SU1177767A1 - Device for indicating phase quadrature - Google Patents
Device for indicating phase quadrature Download PDFInfo
- Publication number
- SU1177767A1 SU1177767A1 SU843692741A SU3692741A SU1177767A1 SU 1177767 A1 SU1177767 A1 SU 1177767A1 SU 843692741 A SU843692741 A SU 843692741A SU 3692741 A SU3692741 A SU 3692741A SU 1177767 A1 SU1177767 A1 SU 1177767A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- voltage
- measuring
- resistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ФАЗОВОГО СДВИГА 90°, содержащее электростатический преобразователь, электромеханический измерительный механизм посто нного тока, подвижна часть которого укреплена на одной оси с подвижной частью электростатического , преобразовател , отличающеес тем, что, с целью повышени точности и расширени функциональных возможностей , в него введены два усилител переменного тока с регулируемыми коэффициентами усилени , трансформатор напр жени , измерительный резистор переменного тока, перекЛюч-атель , блок перобразовани угла поворота в напр жение, усилитель посто нного тока, причем первична обмотка трансформатора напр жени подключена к первому входу устройства, крайние вьшоды вторичной обмотки трансформатора через усилители переменного тока с peVynnpyeMbiMH коэффициентами усилени соединены с неподвижными электродами электростатического преобразовател , средний вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с подвижным. KOHtaKTOM переключател , первый неподвижный контакт которого соединен с первым потенциальным выводом измерительного резистора переменного тока, а второй - с вторым вхо (Л дом устройства, токовые выводы измерис тельного резистора переменного тока соединены с третьим входом устройства , ось вращени подвижной части электростатического преобразовател оптически соединена с входом блока преобразовани угла поворота в напр М 1 жение, выход которого соединен с входом усилител посто нного тока, выход sl которого соединен с электромеханичесо ким измерительным механизмом посто нного тока и выходом устройства, второй потенциальных вывод измерительного резистора переменного тока, одна из клемм второго входа устройства, низкопотенциальные входы усилйтёпёЙ; переменного тока с регулируемыми коэффициентами усилени и подвижный электрод электростатического преобразовател соединены с общей шиной.A DEVICE FOR INDICATING PHASE SHIFT 90 °, containing an electrostatic transducer, an electromechanical measuring mechanism of direct current, the movable part of which is fixed on the same axis with the movable part of the electrostatic transducer, characterized in that, in order to improve the accuracy and enhance the functionality, two AC amplifiers with adjustable gain factors, a voltage transformer, an AC measuring resistor, a switching device, a power supply unit Transforming the rotation angle to voltage, a DC amplifier, the primary winding of a voltage transformer is connected to the first input of the device, extreme ends of the secondary winding of the transformer through AC amplifiers with peVynnpyeMbiMH gain factors are connected to fixed electrodes of an electrostatic converter, secondary secondary windings of the secondary windings, and secondary secondary windings are used for secondary secondary windings; with moving. A KOHtaKTOM switch, the first fixed contact of which is connected to the first potential output of an AC measuring resistor, and the second to the second input (Device side, the current outputs of the measuring AC resistor are connected to the third input of the device, the rotation axis of the moving part of the electrostatic converter is optically connected to the input of the unit converting the angle of rotation into voltage M 1, the output of which is connected to the input of a DC amplifier, the output sl of which is connected to an electromechanical Kim with a measuring mechanism and a DC output of the apparatus, the second potential measurement AC output resistor, one terminal of the second input device inputs low-potential usilytopoY; AC with variable gain and a movable electrode of the electrostatic transducer connected to a common bus.
Description
1 1 Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл построени индикато ров сдвига фаз между двум напр жени ми и напр жением и током, используемых дл проверки и аттестации изме .рительной мощности и энергии. Целью изобретени вл етс повьше ние точности индикации и расширение функциональных возможностей за счет возможности работы с меньшими уровн ми входных сигналов и индикации фазового сдвига не только между двум напр жени ми, но также между напр жением и током, а также за счет того что входные цепи могут иметь общую шину. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема практической реализации устройства . Устройство содержит электростатический преобразователь 1 с подвижной частью 2, на одной оси с которой укреплена подвижна часть электромеханического измерительного механизма 3 посто нного тока, усилители 4 и 5 пе ременного тока, с регулируемыми коэф фициентами усилени , трансформатор 6 напр жени , измерительный резистор 7 .переменного тока, переключатель 8, блок 9 преобразовани угла поворота в напр жении, -усилитель 10 посто нно го тока, причем первична обмотка трансформатора 6 напр жени подключе на к первому входу 11 ус.тройства, крайние выводы вторичной обмотки трансформатора 6 напр жени через усилители 4 и 5 переменного тока с регулируемыми коэффициентами напр жени соединены с неподвижными электро дами электростатического преобразова тел 1,. средний вывод вторичной обмотки трансформатора 6 соединен с подвижным контактом переключател 8, первый неподвижный контакт которого соединен с первым потенциальньм выводом измерительного резисторй 7 переменного тока, а второй - с вторым входом 12 устройства, токовые выводы измерительного резитора 7 переменного тока соединены с третьим входом 13 устройства, ось вращени подвижной части 2 электростатического преобразовател 1 оптически соединена с входом блока 9 преобразовани угла поворота в напр жение, выход которого соединен с входом усилител 10 672 посто нного .тока, выход которого соединен с электромеханическим йзмерительным механизмом 3 посто нного тока и выходом 14 устройства, второй потенциальный вывод измерительного резистора 7 переменного тока, одна из клемм второго входа 12 устройства, низкопотенциальные входы усилителей 4 и 5 переменного тока с регулируемыми коэффициентами усилени и подвижный электрод 2 электростатического преобразовател 1 соединены с- общей шиной. В практической реализации верхний элемент 15 электростатического преобразовател 1 совместно с делителем на резисторах 16 и 1 и источником 18 вспомогательного напр жени образуют электромеханический измерительный механизм 3 посто нного тока. Четные и нечетные электроды 15 и 19 каждого элемента электростатичес .кого преобразовател 1 соединены между собой электрически. Блок 9 преобразовани угла поворота в напр жение состоит из осветительной лампы 20, зеркала 21, укрепленного на подвижной части 2, дифференциального фотосопротивлени 22 источника 23 питани . В качестве усилител 10 посто нного тока может быть использован операционный усилитель с малым дрейфом нул , например К544УД2. Номинальное выходное напр жение усилителей 4 и 5 переменного тока выбираетс 50 В. Частотный диапазон, выбираетс соответствующйм заданному диапазону частот индикатора. Трансформатор 6 выполнен на пермаллоевом сердечнике с обмоткой с тесной индуктивной св зью между обмотка- ми. Устройство работает следующим образом . Предварительно, после прогрева устройстваj производитс операци симметрировани . Дл этого на вход трансформатора 6 подаетс напр жение из измер емой цепи или вспомогательное переменное напр жение. Измен коэффициент усилени усилител 4 и 5 переменного тока добиваютс того , чтобы Ug.,jj на выходе 14 равн лось нулю. Фазовый сдвиг 90 устанавливаетс между током 1 на входе 13 и напр жением U./v на входе 11 или между напр жени ми , на выходе 11 и Uj на выходе 12, подключенных с помощью пере .ключател 8. Напр жение U на входе де 11 подаетс на первичную обмотку трансформатора 6. Напр жение на полуобмотках вторичной обмотки трансформа тора 6 геометрически суммируетс с напр жением Пц, на потенциальных зажимах измерительного резистора 7 переменного тока или с напр жением U2 на входе 12, причем,измен коэффициент трансформации трансформатора 6, добиваютс , чтобы напр жение на полуобмотках вторичной обмотки трансформатора 6 было одного пор дка с падени-, ем напр жени U или напр жением Ц.2л/ на вх;оде 12. Суммы напр жений усиливаютс усилител ми А и 5 переменного тока, один из которых имеет регулируемый коэффициент усилени , и подаетс на электростатический преобразователь 1 таким образом, что вращающие моменты, возникающие под действием этих напр жений, вычитаютс . Уравнение вращающих моментов электростатического преобразовател имеет вид 1 1 The invention relates to electrical measuring technique and can be used to construct phase shift indicators between two voltages and a voltage and current used to test and certify the measurement of power and energy. The aim of the invention is to increase the accuracy of the display and enhance the functionality due to the possibility of working with lower levels of input signals and indicating a phase shift not only between two voltages, but also between voltage and current, and also due to the fact that the input circuits may have a common tire. FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in fig. 2 - diagram of the practical implementation of the device. The device contains an electrostatic transducer 1 with a movable part 2, on the same axis with which the mobile part of the electromechanical measuring mechanism 3 of direct current is fixed, alternating current amplifiers 4 and 5, with adjustable gain factors, a voltage transformer 6, a measuring resistor 7. current, switch 8, unit 9 converts the angle of rotation in the voltage, the amplifier 10 direct current, the primary winding of the transformer 6 voltage connected to the first input 11 of the device, the extreme The terminals of the secondary winding of the voltage transformer 6 are connected to stationary electrodes of the electrostatic converter 1 through amplifiers 4 and 5 of alternating current with adjustable voltage coefficients. The middle terminal of the secondary winding of the transformer 6 is connected to the movable contact of the switch 8, the first fixed contact of which is connected to the first potential output of the measuring resistor 7 of the alternating current, and the second to the second input 12 of the device, the current terminals of the measuring resistor 7 of the alternating current are connected to the third input 13 of the device , the axis of rotation of the movable part 2 of the electrostatic converter 1 is optically connected to the input of the angle-to-voltage conversion unit 9, the output of which is connected to the input m amplifier 10 672 DC. The output of which is connected to the electromechanical measuring mechanism 3 DC and output 14 of the device, the second potential output of the measuring resistor 7 AC, one of the terminals of the second input 12 of the device, low-potential inputs of amplifiers 4 and 5 AC with adjustable gain factors and the movable electrode 2 of the electrostatic converter 1 are connected with a common bus. In practical implementation, the upper element 15 of the electrostatic converter 1, together with a divider of resistors 16 and 1 and auxiliary voltage source 18, form an electromechanical measuring mechanism 3 of direct current. The even and odd electrodes 15 and 19 of each element of the electrostatic converter 1 are electrically interconnected. The rotation angle-to-voltage conversion unit 9 consists of an illumination lamp 20, a mirror 21 fixed on the moving part 2, and a differential photoresistance 22 of the power supply 23. As a DC amplifier 10, an operational amplifier with a small zero drift can be used, for example, K544UD2. The nominal output voltage of the AC amplifiers 4 and 5 is 50 V. The frequency range is selected according to the appropriate predetermined frequency range of the indicator. Transformer 6 is made on a permalloy core with a winding with a close inductive connection between the windings. The device works as follows. Previously, after the device is warmed up, a balancing operation is performed. For this, a voltage from the circuit to be measured or an auxiliary alternating voltage is applied to the input of the transformer 6. By varying the gain of the AC amplifier 4 and 5, Ug., Jj at the output 14 is equal to zero. A phase shift 90 is established between current 1 at input 13 and voltage U./v at input 11 or between voltages at output 11 and Uj at output 12 connected by a switch 8. Voltage U at input 11 is supplied to the primary winding of the transformer 6. The voltage on the half windings of the secondary winding of the transformer 6 is geometrically summed with the voltage of the PS, at the potential terminals of the measuring resistor 7 of the alternating current or with the voltage U2 at the input 12, and, changing the transformation ratio of the transformer 6, achieve, for example The secondary windings of the secondary windings of the transformer 6 were of the same order as the voltage drop U or voltage Ts.2l / I; o 12. The sum of voltages is amplified by amplifiers A and 5 AC, one of which has an adjustable factor amplification, and applied to the electrostatic transducer 1 in such a way that the torques arising from the action of these voltages are subtracted. The torque equation of the electrostatic converter is
аМ2., + к , X X K,p(,J или после преобразовани приAM2., + K, X X K, p (, J, or after conversion with
k,4Ki2 , К (1) mi 4KUi (U,/,U,), где К и К 21. коэффициенты преобразовани элементов электростатического преобразовател j К и - коэффициенты усилени .усилителей 4 и 5 соответственно;k, 4Ki2, K (1) mi 4KUi (U, /, U,), where K and K 21. The conversion factors of the elements of the electrostatic converter j K and are the gains of amplifiers 4 and 5, respectively;
Ujy - падение напр жени на измерительном резисторе 7; К - коэффициент передачи трансформатора 6; ( ) - угол сдвига фазы между напр жени ми U-1 и Цщ,Ujy is the voltage drop across the measuring resistor 7; K - transfer coefficient of the transformer 6; () is the phase angle between the voltages U-1 and Tsch,
При 4 ( йц, ) 90 ДМ 0. Если угол между током 1 на входе 12 (напр жением U2- на входе 12) и напр жением и на входе 11 отличаетс от 90°, то на подвижную часть 2 измерительного преобразовател 1 дейстгзует момент, равный разности моментов, под действием которого подвижна часть пoвopaчивaetc на некоторый угол.At 4 (oz,) 90 DM 0. If the angle between current 1 at input 12 (voltage U2- at input 12) and voltage and at input 11 differs from 90 °, then the moving part 2 of the measuring transducer 1 equal to the difference of moments, under the action of which the movable part of the rotation is at a certain angle.
На выходе блока 9 преобразовани угла поворота, в. напр жение по вл етс напр жение, пропорциональное углу поворота. Усиленное усилителем 10 посто нного тока напр жение вл етс выходным сигналом устройства . Этот сигнал, поступа на измерительный механизм 3 посто нного тока, служит дл создани отрицательной обратной св зи по вращающемус моменту. На подвижную часть 2 действует вращающий моментThe output of block 9 converts the angle of rotation, c. voltage appears voltage proportional to the angle of rotation. The voltage amplified by the DC amplifier 10 is the output of the device. This signal, applied to the DC measuring mechanism 3, serves to create negative feedback on torque. Torque is acting on the moving part 2
ЛМ Кривых, где К - коэффициент преобразова . ни измерительного механизма 3 посто нного токаLM Curves, where K is the conversion factor. no measuring mechanism 3 dc
Момент дМ направлен навстречу моменту дМ2 и компенсирует его. Таким образом, Ugj,, пропорционально отклонению фазового сдвига от 90°.The moment dM is directed towards the moment dM2 and compensates for it. Thus, Ugj ,, is proportional to the deviation of the phase shift from 90 °.
При операции симметрировани путем изменени коэффициента усилени К.4 усилител 4 или Kyj- усилител 5 переменного тока обеспечиваетс выполнение услови (1).In the balancing operation, by changing the K.4 gain of the amplifier 4 or Kyj-AC amplifier 5, the condition (1) is satisfied.
Индикаци сдвига фаз 90° производитс следующим образом.A phase shift indication of 90 ° is performed as follows.
После включени и прогрева элементо устройства производитс симметрирование схемы. Симметрирование схемы производитс дл въфавнивани коэффициентов преобразовани согласно выражению (1) после включени устройства в цепь питани , изменени параметров измерительной цепи или перехода ра другой предел измерени .After switching on and warming up the element of the device, the circuit is balanced. The balancing of the circuit is performed to alphaise the conversion coefficients according to expression (1) after switching the device on to the power circuit, changing the parameters of the measuring circuit or changing another measurement limit.
Установление сдвига фаз 90 заключаетс в том, что к устройству подклю чают напр жение U на вход 11 и ток 1 на вход 13 (напр жение вход 12), между которыми .необходимо установить фазовьгй сдвиг 90°. Измен сдвиг фаз между U и 1 (напр жением Uj/v.), устанавливают выходное напр жение устройства равным нулю.Establishing the phase shift 90 consists in connecting a voltage U to input 11 and current 1 to input 13 (voltage input 12), between which it is necessary to establish a phase shift of 90 °. By varying the phase shift between U and 1 (the voltage Uj / v.), Set the output voltage of the device to zero.
Рассмотрим работу предлагаемого устройства в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2.Consider the operation of the proposed device in accordance with the scheme shown in FIG. 2
При повороте Подвижной части 2 электростатического преобразовател 1 изображение нити лампы 20 перемещаетс по дифференциальному фотосопротивлению 22. В диагонали моста, образованного фотосопротивлением 22 и источником 23 питани , по вл етс сигнал, пропорциональный углу поворота подвижной части 2. Усиленный усилителем 10 посто нного тока сигналWhen the moving part 2 of the electrostatic converter 1 is rotated, the image of the filament of the lamp 20 moves along the differential photoresistance 22. A signal proportional to the angle of rotation of the moving part 2 appears in the diagonal of the bridge formed by the photoresistance 22 and the power source 23
вл етс выходным сигналом устройства на выходе 14. Этот сигнал подаетс на делитель на резисторах 16 и 17, причем плечи делител равны, где суммируетс с поделенньЕ-i пополам напр жением источника 18 вспомогательного напр жени . При Ua,,., Оis the output signal of the device at output 14. This signal is fed to a divider on resistors 16 and 17, and the divider's shoulders are equal, where it is summed with the divided-i half of the voltage of the auxiliary voltage source 18. When ua ,,., O
, ОЫлOIL
к элементам 15 приложены напр жени uBtn 1 I и всп I ... 2- -2 создаваемые элементами 15, уравновешиваютс , суммарный момент измерительного механизма посто нного тока 4М 0. При 9 подвижную часть 2 деиствует вращающий моментThe elements 15 are applied voltage uBtn 1 I and Vsp I ... 2 -2 -2 created by the elements 15, are balanced, the total moment of the measuring mechanism of direct current 4M 0. At 9, the moving part 2 acts as the torque
. м, Чк,,,,,,,. m, chk ,,,,,,,
где К - коэффициент преобразовани верхнего элемента 15. Момент дМ направлен навстречу моменту АМ2 и компенсирует его. Такимwhere K is the conversion factor of the upper element 15. The moment dM is directed towards the moment AM2 and compensates for it. So
образом, Ugji, пропорционально дтк.понению фазового сдвига от 90°.thus, Ugji, is proportional to the phase shift from 90 °.
Точность индикации,фазового сдвига в предлагаемом устройстве определ етс угловыми погрешност ми трансформатора 6, измерительного резистора 7 переменного тока, относительной нестабильностью коэффициента усилени усилителей 4 и 5 переменного тока, дрейфом нул усилител 10 посто нного тока и не зависит от значени посто нной времени входной цепи измерительного механизма, так как его вход шунтирован низким выходным сопротивлением усилителей переменного тока. Это ;а;ает возможность примен ть устройство в цеп х, имеющих общую точку. Изменение пор дка симметрировани позвол ет в два раза уменьшить врем индикации и использовать индикатор в системе автоматического регулировани 90° сдвига фазы.The accuracy of the display, the phase shift in the proposed device is determined by the angular errors of the transformer 6, the measuring resistor 7 of the alternating current, the relative instability of the gain factor of the amplifiers 4 and 5 of the alternating current, the zero drift of the constant current amplifier 10 and does not depend on the value of the constant time of the input circuit measuring mechanism, as its input is shunted by the low output impedance of the AC amplifiers. It is; a; a; it is possible to use the device in chains having a common point. Changing the balancing order allows the display time to be halved and the indicator used in the automatic control system of the 90 ° phase shift.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843692741A SU1177767A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Device for indicating phase quadrature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843692741A SU1177767A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Device for indicating phase quadrature |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1177767A1 true SU1177767A1 (en) | 1985-09-07 |
Family
ID=21100546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843692741A SU1177767A1 (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Device for indicating phase quadrature |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1177767A1 (en) |
-
1984
- 1984-01-13 SU SU843692741A patent/SU1177767A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 127746, кл. G 01 R 5/34, 1963. Векслер М.С. Измерительные приборы с электростатическими механизмами. Л.: Энерги , 1974, с. 51. Трансформаторные измерительные мосты. Под ред. К.Б.Каранедеева. М.: Энерги , 1970, с. 102. Авторское свидетельство СССР № 410332, кл. G 01 R 25/04, 1972. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4495463A (en) | Electronic watt and/or watthour measuring circuit having active load terminated current sensor for sensing current and providing automatic zero-offset of current sensor DC offset error potentials | |
SU1177767A1 (en) | Device for indicating phase quadrature | |
US4322679A (en) | Alternating current comparator bridge for resistance measurement | |
SU655042A1 (en) | Source of dc voltage with pulse-phase modulation | |
RU2020719C1 (en) | Electric drive current feedback device | |
JP3068977B2 (en) | Power multiplication circuit | |
SU557323A1 (en) | Transformer bridge for measuring the components of the complex resistance of four-clamp resistors | |
US3453543A (en) | Device for comparing magnitudes of electrical signals of different frequencies | |
SU663021A1 (en) | Asymmetry sensor | |
SU1117471A1 (en) | Pressure pickup | |
SU875584A1 (en) | Modulator | |
SU1277002A1 (en) | A.c.transformer bridge | |
SU842594A1 (en) | Transformer bridge for measuring complex resistor parameters | |
SU661528A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
SU1661652A1 (en) | Metering current-to-voltage converter | |
SU690334A1 (en) | Force-measuring device | |
SU447617A1 (en) | Device with inductively coupled arms to compensate for the reactivity of resistors | |
SU1647481A1 (en) | Device for reproducing a zero power factor | |
SU1432418A1 (en) | Device for measuring electric parameters of filament lamps and standard ballast resistors | |
SU1379747A1 (en) | Device for remote measuring of resistance | |
SU1185063A1 (en) | Inductive measuring device | |
JP2653823B2 (en) | Reactor loss measurement circuit | |
SU1161897A2 (en) | Device for polarization measurements | |
SU1420539A1 (en) | Current density converter in electric range | |
SU951156A1 (en) | Ac bridge |