Claims (2)
, Изобретение относитс к области электроизмерительной техники и может быть использовано в многоканальных устройствах сбора и кодировани инфор мации от фазовых преобразователей, которые питаютс от общего генератора синусоидального напр жени . Известно устройство цифрового изме рени угла сдвига фаз с преобразова ,нием фазовый сдвиг - и тёрвал времени-код . Это устройство содержит компаратор дл формировани импульсов в моменты перехода через нуль входных сигналов триггеры, счетчик, схЬмы совпадени и генератор l . Недостатком устройства вл етс то что дл определени фаЗового сдвига необходимо проводитьдвухкратное измерение вначале периода Т, а затем . фазового сдвига. Такое измерение требует минимум два-три периода. Кроме того, измерени в области инфранизких частот не удаетс .производить с доста точной точностью. Известно другое устройство цифрово го измерени угла фаз с преобразованием период-напр женйе-код, содержащее компараторы дл формировани импульсов в моменты переходов входных сигналов через нуль, триггеры, схему управлени , схему совпадени , интегрирующий усилитель, преобразователь напр жени в частоту и счетчик 21, Недостаток устройства - значительна погрешность измерени из-за наличи преобразовател напр жени в частоту с точной обратно пропорциональной зависимостью частоты от напр жени . Кроме того, на инфранизкочастотах фазометр практически не.применим, так как надо генерировать с большой точностью и в широком частотном диапазоне довольно низкие частоты. Цель предлагаемого изобретени - расширение частотного диапазона и повышение точности. Она достигаетс тем, что инфранизкочастотный фазометр, содержащий первый и второй компараторы, выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго триггеров, а выход первого компаратора присоединен к упг равл ющему входу второго триггера, элемент совпадени , узел управлени ; один из входов которого подключен к выходу второго триггера, счетчик и интегрирующий усилитель, снабжен преобразователем период-код-напр жение, элементом задержки и цифровым вольт36 метром, при этом выход первого триг гера подключен к одному из входов пр образовател период-код-напр жение, второй вход которого соединен через элемент задержки с одним из выходов узла управлени , а выход его присоед нен к второму входу элемента совпаде ни , выход которого через интегрирующий усилитель соединен с одним из входов цифрового вольтметра, при это управл ющий вход интегрирующего усилител подключен к выходу элемента задержки, вход которой присоединен к второму входу цифрового вольтметра , второй вход узла управлени соединен с третьим входом цифрового вольтметра. Преобразовател период-код-напр жение состоит из последовательно включенных генератора, добавочного элемента совпадений, счет чика и блока преобразовател код-напр жение , второй вход которого соединен со стабилизированным источником посто нного тока, при этом первым вхо дом преобразовател период-код-напр жение вл етс второй вход добавочног элемента совпадени , вторым входом - управл ющий вход счетчика, а выходом выход блока преобразовани код-напр жение . На чертез)е дана блок-схема предлагаемого инфранизкочастотного фазометра . Он содержит первый и второй компараторы 1 и 2, первый и второй триггеры 3 и 4, преобразователь 5 период-код-напр жение с вход щим в него генератором б, добавочного элемента 7 совпадени , счетчика 8, блок 9 преобразовани код-напр жение и стабилизир ванного источника 10 посто нного напр жени , элемент 11 совпадений, узел 12 управлени , интегрирующий усилител 13, цифровой вольтметр 14 и элемент 15 задержки. Фазометр работает следующим образом . При подаче напр жени U и U2 на входы компараторов 1 и 2 на выходах последних по вл ютс пр моугольные импульсы, частота f следовани которых равна частоте колебани напр жений и и 1/2- .. . На выходе первого, триггера 3 возникают импульсы с длительностью, равной периоду TX колебани измер емых напр жений. На выходе второго триггера 4 возникают импульсы длительностью -С- , равной разности моментов переходов через нуль измер емых напр жений. Сформированный на выходе триггера 3 пр моугольный импульс длительностью Tji поступает на элемент 7, который в течение времени его действи пропускает на .счетчик 8 квантующие импульсы от генератора 6. Зафиксированный за это врем на счетчике 8 код равен -) где t j - частота входных сигналов, TO - период квантующих импульсов . При этом блок 9 осуществл ет выбор и запоминание величины напр жени Ug , поступающего на интегрирующий усилитель 13. Причем напр жение Ug автоматически выбираетс в течение периода Т таким, чтобы его значение было обратно пропорционально кодуj;.. 1/ Э N где К-( - коэффициент пропорциональности . Использу выражение дл N , полу , момент окончани периода Т на выходе узла 12 управлени по вл етс импульс, сбрасывающий в нуль показание вольтметра 14, запираетс добавочный элемент 7 совпадени , прекраща поступлени импульсов в счетчик 8, на выходе триггера 4 формируетс импульс длительностью и элемент 11 совпадений пропускает на интегрирующий усилитель 13 напр жение Ug . Интегрирующий усилитель 13 измен ет свое выходное напр жение в функции от времени (-fc) и по окончании Импульса ZT на его выходе фиксируетс напр жение Г RF э о. где RC - посто нна интегрировани интегрирующего усилител , врем , равное по длительности фазоЗому сдвигу. Подставив в предыдущее выражение значение УЗ , получим Ч Ч Jl/l- г, /- f л.™--Г ( X о 21Cf Ч RC где Ug)- пр мо пропорционсшьно сдвигу фаз и не зависит.от частоты f измер емых входных напр жений, TO - посто нный коэффициент. По окончании импульса - на выходе узла 12 управлени по вл етс импульс , который производит запуск цифрового вольтметра 13 и через элемент 15 задержки сбрасывает в нуль счетчик 8 и разр жает интегрирующую емкость в интегрирующем усилителе 13, Устройство готово к новому циклу измерени . Исследовани показали, что при применении предлагаемого фазометра повышаетс точность измерени фазы при одновременном расширении диапазона частот измер емых сигнальных напр жений. Формула изобретени 1. Инфранизкочастотный фазометр, содержащий первый и второй компараторы , выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго триггеров, а выход первого компаратора присоединен к управл ющему входу второго триггера, элемент совпадени , узел управлени , один из входов которого подключен к выходу второго триггера, счетчик и интегрирующий усилитель, отлича ющийс тем, что, с целью расширени частотного диапазона и повышени точности, он снабжен преобразо вателем период-код-напр жение, элеме том задержки и цифровым вольтметром, при этом выход первого триггера подключен к одному из входов преобразовател период-код-напр жение, второй вход которого соединен через элемент задержки с одним из выходов элемента управлени , а выход его присоедиГнен к второму входу элемента совпадени , выход которого через интегрирующий усилитель соединен с одним из входов цифрового вольтметра, при этом управл ющий вход интегрирующего усилител подключен к выходу элемента задержки , , вход которой, присоединен ко второму входу цифрового вольтметра, второй выход узла управлени соединен с третьим входом цифрового вольтметра. 2. Инфранизкочастотный фазометр по П.1, отличающийс тем, что преобразователь период-код-на- пр жение состоит из последовательно включенных генератора, добавочного элемента совпадений, счетчика и блока преобразовател код- напр жение, второй вход которого соединен со стабилизированным источником посто нного тока, при этом первым входом преобразовател период-код-напр жение вл етс второй вход добавочного .элемента совпадени , вторым входом - управл ющий вход счетчика, а выходом - блока преобразовани код-напр жеИсточники информации, прин тые во внимание при экспертиза: Смирнов П.Т. Цифровые фазометры, Л., Энерги , 1974, с. 15-17. The invention relates to the field of electrical measuring equipment and can be used in multichannel devices for collecting and coding information from phase converters that are powered by a common sinusoidal voltage generator. It is known a device for digital measurement of the phase angle with transformation, the phase shift and the time-code loop. This device contains a comparator for generating pulses at the moments when the input signals go through zero, triggers, a counter, coincidence circuits, and a generator l. The drawback of the device is that in order to determine the phase shift, it is necessary to perform a double measurement at the beginning of the period T, and then. phase shift. Such a measurement requires a minimum of two to three periods. In addition, measurements in the region of infra-low frequencies cannot be made with sufficient accuracy. There is another digital phase angle measurement device with a period-voltage conversion code containing comparators for generating pulses at times of input signal zero crossing, triggers, control circuit, coincidence circuit, integrating amplifier, voltage-to-frequency converter and counter 21, The drawback of the device is a significant measurement error due to the presence of a voltage-to-frequency converter with an exact inversely proportional frequency-voltage dependence. In addition, the phase meter is practically not applicable at infra-low frequencies. As it is necessary to generate rather low frequencies with high accuracy and in a wide frequency range. The purpose of the present invention is to expand the frequency range and improve accuracy. It is achieved by the fact that an infra-low-frequency phase meter contains the first and second comparators, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second triggers, and the output of the first comparator is connected to the control input of the second trigger, a coincidence element, a control node; one of the inputs of which is connected to the output of the second trigger, the counter and the integrating amplifier is equipped with a period-code-voltage converter, a delay element and a digital volt36 meter, while the output of the first trigger is connected to one of the inputs of the period-code-voltage generator whose second input is connected via a delay element to one of the outputs of the control unit, and its output is connected to the second input of the coincidence element, the output of which is connected to one of the inputs of a digital voltmeter via an integrating amplifier; The control input of the integrating amplifier is connected to the output of the delay element, the input of which is connected to the second input of the digital voltmeter; the second input of the control node is connected to the third input of the digital voltmeter. The period-code-voltage converter consists of a series-connected generator, an additional element of coincidence, a counter and a code-voltage converter block, the second input of which is connected to a stabilized DC source, while the first input of the period-code-voltage converter is the second input of the additional matching element, the second input is the control input of the counter, and the output the output of the code-voltage conversion unit. The diagram shows the block diagram of the proposed infra-low-frequency phase meter. It contains the first and second comparators 1 and 2, the first and second triggers 3 and 4, the period-code-voltage converter 5 with the generator b entered into it, an additional match element 7, counter 8, the code-voltage conversion unit 9 a stabilized DC voltage source 10, a coincidence element 11, a control node 12, an integrating amplifier 13, a digital voltmeter 14, and a delay element 15. Phase meter works as follows. When voltage U and U2 are applied to the inputs of Comparators 1 and 2, square-wave pulses appear at the outputs of the latter, the frequency f of which is equal to the frequency of the oscillations of the voltages and and 1 / 2- ... At the output of the first, trigger 3, pulses arise with a duration equal to the period TX oscillations of the measured voltages. At the output of the second flip-flop 4, pulses of duration -C- appear, equal to the difference in the moments of zero-crossing of measured voltages. Formed at the output of trigger 3, a rectangular impulse with duration Tji arrives at element 7, which during its action transmits to the counter 8 quantizing pulses from generator 6. The code recorded at this time on counter 8 is equal to -) where tj is the frequency of input signals, TO is the period of quantizing pulses. In this case, block 9 selects and stores the voltage Ug supplied to the integrating amplifier 13. Moreover, the voltage Ug is automatically selected during period T such that its value is inversely proportional to the code j; .. 1 / E N where K- ( - proportionality factor. Using the expression for N, the floor, the moment the end of the period T at the output of the control unit 12 appears a pulse, resetting the voltmeter 14 to zero, closes the additional coincidence element 7, stopping the arrival of pulses in the counter 8, at the output trigger 4, a pulse of duration is formed and the coincidence element 11 passes a voltage Ug to the integrating amplifier 13. The integrating amplifier 13 changes its output voltage as a function of time (-fc) and upon termination of the Pulse ZT, its output is fixed at its output where RC is the integration constant of the integrating amplifier, the time equal in duration to the phase shift. Substituting the value of ultrasound in the previous expression, we get H H Jl / l - g, / - f l ™ ™ - G (X o 21Cf H RC where Ug) is directly proportional to the phase shift and does not depend on the frequency f zmer proxy input voltages, TO - a constant factor. At the end of the pulse, a pulse appears at the output of the control unit 12, which starts the digital voltmeter 13 and, via delay element 15, resets the counter 8 to zero and discharges the integrating capacitance in the integrating amplifier 13, the device is ready for a new measurement cycle. Studies have shown that with the application of the proposed phase meter, the accuracy of phase measurement is improved while simultaneously expanding the frequency range of the measured signal voltages. Claim 1. An infra-low-frequency phase meter containing first and second comparators, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second flip-flops, and the output of the first comparator is connected to the control input of the second trigger, the matching element, the control node, one of the inputs of which is connected to the output of the second trigger, a counter and an integrating amplifier, characterized in that, in order to expand the frequency range and improve accuracy, it is equipped with a period-code-voltage converter, a delay element A digital voltmeter, the output of the first trigger is connected to one of the inputs of the period-code-voltage converter, the second input of which is connected via a delay element to one of the control element's outputs, and its output is connected to the second input of the coincidence element, the output of which an integrating amplifier is connected to one of the digital voltmeter inputs, while the controlling input of the integrating amplifier is connected to the output of the delay element, whose input is connected to the second input of the digital voltmeter, the second the output of the control unit is connected to the third input of the digital voltmeter. 2. Infrared-frequency phase meter according to claim 1, characterized in that the period-code-voltage converter consists of a series-connected generator, an additional element of coincidence, a counter and a code-voltage converter unit, the second input of which is connected to a stabilized constant-voltage source current, while the first input of the period-code-voltage converter is the second input of the additional match element, the second input is the control input of the counter, and the output is the code-conversion unit of the source and, taken into account in the examination: Smirnov PT Digital phase meters, L., Energie, 1974, p. 15-17.
2. Авторское свидетельство СССР № 240840, кл. G01 R 25/00, 1968.2. USSR author's certificate No. 240840, cl. G01 R 25/00, 1968.