SU1190293A1 - Фазометр - Google Patents

Abstract

1. ФАЗОМЕТР, содержащий усилитель посто нного тока, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходом усилител  посто нного тока, компаратор нулевого уровн  и регистрирующий счетчик, о т л ич а ю щи и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , он снабжен блоком формировани  дополнительных синусоидальных напр жений, один вход которого соединен с выходом усилител  посто нного тока, другой - с выходом фазосдвигающего блока, коммутатором и управл ющим счетчиком, причем входы коммутатора соединены с выходами блока формировани  дополнительных синусоидальных напр жений, выход коммутатора соединен с входом компаратора нулевого уровн , выход компаратора нулевого уровн  соединен со счетными входами регистрирующего и управл ющего счетчиков , а выходы последнего соединены с управл ющими входами коммутатора .

Description

2. Фазометр по п.1, о т л ичающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет обеспечени  синхронизации нача .ла измерений с началом периода сигнала и возможности измерени  произвольного количества периодов сигнала, он снабжен дополнительным компаратором нулевого уровн , делителем частоты и элементом И, причем

вход дополнительного компаратора нулевого уровн  соединен с выходом усилител  посто нного тока, а выход соединен с первым входом элемента И непосредственно и через делитель частоты с вторым входом того же элемента И, а выход элемента И соединен с установочными входами регистрирующего и управл ющего счетчиков.

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  точного измерени  мгновенного значени  фазы синусоидального напр жени  и мгновенного значени  разности фаз двух синусоидальных напр жений низких и инфрани ких частот в информационно-измерительных системах, системах регулиро вани  и контрол  с фазовым представ лением информации, в частности в устройствах противоаварийной автома тики энергосистем. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет введени  дополнительных синусоидаль ных -напр жений, синхронизации начал измерени  с началом измерительного .цикла и усреднением результата за несколько измерительных циклов. На чертеже представлена структур на  схема фазометра. Фазометр содержит усилитель 1 посто нного тока (УПТ), фазосдвигаю щий блок 2, блок 3 формировани  дополнительных синусоидальных напр же ний (БФДН), коммутатор 4, компаратор 5 нулевого уровн , управл ющий 6 и регистрирующий 7 счетчики, допо нительный компаратор 8 нулевого уро н , делитель 9 частоты и элемент .И 10.При этом входустройства соеди нен с входом УПТ 1, выход которого соединен с первым входом БФДН 3 и входами фазосдвигающего блока 2 и дополнительного компаратора 8. Выхо фазосдвигающего блока 2 соединен с вторым входом БФДН 3, выходы которого соответственно соединены с информационными входами коммутатора 4, выход которого соединен через компаратор 5 нулевого уровн  с первым входом регистрирующего счетчика 7, второй вход которого соединен с выходом элемента И 10 и вторым входом управл ющего .счетчика 6. Первый вход счетчика 6 соединен с выходом компаратора 5 нулевого уровн , а выход - с управл ющим входом коммутатора 4. Выход дополнительного компаратора 8 соединен непос-. редственно с вторым входом элемента И 10 и через делитель 9 частоты с первым входом элемента И 10. Фазометр работает следующим образом. На вход УПТ 1 подаётсй исследуемое эффективное напр жение Uo(t.), С выхода УПТ 1 напр жение поступает на один вход БФДН 3 и на вход фазосдвигающего блока 2, который обеспечивает сдвиг исследуемого напр жени  на 90°. С выхода блока 2 первое сформированное напр жение U(t) поступает на второй вход БФДН 3. В исходном состо нии входное исследуемое: напр жение U(t) равно нулю (начало нового периода),счетчики 6 и 7 наход тс  в нулевом состо нии , в коммутаторе 4 замкнут ключ, подключающий на вход компаратора 5 дополнительное напр жение Uo(t) от БФДН 3, причем . lo) Uor.viM/ (Т) где Ug - мгновенное значение напр жени  . В момент прохождени  Uo(t). через ноль (от минуса к плюсу) компаратор

31

5вырабатывает короткий импульс, который записываетс  в счетчики

6и 7.,

Увеличение текущего состо ни  счетчика 7 регистрирует приращение текущего значени  фазы на величину

2иО)

йЧ

где п - число дополнительных сформированных периодов от блока БФДН 3, а увеличение текущего состо ни  счетчика 6 приводит к размыканию ключа (внутри коммутатора 4), подающего напр жение Uo{t), и замыканию ключау подающего напр жение U,(t), причем .. U,W-0,. .(3)

Теперь на вход компаратора 5 подаетс  напр жение U(t) и, когда оно пройдет через ноль (от минуса к плюсу), в компараторе 5 формируетс  новый импульс и т.д. Таким образом, на выходе компаратора 5 образуетс  последовательноть коротких импульсов

Текущее состо ние счетчика 7 характеризует текущее значение измер емого входного напр жени , Дп  того, чтобы текущее состо ние счетчика 7 соответствовало текущему значению фазы измер емого входного напр жени , необходимо синхронизировать начало измерени  с началом периода измер емого напр жени , т.е. необходимо, чтобы начало счета счетчиков 6 и 7 совпало с началом периода входного напр жени , что вручную обеспечить затруднительно . Кроме то со, в счетчлках 6

0293 4

и 7 в процессе измерени  может накапливатьс  случайна  ошибка изтза ложного срабатывани  счетчиков ввиду возможного существовани  раэ5 личных помех. .

Дл  устранени  этих недостатков достаточно обнул ть счетчики 6 и 7 в начале периода входного напр жени  ,

10 Дл  этого предлагаемый фазометр снабжен дополнительно вторьм компаратором8 нулевого уровн , вход которого подключен к выходу УПТ 1, а выход соединен с входами

15 установки нул  счетчиков.

С началом процесса измерени  в Mt мент прохождени  входного измер емого напр жени  U(t) через ноль (от минуса к плюсу) дополнительный компаратор 8 нулевого уровн  вырабатывает короткий импульс, который устанавливает счетчики 6 и 7 в нулевое состо ние .

После того, как компаратор В вырабатывает некоторое количество импульсов , определ емое коэффициентом делени  делител  9 частоты, на вькоде последнего снова по вл етс  высокий уровень напр жени . Следую3Q щий импульс от компаратора 8, пройд  через элемент И 10, устанавливает счетчики 6 и 7 в нулевое состо ние. Начинаетс  новый цикл измерени .

Мен   коэффициент делени  делител  9 частоты, можно мен ть длительность цикла измерени , усредн   показани  за несколько периодов входного сигнала.

Claims (2)

1. ФАЗОМЕТР, содержащий усилитель постоянного тока, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходом усилителя постоянно го тока, компаратор нулевого уровня и регистрирующий счетчик, о т л и- ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком формирования дополнительных синусоидальных напряжений, один вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, другой - с выходом фазосдвигающего блока, коммутатором и управляющим счетчиком, причем входы коммутатора соединены с выходами блока формирования дополнительных синусоидальных напряжений, выход коммутатора соединен с входом компаратора нулевого уровня, выход компаратора нулевого уровня соединен со счетными входами регистрирующего и управляющего счетчиков, а выходы последнего соединены с управляющими входами коммутатора.

SU... 1190293

2. Фазометр по п.1, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения синхронизации начала измерения с началом периода сигнала и возможности измерения произвольного количества периодов сигнала, он снабжён дополнительным компаратором нулевого уровня, делителем частоты и элементом И, причем вход дополнительного компаратора нулевого уровня соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход соединен с первым входом элемента И непосредственно и через делитель частоты с вторым входом того же элемента И, а выход элемента И соединен с установочными входами регистрирующего и управляю щего счетчиков.