее источники опорного и исследуемого сигналов, сумматор и блок стабилизации амплитуды сигнала, первый вход которого подключен к ис- точнику исследуемого сигнала, а выход сумматора является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены фазовращатель, аналоговый преобразователь фазы, интегратор, блок сравнения, один вход которого соединен с нулевой шиной, а другой - с выходом аналогового преобразователя фазы, первый вход которого соединен с первым входом сумматора и с источником опорного сигнала, а второй - с вторым входом сумматора и с выходом фазовращателя, один вход которого соединен через интегратор с выходом блока сравнения, а другой вход фазовращателя соединен с выходом блока стабилизации амплитуды сигнала, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, а третий вход - с первым входом сумматора.DEVICE FOR MEASURING SMALL DYNAMIC PHASE CHANGE, containing sources of the reference and studied signals, an adder and a signal amplitude stabilization unit, the first input of which is connected to the source of the signal under study, and the adder output is the output of the device, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy , a phase shifter, an analog phase converter, an integrator, a comparison unit, one input of which is connected to the zero bus, and the other with the output of the analog phase converter, the first input to which is connected to the first adder input and to the reference signal source, and the second to the second adder input and the output of the phase shifter, one input of which is connected through the integrator to the output of the comparison unit, and the other input of the phase shifter is connected to the output of the signal amplitude stabilization unit, the second input of which connected to the output of the phase shifter, and the third input to the first input of the adder. SU .,,,1150575SU. ,,, 1150575 1150575 11150575 1
SU833639347A 1983-08-25 1983-08-25 Device for measuring small dynamic phase changes SU1150575A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833639347A SU1150575A1 (en) 1983-08-25 1983-08-25 Device for measuring small dynamic phase changes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833639347A SU1150575A1 (en) 1983-08-25 1983-08-25 Device for measuring small dynamic phase changes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1150575A1 true SU1150575A1 (en) 1985-04-15

Family

ID=21080726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833639347A SU1150575A1 (en) 1983-08-25 1983-08-25 Device for measuring small dynamic phase changes

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1150575A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патейт US № 4157500, кл. G 01 R 25/00, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР 815660, кл. G 01 R 25/00, 1-976 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3667041A (en) Automatic zero circuitry for indicating devices
SU1150575A1 (en) Device for measuring small dynamic phase changes
US4166394A (en) Method for temperature compensation of an ultrasonic measuring device of the concentration of solutions and circuit arrangement for its execution
GB1375556A (en)
SU151408A1 (en) Device for measuring the ratio (or difference) of amplitudes and phase shifts
SU1012012A1 (en) Thickness gauge
JPH0812114B2 (en) Digital temperature detector
SU129749A1 (en) The method of measuring the rms value of a periodic signal, the rms value of the stationary noise, or the ratio of these values
SU461386A1 (en) Method for measuring small changes in phase shift
SU1145293A1 (en) Method of measuring sine signal amplitude dynamic changes
SU862041A1 (en) Device for measuring load at the moment of specimen destruction
SU1425431A1 (en) Eddy-current thickness gauge
SU721730A1 (en) Device for electrochemical investigations
SU1359686A1 (en) Vibrocalibrating device
SU991282A1 (en) Electromagnetic checking method
SU1318929A1 (en) Phase-meter
SU785810A1 (en) Device for measuring magnetic field azimuthal non-uniformity
SU1046698A1 (en) Phase-sensitive measuring converter of ac to dc voltage
SU757969A1 (en) Method of multiple parameter electromagnetic investigation of metallic articles properties
SU118914A2 (en) Method for detecting low-energy radioactive radiation
SU1205054A1 (en) Method of measuring phase characteristics of two-port networks
SU734548A1 (en) Capacitive moisture-content meter
KR890010570A (en) Power factor measurement circuit and method of digital integrated power meter
SU381053A1 (en) DEVICE FOR ELECTRIC SURVEY
SU123618A2 (en) Probe graduation device