SU815660A1 - Способ измерени малых разностейАМплиТуд и фАз СиНуСОидАльНыХСигНАлОВ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано как при раздельном, так и при совместном измерении малы разностей амплитуд и фаз синусоидалных сигналов, а также флуктуации этих парс1метров.

Известен способ измерени  амплитудных и фазовых флуктуации, при использовании которого на экране осциллографа по угловому размеру изображени  суд т о величине фазовы флуктуации, а по радиальному размеру - о величине амплитудных флуктуации ll.

/ Наиболее близким техническим решф ием к предлагаемому способу  вл етс  способ измерени  азимутальной неоднородности магнитного пол , представл ющий собой фактически способ измерени  разностей амплитуд и фаз синусоидальных сигналов и заключающийс  в том, что по амплитудам разностного сигнала в моменты t Т/4 и t, Т/2 суд т, соответственно , о разности амплитуд и фаз L2J, Однако способ обладает недостаточным быстродействием вследствие необходимости запоминани  амплитуд сигналов и использовани  дл  этого

- элементов пам ти (например конденсаторов ) . Другим недостатком можно считать по вление дополнительной погрешности при изменении частоты сигналов из-за наличи  задержки t и t.j.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  при измерении разности амплитуд и фаз синусоидальных

10 сигналов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что после сравнени  исследуемого сигнала с опорньа и вычитани  одного из другого стабилизируют исследуе15 №лй сигнал по амплитуде на уровне, равном г1мплитуде опорного сигнала, и вновь вычитают один сигнал из другого , после чего полученный второй разностный сигнал вычитают из первого разностного сигнала,и по величине полученного третьего разностного сигнала суд т о разности амплитуд , а по величине второго разностного сигнала суд т о величине фазового

25 сдвига.

Сущность изобретени  заключаетс  в следун цем.

Прин в за начало временного отсчета исследуелвлй сигнал (Ux), можно

его и опорный по амплитуде сигнал записазЁ в виде

их Uxm sinct; (1) Uo Uom sin (at), (2) где Ф - фазовый сдвиг между сигналами Uxm, амплитуды сигналов.

Учитыва , что при малых фазах Ф (пор дка единиц градусов) , cos 1, путем вычитани  одного сигнала из другого получают первый разностный сигнал

Up Ux - Up AUpn s i i Uomcosct

Где &Um Uxm om разность амплитуд сигналов

Затем стабилизируют исследуемый сигнал по амплитуде на уровне, равном амплитуде опорного сигнала, т.е. выполн ют операцию выравнивани  Uxm Uorn, и вновь вычитают один сигнал из другого, получа  при этом с учетом Д Urn О

Up,, (iQ - COSd- Up,jrp )

Дл  реализации данной операции возможны следующие пути:

а)если амплитуда const и стабильна , то стабилизируют только , на уровне опорного сигнала

б)если амплитуды обоих сигналов мен ютс , то можно стабилизировать оба сигнала на одном и том же уровне ,

в)возможно использование выравнивающего устройства, которое посто нно поддерживает уровень исследуемого сигнала на уровне опорного, даже если последний также мен етс 

по амплитуде.

Следующа  операци  заключаетс  в том, что из первого разностного сигнала (3) вьмитают второй разностный сигнал (k} и получают

S i п сХ ирт,m S 1 п Oi. (5) выражений (k) и (5) следует.

Из

что

Ч) Up I Uom i (6) U Uprr,(7)

Т.е. no отношению амплитуд второго и третьего разностных сигналов к амплитуде опорного сигнала можно непосредственно получить информацию о фазе и относительном значении разнос .ти амплитуд.

Таким образом, оказываетс , что ве41ичина второго разностного напр жени  однозначно определ ет фазу между сигналами, а величина третьег разностного сигнала однозначно определ ет разницу амплитуд сигналов.

Во всех случа х использовани  предлагаемого способа измер ютс  только синусоидальные напр жени , изменени  которых мгновенно следуют за изменени ми измер емых параметров {&Uf, }: оба параметра могут быть измерены (или записаны) одним и тем же прибором - вольтметром. Дл  реализации способа не вребуетс  использование сложных злектронных схем, поскольку стабилизаци  (выравнивание) сигналов и операции вычитани  осуществл ютс  с помощью весьма простых и широко примен емых в измерительной технике устройств.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

а). Погрешность измерени  разност амплитуд сигналов не зависит от фазы (при любых фазах) и определ етс  главным образом, погрешностью измерительного прибора;

б). При измерени х разности амплтуд нет необходимости компенсировать фазу, котора  к тому же сама представлена в виде синусоидального напр жени  и может быть измерена и автоматически записана;

в). Скорость измерени  обеих величин ( Д Um, Ф ) определ етс  лишь быстродействием индикаторного устройства;

г). Дл  измерени  разности амплитуд к фаз достаточно одного индикатора;

д). Представление параметров в виде синусоидальных сигнашов удобно дл  построени  различных систем контрол  и измерени  (двух параметрически ) , например, при измерени х градиента магнитного пол ;

е). Процесс измерений при реализации способа может быть автоматизирован;

ж), Измер емые параметры - разноти с1мплитуд к фаз-не завис т от частоты , поэтому способ применим в широком диапазоне частот;

з) . Представление разностей амплитуд и фаз в виде синусоидальных сигналов, амплитуды которых мгновенно следуют за изменением этих параметров, позвол ет измерить их флуктуации, использу  дл  этого 90°-ный фазовращатель и осциллограф (оценка производитс  по размытию изобретени  - кольца).

Предлагаемый способ может быть использован при неразрушающем контроле изделий, при измерении неоднородностей магнитных полей и т.п.

Claims (1)

1. Готсбан С.М. Метод совместно-., 471562, кл. G 01 R 33/00, 1973

го измерени  фазовых и амплитудных(прототип).