SU1219979A1 - Способ определени сдвига фаз между двум гармоническими колебани ми одинаковой частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  сдвига фаз между двум  гармоническими колебани ми одинакО г вой частоты при времени измерени , много меньшем, чем период колебаний. Цель изобретени  - сокращение времени измерени  не менее чем на пор док по сравнению с периодом колебани . Способ предусматривает выполнение следующих операций;: измерение смещени  в измер емом колебании, дополнительное измерение смещени  в опорном колебании и измерение скорости изменени  смещени  в опорном и измер емом колебани х. При этом измерение смещений в обоих колебани х и их скоростей изменени  производитс  в произвольный момент времени. Искомый сдвиг фаз определ етс  по формуле, приведенной в описании изобретени , где приводитс  также пример практической реализации предложенного способа. Ил. 2. S (Л со ;о о

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  сдвига фаз между двум  гармоническими колебани ми одинаковой частоты при времени измерени , много меньшем периода колебаний.

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени измерени  не менее чем на пор док по сравнению с периодом колебани .

На фиг. 1 представлен вьгоод формулы дл  tg vf (1 и 2 - измер емое и опорное колебани ; х, х и х, х, - смещени  и скорости изменени  смещений в измер емом и опорном колебани х в произвольный момент времени О; А и В - моменты перехода через нуль измер емого и опорного колебаний). Сдвиг фаз Ч между ксзлебани ми 1 и 2 определ етс  фазовым интервалом АВ. Если прин ть за начальный момент времени О, то колебание 1 будет отставать по фазе на угол Ч , определ емый фазовым интервалом АО, а колебание 2 будет опережать по фазе на угол Vcj , определ емый фазовым интервалом ОВ. Так как АБ АО+ОВ, то

,.

(1)

Дл  Ч вз т знак минус в соответствии с тем, что колебание 1 отстает по фазе. Дл  смещений х в колебани х 1 и 2 можно написать выражени  rA,sin(cJt-4 ,) (2) AjSin(vJt+Y),

где А и А - амплитуды обоих колебаний . Дп  скоростей изменени  этих смещений можно использовать выражени 

X

f oJ A,cos(u)) l Aj cosGJt+yJ

В момент времени О, прин чальный , и

, sins ,

x,,j

X uJA COS4 ,

.jC08 f,

Разделив x на x и x

оба выражени  Hajjj

, Ч

tg

,.

, полу- 50

(4)

(5)

Подставл   з| ачени  Р и Ч в формулу tl) и использовав вырс1жение дл  суммы арктангенсов, получают окончательно

199792

il.

i-i (f)

oJX JXj

5 Ha фиг. 2 представлена схема устройства дл  реализации способа, кот.ора  содержит идентичные преобразователи 3.1 и 3.2, преобразующие смещени  колебаний в силу тока (в

10 случае колебаний напр жени  таким

преобразователем может быть усилитель посто нного тока); калиброван ные омические резисторы 4.1 и 4.2, катушки 5.1 и 5.2 взаимоиндукции, изJ5 мерители 6.1 и 6.2 отношений, вычислительный блок 7.

Устройство работает следующим образом .

В преобразовател х 3.1 и 3.2 сме20 щени  колебаний х, х„ преобразуютс  в пропорциональную им силу тока. Этот ток протекает через цепь, состо щую из омического резистора 4,1 (или 4.2) и первичной обмотки катушки 5.1

25 (или 5.2) взаимоиндукции. Напр жение на омическом резисторе пропорционально силе тока, т.е. х(или х„), напр жение на зажимах вторичной обмотки катушки взаимоиндукции - про2Q изводной силе тока по времени,-т.е. х (или Xj). Оба эти напр жени  поступают на два входа измерител  6.1 (или 6.2) отношений, в который также вводитс  частота - . В измерител х 6.1 и 6.2 вырабатываютс  сигналы, равные отношени м uJ . Эти сигналы поступают на оба входа вычислительного блока 7, в котором производ тс  вычислени  согласно формуле (6). Результат этих вычислений выводитс  на шкалу, отградуированную в значени х сдвига фаз.

35

40

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  сдвига фаз между двум  гармоническими колебани ми одинаковой частоты, заключающийс  в том, что измер ют смещение в измер емом колебании, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  времени измерени  не менее чем на пор док по сравнению с периодом колебани , дополнительно измер ют смещение в опорном колебании и скорости изменени  смещений в опорном и измер емом колебани х, смещени  в обоих колебани х и их скорости изменени  измер ют в произвольный момент времени, а искомьм сдвиг tg vp определ ют по формуле

   21i 4- -25

   X., Хг

   1 - 1 ,

   частота колебаний; смещени  в опорном и измер емом колебани х; скорости изменени  этих смещений.

   Фиг.

   Фиг.г

   Составитель Н. Агеева редактор Т. Кугрьшева Техред О.Сопке Корректор В.Бут га

   Заказ 1319/53 Тираж 728Подписное

   ВНИИШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 .

   Филиал П1Ш Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4