SU1257561A1

SU1257561A1 - Устройство дл измерени сдвига фаз между двум напр жени ми

Info

Publication number: SU1257561A1
Application number: SU853860937A
Authority: SU
Inventors: Виталий Павлович Бабак; Александр Иванович Ванюрихин
Original assignee: Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1986-09-15

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени сдвигов фаз двух переменных напр жений. Цель изобретени - расширение диапазона измер емых фазовых сдвигов. В устройство , содержащее металлические подогреваемые резисторы 1,2с косвенным.подогре- вом, гальванометр 14, источник. 13 питани , резисторы 5-8, дл достижени цели введены дополнительно резисторы 9-12, подогреваемые резисторы 3,4, мера 15 фазовьЕХ сдвигов. Чувствительные элементы металлических подогреваемых резисторов 1-4 образуют измеритель- ньш мост. Устройство позвол ет производить измерение сдвигов фаз между двум напр жени ми в широком частотном диапазоне, так как нагреватели имеют малую остаточную реактивность. При этом мера фазовых сдвигов может работать на фиксированной частоте. Устройство отличаетс высокой чувствительностью и простотой. 1 ил. Q а с J/ Uz(t) N5 СП J СП

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени сдвигов фаз двух переменных напр жений.

Цель изобретени - расширение диа- 5 ние гальванометра 14 равно нулю.

пазона измер емых фазовых сдвигов за счет использовани максимальной чувствительности мостовых измерительных устройств вблизи равновеси .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит металлические подогреваемые резисторы 1-4 с косвенПри подключении исследуемых напр жений с учетом того, что внутреннее сопротивление источников сигналов , по нагревателю подогреваемо 10 резистора 1 с сопротивлением протекает геометрическа (векторна разность токов I,/4-l2/4 , а по нагре вателю подогреваемого резистора 2 сопротивлением RL. R - геометричес uiiyu 1 ir Jicn«c:i i Цс - - 1 си

ным подогревом, резисторы 5-12, ис- 15 ка сумма токов 1,/4 + 7i/4,

точник 13. питани , гальванометр 14 Аналогично при подключении меры

Если исследуемые напр жени U,(t) и ) и выходные сигналы меры 15 фазовых сдвигов Ц, (t) и ) отсутствуют , мост сбалансирован и отключеПри подключении исследуемых напр жений с учетом того, что внутреннее сопротивление источников сигналов , по нагревателю подогреваемого резистора 1 с сопротивлением протекает геометрическа (векторна ) разность токов I,/4-l2/4 , а по нагревателю подогреваемого резистора 2 с сопротивлением RL. R - геометричес uiiyu 1 ir Jicn«c:i i Цс - - 1 си

ка сумма токов 1,/4 + 7i/4,

и меру 15 фазовых сдвигов. Чувствительные элементы металлических подогреваемых резисторов 1-4 образуют измерительный мост.

Источник 13 посто нного тока напр жением и,, включен в диагональ моста , а во вторую диагональ этого моста - чувствительный гальванометр 14. Сопротивлени резисторов 5-11 и нагревателей подогреваемых резисторов 1-4 равны между собой, т.е. R,

,. нс R. Один из выводов нагревател подогреваемого резистора 1 соединен с од ним из источников напр жени и одними из выводов резисторов 5 и 8, другой вывод резистора 5 св зан с одним из выводов резистора 6, а другой вывод которого подключен к другону источнику напр жени и одному из выводов резистора 7. Другой вывод резистора 7 св зан с другим выводом резистора 8 и одним из выводов нагревате- л подогреваемого резистора 2, друго вывод которого соединен с общей точкой источни ков напр жени . Один из выходов меры 15 фазовых сдвигов св зан с одними из выводов резисторов 9 12 и нагревател подогреваемого резистора 3, другой вывод которого соединен с другим выводом резистора 9 и одним из выводов резистора 10. Другой вывод резистора 10 подключен к другому выходу меры 15 фазовых сдвигов и одному из выводов резистора 1 другой вывод которого св зан с другим выводом резистора 12 и одним из выводов нагревател подогреваемого резистора 4, другой вывод которого соединен с общей точкой.

Устройство работает следующим образом .

25

30 40 4

15 фазовьк сдвигов по нагревателю подогреваемого резистора 3 с сопротивлением протекает геометри- 20 ческа (векторна ) разность токов

. .

IQ,/4 -1о2/4 , а по нагревателю подогреваемого резистора 4 с сопротивлением Retfc R геометрическа сумма токов to./ ог

Мост находитс в равновесии, т.е. отклонение гальванометра 14 равно нулю, при условии выполнени баланса мощностей, выдел емых нагревате

Р Р . Р

N)C Ор

4

или

Н(

1 (|)

(-) (f)

+ () .

cosqj Rnpi coscfjRH, coscf R,p. COSCJ-JR, (1)

8

4

первый, второй, третий и четвертый подогреваемые резисторы. Так как вы- ходные сигналы меры 15 фазовых сдвигов по амплитуде равны 1, 1;, 1 , после упрощени выражени (1) получаем

4

(1 + 1| - 21,ljcos4 ) (1 + costfj (15 + { + 21, Ijcosq))(1-cos4i,).(2)

30 40 4

55

При равенстве уровней входных сигналов выражение (2) преобразовываетс

к виду

(1-coscp) (1+сойС д) (14-соза ) (coscf (3)

или

COS tf COS Cfj,, T, e. cf

Равенство (3) соблюдаетс , т.е. мост находитс в равновесии, когда сдвиг фаз, установленный мерой фазовых сдвигов, равен.сдвигу фаз между входными напр жени ми.

Процесс измерени происходит следующим образом.

Устанавлигаетс первоначальный сдвиг фаз меры 15 фазовых сдвигов СР|,0. При сдвиге фаз между исследуеизмерительного моста, гальванометр и источник гитани , включенные в диаго- нали моста, а также четыре резистора, сопротивлени которых равны сопротив- 5 лени м подогреваемых резисторов, при этом один из выводов нагревател первого подогреваемого резистора соединен с одной из клемм первого источника сигнала и одним из выводов первого и четвертого резисторов, а второй вывод нагревател первого подогреваемого резистора соединен с вторым выводом первого резистора и одним из выводов второго резистора.

10

мыми напр жени ми ср мост не сбалан- 5 второй выводкоторого соединен с клеммой

14

показывает

и Uj,(t)

сирован, гальванометр отклонение.

Изменением фазового сдвига выходных сигналов меры фазовых сдвигов добиваютс равновеси моста, т.е. гальванометр устанавливаетс на нулевую отметку.

Сдвиг фаз между напр жени ми Uj(t определ етс по показанию от счетного устройства меры 15 фазовых сдвигов. В качестве меры фазовых сдвигов может использоватьс серийно выпускаемый калибратор фазовых сдвигов Ф5125, имеющий погрешность задани фазовых сдвигов не хуже 0,01.

Предлагаемым устройством можно производить измерение сдвигов фаз между двум напр жени ми в широком частотном диапазоне, так как нагреватели имеют малую остаточную реактивность . При этом мера фазовых сдвигов.может работать на фиксированной частоте. Устройство отличаетс высокой чувствительностью и простотой .

Указанные преимущества позвол ют значительно расширить сферу применени данных устройств.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени сдвига фаз между двум напр жени ми, содержащее идентичные подогреваемые резисторы , чувствительные элементы ко- торых включены в два смежных плеча

575614

измерительного моста, гальванометр и источник гитани , включенные в диаго- нали моста, а также четыре резистора, сопротивлени которых равны сопротив- 5 лени м подогреваемых резисторов, при этом один из выводов нагревател первого подогреваемого резистора соединен с одной из клемм первого источника сигнала и одним из выводов первого и четвертого резисторов, а второй вывод нагревател первого подогреваемого резистора соединен с вторым выводом первого резистора и одним из выводов второго резистора.

0

0

20

5

5

5

0

второго источника сигнала и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора и одним из выводов нагревател второго подогреваемого резистора, второй вывод которого соединен с общей точкой источников сигналов, отличающеес тем, что, с целью расширени диапазона измер емых сдвигов фаз, в него введены дополнительно четыре резистора , сопротивлени которых равны сопротивлени м подогреваемых резисторов , два идентичных подогреваемых резистора, чувствительные элементы которых включены в два других плеча измерительного моста, а также мера фазовых сдвигов, первый выход которого соединен с одним из выводов дополнительных первого и четвертого резисторов и нагревател первого дополнительного подогреваемого резистора, второй вывод которого соединён с вторым выводом первого дополнительного резистора и одним из вьшодов второго дополнительного резистора, другой вывод которого подключен к второму выходу меры фазовых сдвигов и одному из выводов третьего дополнительного резистора, другой вывод которого сое- динен с вторым выводом четвертого дополнительного резистора и одним из выводов нагревател второго до-.. полнительиого подогреваемого резистора , второй вывод которого соединен с общей точкой источника сигналов.