(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР
Изобретение относитс к электрическим намерени м и испытани м и может быть использовано при создании фазоизмеритепьной техники. Известен фазометр, использующий компенсационный способ измерени разно сти фаз между двум переменными напр жени ми , содержащий фазовращатель делитель напр жени , усилитель,фазочувствитепьный детектор, фазосдвигающую цепь и нуль-индикатор . Активное участие оператора в процессе измерени ограничивает быстродействие и потенциально высокие точност ные возможности данного устройства. Известен также компенсационный фазо метр, содержащий канал подстройки фазы и канал подстройки амплитуды, имеющий каждый два входа и один выход, сумматор, выход которого соединен с пё выми входами обоих каналов подстройки, фазовращатель, первый вход которого св зан с первым источником входного сиг нала, а второй - с выходом канала подстройки , фазы , аттенюатор, первый вход которого подсоединен к первому выходу фазовращател , второй вход - к выходу канала подстройки амплитуды, а выход ко входу сумматора и индикатор, подключенный к выходу канала подстройки фазы, причем каждый канал подстройки содержит интегратор, выход которого вл етс выходом указанного канала. Кроме того, он включает в себ фазос двигающую цепь, через которую ко второму входу канала подстройки (зазы подключен гюрвый выход фазовращател , соединенный также со вторым входом канала подстройки амплитуды , а каждый канал подстройки содержит последовательно соединенные фазо- чувствительный элемент, входы которого вл ютс входами канала подстройки, и нуль-индикатор, выход которого соединен со входом интегратора, причем вторым входом фазометра вл етс второй вход сумматора. Каналы подстройки фазы фазовращател и коэффициента пер едачи аттенюатора выполнены в виде сложных репейных систем гавтоматического регулировани , включающих в себ четыре самосто тельные устройства: фазочувстЕштельный элемент, нуль-индикатор, управл ющую цепь и интегратор 2 . К недостаткам известного устройства следует отнести необходимость предварительной оценки амплитуд синусоидалышх сигналов с целью вы влени сигнала с большей амплитудой, так как именно его надлежит подключать ко входу фазометра св занному через фазовращатель с аттенюатором (в противном случае фазометр тер ет работоспособность). Кроме неудобств в работе, это обсто тельство вл етс естественной причиной увеличени Времени измерени . Быстродействие и точностные возможности иэБестног 5 устройства огра1П1чены также вспедстви1 использова1Ш релейных законов подстройки Цель изобретени - пои 1шение быстродействи и точности измерений. Указанна цель достигаетс за счет того, что в компенсационный фазометр, содержащий канал подстройки фазы и канал подстройки амплитуды, имеющий ках дый два входа и один выход, сумматор, выход которого соединен с первыми входами обоих каналов подстройки, фазовращатель , первый вход которого св зан с первым источником входного сигнала, а второй - с выходом канала подстройки фазы, аттенюатор, первый вход которого подсоединен к первому выходу фазовращател , второй вход - к выходу канала подстройки амплитуды, а выход - ко входу сумматора и индикатор, подключенный к выходу канала подстройки фазы, причем каждый канал подстройки содержит интегратор, выход которого вл етс вы ходом указа{того канала, введены вто .рой аттенюатор, первый вход которого соединен со вторым источником входного сигнала, второй вход - с выходом канала подстройки амплитуды, а выход - со вторым входом первого сумматора, второй сумматор, о)аин из входов которого подключен к первому, входу второго атте нюатора, а второй - к первому выходу фазовращател , вторые входы каналов по стройки фазы и амплитуды соед1теньг соответственно со вторым выходом фазовр щател и с выходом второго сумматорза, прк этом каждый из каналов подстройки содержит множитель, выход которого под соединен ко входу интегратора, а входы вл ютгс входами каналов подстр01 пси. На чертеже представлена схема компенсационного фазометра. Он содержит фазовращатель 1, сумматоры 2, 3, аттенюаторы 4, 5, мкожители 6, 7, интеграторы В, 9 и инликатор 10. Последовательно соедипен1{ые множитель 6 и интегратор 8 образуют канал 11-подстройки амплитуш г, а последовательно соединенные множитель 7 и интегратор 9 - канал 12 подстрот тси фазы, причем входы мноха1тепей вл ютс входами, а выходы интеграторов выходами каналов подстройки. Входами фазометра вл ютс соединенные между собой вход сумматора 2 и вход атте поатора 4, выход которого подключен ко вхо ДУ сумматора 3, и первый вход фазовращател 1, первый выход которого соединен с другим входом сумматора 2 и через аттенюатор 5 - с другим входом сумматора 3, подключенного своим выходом к первым входам канала 11 подстройки амплитуды и канала 12 подстройки фазы, выходы которых соединены соответственно с управл ющими входами аттенюаторов 4, 5 и вторым входом фазовращател 1, а вторые входы которых соответственно с выходом сумматора 2 и со вторым выходом фазовращател 1, Под действием управл ющего сигнала с выхода интегратора 8 коэффициенты передачи аттенюаторов 4 и 5 измен ютс в противоположные стороны от равных друг другу начальных значений KQ . Дл определенности положим (1, , где 1,К„- коэффициенты передачи соответственно аттенюатора 5 и аттенюатора 4; К -. коэффициент пропорциональности , выбранный из услови . При подаче на входы фазометра синусоидальных сигналов ( (%1(2) где А, А,Ц ,М2-их амплитуды и фазы на выходе сумматора 3 возникает ошибка компенсацит (нев зка), равна Ueinujti Vcosoit (3) и -. А(К ЛК) COS ( )-1( , -- (( г л ч - сигнал с выхода интегратора 9jизмен ющий с помсщью фазовращател 1 фаз сигналах, на ту же величи1гу f. 57 Условие полной компенсации (тождествен ное равенство нулю нев зки ) выпол н етс при вполне определенных значени х сигналов А и ч равных, как это следуетиз (3) N(VN) If - Lf W ( -f на то есть в этом случае сигнал втором входе фазовращател 1 численно равен измер емому сдвигу фаз . двух синусоидальных сигналов. Автоматическа подстройка сигналов А и ч до 1гужных в соответствии с (4 значений сх;уществл етс на основании градиентного метода с использованием квадратичного критери ошибки Q. Согласно этому методу скорости А и Ц настраиваемых сигналов А и Ц определ ютс в виде 1 II -- (iot4if tt)4 Л 5т{ши - -ft |S Л.сое (uH.4,) , (Ь где , - пос го нный коэффициент, а Алгоритмы подстройки (5) остаютс работоспособными также Л, прин ть в спучае, если коэффициент посто нным, равным Таким образом, сигнал Я на управп к цих входах аттенюаторов 4 и 5 должен подстраиватьс в соответствии с результатом интегрировани произведени нев зки g с выхода сумматора 3 на сумму из синусоидального сигнала ХАЙ сигнала с первого выхода фазовращатеп 1, а сигнал If на управл ющем входе фазовращатеп 1 - в соответствии с результатом интегрировани произведени нев зки . на сигнал со второго выхода фазовращатеп 1, фаза колебаний ко торого опережает фазу колебаний на первом выходе на угоп . По мере подстройки сигналов Р и м к нужным значени м, определ емым раве нствами (4)у амплитуда нев зки и средние скорости подстройки А и f уменьшаютс вплоть до нул . В момент полной компенсации нев зка тождественно обращаетс в нуль, сигналы с выходов множителей б и 7 также станов тс равными нулю и процесс интегрировани на этом заканчиваетс . Индикатор 1О зафиксирует при этом искомую раэ- , ость фаз В описанном компенсационном фазометре средн скорость интегрировани пропорщгонапьна текущему сдвигу фаз синусоидальных сигналов, то есть, система автоматической подстройки каждого из каналов вл етс нерелейной. В силу этого, быстродействие и точностньш возможности предложенного ycTpoiicTsa выше, нежели у прототипа. Кроме того, исключение предварительной оценки амплитуд си- ггусоидальных сигналов также уменьщает потребное дл измерений врем . форму изобретени Компенсацнонный фазометр, содержащий канал подстройки фазы и канал подстройки амплгггуды, имеющий каждый два входа и Один выход сумматор, выход которого с первыми входами обоих каналов подстройки, фазовращатель, первый вход которого св зан с первым источником входного сигнала, а второй с выходом канала подстройют фазы, аттеьпоатор , первый вход которого подсоединен к первому выходу фазовращател второй вход - к выходу канала подстройки амплитуды, а выход - ко входу сумматора и индикатор, подключенный к выходу канала подстройки, фазы, причем каждый канап подстройки содержит интегратор , выход которого вл етс выходом указанного канала, отличающийс тем, что, с целью повышени бьгстродействи и точности измерени в него введены второй аттенюатор, первый вход которого соединен со вторым источником входного сигнала, второй вход с выходом канала подстройки амплитудьг а выход - со вторым входом первого сумматора, второй сумматор, один из входов которого подключен к первому входу второго аттенюатора, а второй - к первому выходу фазовращател , вторые входь каналов подстройки фазы и амплитуды соединены соответственно со вторым выходом фазовращател и с выходом второго сумматора, при этом каждый из каналов подстройки содержит множитель) выход которого подсоединен ко входу mfегратора , а входь вл ютс входами каалов подстроки. Источш ки информации,, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР с 165827, кп. q 01 R 25/04, 19Й5. 2.Авторское свидетельство СССР 252471, кл. Q, 01R 25/О4, 197О. j