SU356588A1

SU356588A1 - METHOD OF MEASUREMENT OF SIZE AND SHIFT SIGN SIGN

Info

Publication number: SU356588A1
Application number: SU1475725A
Authority: SU

Description

Изобретение относитс к области фазоизмерительной техники и может быть использовано при создании нрецизионных фазометров.The invention relates to the field of phase-measuring technology and can be used to create precision phase meters.

Известные способы измерени величины и зшака сдвига фаЗ двух ;гар1монических напр жений , основанные на преобразовании сравниваемых по фазе напр жений в одно пакетное фазомодулированное напр жение с помощью автоматического коммутатора, обладают малым быстродействием и неоднозначностью измерений.The known methods for measuring the magnitude and step of the phase shift of two; harmonic voltages, based on converting the phase-compared voltages into a single batch phase modulated voltage using an automatic switch, have low speed and ambiguity of measurements.

Дл повышени быстродействи и устранени неоднозначности измерений предлагаетс способ, по которому из каждого напр жени , сдвиг фаз между которыми подлежит измерению, периодически и синхронно с частотрй опорного напр жени выдел ют по одному периоду указанных колебаний, суммируют их в одну последовательность, из которой формируют последовательность пр моугольных импульсов, управл ющих работой элемента с двум устойчивыми состо ни ми, например, триггера. По степени несимметрии его устойчивых состо ний суд т о величине измер емого сдвига фаз, а по совпадению временных приращений длительностей его устойчивых состо ний с четными и нечетными полупериодами опорного напр жени суд т о знаке измер емого сдвига фаз.To increase speed and eliminate measurement ambiguity, a method is proposed whereby each voltage, the phase shift between which is to be measured, periodically and synchronously with the frequency of the reference voltage, is extracted over one period of these oscillations, summarized in one sequence, from which the sequence is formed rectangular pulses controlling the operation of an element with two stable states, for example, a trigger. By the degree of asymmetry of its stable states, the magnitude of the measured phase shift is judged, and by the coincidence of temporal increments of the durations of its stable states with even and odd half-periods of the reference voltage, the sign of the measured phase shift is judged.

канального фазометра, реализующего предлагаемый способ; на фнг. 2 - эпюры напр жений , по сн ющие его работу. Схема фазометра с входными клеммами /channel phase meter that implements the proposed method; on fng. 2 - stress diagrams for his work. Phase meter with input terminals /

и 2 состоит из блока измерени величины сдвига фаз, содержащего автоматический переключатель 3, формирователь 4 пр моугольных импульсов, статический триггер 5 со счетным запуском и блок измерени неснммечрии ус гойчивых состо ний триггера, например , стрелочный индикатор 6 блока управлени 7, выполненного по схеме последовательно соединенных формировател пр моугольных импульсов и триггерного делител and 2 consists of a phase shift magnitude measurement unit comprising an automatic switch 3, a shaper of 4 rectangular pulses, a static trigger 5 with a counting start, and a unit for measuring the steady state of a trigger, for example, a switch indicator 6 of the control unit 7 performed according to a circuit connected rectangular impulse shaper and trigger splitter

частоты на два, управл ющего работой автоматического переключател и блока 8 индикации сдвига фаз, например, лампочки накаливани , построенного на базе схем совпадени и индикации.frequencies into two, controlling the operation of the automatic switch and the phase shift indication unit 8, for example, an incandescent bulb, built on the basis of coincidence circuits and indications.

Фазометр работает следующим образом. Сравниваемые по фазе напр жени lj ,sinco и ,b sin() или t/ji-n, Uт, sin() (фнг. 2а, б, в) тоступшот соответственно на первый и второй входыPhase meter works as follows. Phase-matched voltages lj, sinco and, b sin () or t / ji-n, Uт, sin () (fng. 2a, b, c) are supplied to the first and second inputs respectively

автоматического переключател 3. Последнийautomatic switch 3. Last

управл етс импульсами блока управлени ,controlled by pulses of the control unit

раза больше длительности импульсов из опорного напр жени . Поэтому за врем его воздействи на автоматический переключатель 3 через последний проходит одно нолное колебание Uo опорного напр жени (эпюра ж), а за врем паузы между импульсами - полное колебание измер емого напр жени /7х.times the duration of the pulses from the reference voltage. Therefore, during the time of its action on the automatic switch 3, the last one oscillates Uo of the reference voltage (plot) through the latter, and during the pause between pulses, the total oscillation of the measured voltage / 7x.

На выходе автоматического переключател получают периодическую последовательность обоих нанр жений (эпюра ж), из которой формируют последовательность пр моугольных импульсов (эпюра и или к соответственно в случае отставани или опережени по фазе измер емым напр жением опорного). После дифференцировани импульсов иолученной последовательности этими импульсами, соответствующими иередним фронтам импульсов с формировател импульсов, управл ют работой двоичного элемента, в качестве которого выбран статический триггер 5. Выходные имиульсы последнего поступают в схему вы влени и измерени несимметрии устойчивых состо ний триггера 6.At the output of the automatic switch, a periodic sequence of both oscillations (plot g) is obtained, from which a sequence of square pulses is formed (plot and or k, respectively, in case of lagging or advancing in phase by the measured reference voltage). After the differentiation of the pulses and the received sequence by these pulses, corresponding to the front edges of the pulses from the pulse former, the operation of the binary element, which is static static 5, is selected.

Существует несколько способов измерени асимметрии устойчивых состо ний двоичного элемента, основанные на использовании аналоговой и дискретной техники. Так, иаиример, в случае аналоговой обработки импульсной последовательности (эпюры ), можно использовать стрелочный индикатор, включенный по дифференциальной схеме (между коллекторами обоих плеч статического триггера). При таком включении стрелочного индикатора его иоказани пропорциональны разности посто нных составл ющих токов в различные промежутки времени, т. е. в моменты существовани имнульсов (эпюра и) в паузах между ними.There are several ways to measure the asymmetry of stable states of a binary element, based on the use of analog and discrete techniques. So, iairimer, in the case of analog processing of a pulse sequence (plot), you can use a dial indicator connected in a differential circuit (between the collectors of both arms of a static trigger). With such a switch-on of the dial indicator, its indications are proportional to the difference in the constant components of the currents in different periods of time, i.e., at the moments of the existence of impulses (plot and) in the pauses between them.

При отсутствии фазового сдвига между измер емым и опорным напр жени ми напр жени левого и правого плеча статического триггера 5 равны друг другу, а результирующий ток через стрелочный прибор равен нулю.In the absence of a phase shift between the measured and the reference voltages, the voltages of the left and right arms of the static trigger 5 are equal to each other, and the resulting current through the switch instrument is zero.

В случае же наличи сдвига фаз между двум колебани ми импульсна последовательность (эпюры и или к), а также входна последовательность нмнульсов с левого и правого плеч статического триггера (эпюры н и о или и р) станов тс несимметричными (длительности импульсов с левого плеча триггера оказываютс большими паузами в работе этого же плеча).In the case of the presence of a phase shift between two oscillations, the pulse sequence (diagrams and or k), as well as the input sequence of nm pulses from the left and right arms of the static trigger (diagrams n and o or p), become asymmetric (the pulse duration from the left shoulder of the trigger there are big pauses in the work of the same shoulder).

Разница в длительпост х импульсов и пауз между ними или, что равносильно разнице в длительност х импульсов лев.ого и правого плеч триггера, вызывает по вление и протекание через стрелочный прибор посто нного тока, величина которого пропорциональна этой разнице, т. е.The difference in the duration of the pulses and pauses between them or, which is equivalent to the difference in the durations of the pulses of the left and right arms of the trigger, causes the appearance and flow through the switch device of direct current, the value of which is proportional to this difference, i.e.

I I

о т about t

а - длительность приращени импульса, выраженна в радианах, равна a - the duration of the pulse increment, expressed in radians, is equal to

Т, и Г2 - длительности импульсов левого и правого плеч триггера 5.T, and G2 - the pulse duration of the left and right shoulders of the trigger 5.

Так как величина этой разности однозначно определ етс фазовым сдвигом между обоими гармоническими колебани ми, то величина посто нной составл ющей также оказываетс пр мо пропорциональной величине фазового сдвига этих колебаний.Since the magnitude of this difference is uniquely determined by the phase shift between the two harmonic oscillations, the constant component is also directly proportional to the magnitude of the phase shift of these oscillations.

В случае дискретной обработки последовательности пр моуго-льных импульсов можно использовать счетчик импульсов, иодсчитывающий за врем длительности импульса триггера число высокочастотных импульсов, приход щих к нему через открытый на это врем селекторный ключ. Предлагаемый способ обладает повышеииым быстродействием, так как частота коммутации всего лишь в два раза меиьше частоты сигнала, а не на несколько пор дков меньше, как в известных одноканальных снособах измерени величины сдвига фаз.In the case of discrete processing of a sequence of long-wave pulses, you can use a pulse counter, iodine the number of high-frequency pulses arriving at the trigger pulse duration through the open selector key at that time. The proposed method has a higher speed, since the switching frequency is only twice as low as the signal frequency, rather than several orders of magnitude less, as in the known single-channel methods for measuring the magnitude of the phase shift.

Кроме того, данный способ позвол ет простыми средства.ми получцть .ин.формацию о знаке измер емого сдвига фаз. Из эпюр г, д и п видно, что, подава выходиые импульсы триггера в две схемы совпадени , на одну изIn addition, this method allows simple means to get .information about the sign of the measured phase shift. From diagrams g, g, and p it can be seen that, by applying the output pulses of a trigger in two coincidence circuits, to one of

которых поступают опорные нечетные импульсы с блока управлени 7, а на другую - четные импульсы этой же последовательности , на выходах последних в зависимости от отставани или опережени измер емым напр жением опорного по вл етс напр жение, которое используетс дл иидикации знака измер емого сдвига фаз.which receive the odd reference pulses from the control unit 7, and the other even pulses of the same sequence, at the outputs of the latter, depending on the lag or advance, the voltage that appears to be the reference voltage appears, which is used to find the sign of the measured phase shift.

Предмет изобретени Subject invention

Способ измерени величины и знака сдвига фаз двух гармонических напр жений, основанный па формировании из пакетов измерительного и опорного напр жений разрывно-периодических имнульсов, отличающийс тем, что, с целью позышепи быстродействи и устраиени неоднозначности измерений, из каждого напр жени иериодически и синхронно с частотой опорного напр жени выдел ют по одному периоду указанных колебамий, суммируют их в одну последовательность и формируют пр моугольные импульсы, которые используют дл управлени работой элемента с двум устойчивыми состо ни ми, например , триггера, по степени несимметрии состо ний которого определ ют с помощью стрелочного индикатора величииу измер емого сдвига фаз, а по совпадению временных приращений длительностей устойчивых состо ний указанного двоичного элемента с четными и нечетными полупериодами опорного напр жени определ ют с помощью индикатора , напрпмер, лампочки накаливани , знак измер емого сдвига фаз.A method for measuring the magnitude and sign of the phase shift of two harmonic voltages, based on the formation of discontinuous impulses from measuring and reference voltage packets, characterized in that, in order to improve performance and measure measurement ambiguity, from each voltage iodistically and synchronously with the frequency the reference voltage is separated over one period of the indicated oscillations, summed them into one sequence and form rectangular pulses that are used to control the operation of the element with two stable states, for example, a trigger, according to the degree of asymmetry of the states of which are determined using the arrow indicator magnitude and measured phase shift; and by coincidence of temporal increments of the durations of stable states of the specified binary element with even and odd half periods of the reference voltage using an indicator, eg, incandescent bulb, the sign of the measured phase shift.