UA118792U

UA118792U - PHASE SHIFT MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: UA118792U
Application number: UAU201702336U
Authority: UA
Inventors: Ігор Михайлович Бучма
Original assignee: Національний Університет "Львівська Політехніка"
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2017-08-28

Abstract

Пристрій для вимірювання фазового зсуву між двома гармонічними сигналами містить підсилювач, схему вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів з двома входами та двома виходами. Послідовно з'єднані перший диференціатор, перший компаратор і перший одновібратор. Послідовно з'єднані другий компаратор та другий одновібратор, дисплей, мікроконтролер з вбудованими аналого-цифровим перетворювачем, оперативною пам'яттю, двома аналоговими входами. Перший вихід схеми вирівнювання амплітуд під'єднаний до входу першого диференціатора та до першого аналогового входу мікроконтролера. Вхід дисплея під'єднано до виходу мікроконтролера. Додатково містить генератор комутаційної напруги, послідовно з'єднані комутатор, що має два входи, один вихід та один керуючий вхід, селективний підсилювач, синхронний детектор, вихід якого під'єднано до входу підсилювача, вихід якого під'єднано до другого аналогового входу мікроконтролера та входу другого диференціатора. До першого входу комутатора під'єднано перший вихід схеми вирівнювання амплітуд. До другого входу комутатора під'єднано другий вихід схеми вирівнювання амплітуд. Вихід другого диференціатора під'єднано до входу другого компаратора. Вихід генератора комутаційної напруги під'єднано до керуючого входу комутатора. Вихід першого одновібратора під'єднано до першого цифрового входу мікроконтролера. Вихід другого одновібратора під'єднано до другого цифрового входу мікроконтролера.A device for measuring the phase shift between two harmonic signals comprises an amplifier, a circuit for equalizing the amplitudes of harmonic signals with two inputs and two outputs. The first differentiator, the first comparator and the first single-vibrator are connected in series. A second comparator and a second single vibrator, a display, a microcontroller with a built-in analog-to-digital converter, RAM, two analog inputs are connected in series. The first output of the amplitude compensation circuit is connected to the input of the first differentiator and to the first analog input of the microcontroller. The display input is connected to the output of the microcontroller. Additionally contains a switching voltage generator, a series-connected switch having two inputs, one output and one control input, a selective amplifier, a synchronous detector whose output is connected to the input of an amplifier, the output of which is connected to the second analog input of the microcontroller and the input of the second differentiator. The first output of the amplitude compensation circuit is connected to the first input of the switch. The second output of the switch is connected to the second output of the amplification circuit. The output of the second differentiator is connected to the input of the second comparator. The output of the switching voltage generator is connected to the control input of the switch. The output of the first single vibrator is connected to the first digital input of the microcontroller. The output of the second single vibrator is connected to the second digital input of the microcontroller.

Description

Корисна модель належить до техніки вимірювання фазових зсувів між двома гармонічними сигналами з різними амплітудами і може бути використана для підвищення чутливості перетворювачів фазового зсуву в цифровий код, що застосовуються в системах електророзвідки родовищ поліметалічних руд, системах діагностики корозійного стану великогабаритних сталевих листових конструкцій тощо.The useful model belongs to the technique of measuring phase shifts between two harmonic signals with different amplitudes and can be used to increase the sensitivity of phase shift to digital code converters used in electrical prospecting systems for polymetallic ore deposits, systems for diagnosing the corrosion state of large steel sheet structures, etc.

Відомий пристрій для вимірювання фазового зсуву між двома гармонічними сигналами з різними амплітудами, придатний для застосування в системах електророзвідки родовищ поліметалічних руд та руд з феромагнітними властивостями, в системах діагностики корозійного стану великогабаритних сталевих листових конструкцій, що містить послідовно з'єднані диференціатор, перший компаратор, перший одновібратора та логічну схему АБО, послідовно з'єднані другий компаратор та другий одновібратор, мікроконтролер, у якому міститься аналого- цифровий перетворювач (АЦП) та оперативна пам'ять ВАМ, та дисплей, причому вихід другого одновібратора під'єднано до другого входу логічної схеми АБО, вихід логічної схеми АБО під'єднано до входу запуску АЦП мікроконтролера, вимірювальний вхід АЦП мікроконтролера під'єднано до входу диференціатора, вхід дисплея під'єднано до виходу мікроконтролера, входи диференціатора та другого компаратора є входами пристрою, а покази дисплея є виходом пристрою (Спосіб вимірювання фазового зсуву: Патент на корисну модель Ме104350 ОА, МПКA well-known device for measuring the phase shift between two harmonic signals with different amplitudes, suitable for use in electroexploration systems of deposits of polymetallic ores and ores with ferromagnetic properties, in systems for diagnosing the corrosion state of large-sized steel sheet structures, containing a serially connected differentiator, the first comparator, the first one-vibrator and an OR logic circuit, the second comparator and the second one-vibrator are connected in series, a microcontroller containing an analog-to-digital converter (ADC) and VAM RAM, and a display, and the output of the second one-vibrator is connected to the second input of the logic OR circuits, the output of the OR logic circuit is connected to the microcontroller's ADC trigger input, the microcontroller's ADC measurement input is connected to the differentiator input, the display input is connected to the microcontroller's output, the differentiator and second comparator inputs are the device inputs, and the display readings are the output device (Phase measurement method of this landslide: Patent for utility model Me104350 OA, IPC

С2СО1А8 25/00 / Бучма І.М., Дронь М.І.(Україна).-Мо Заявки: и201506942; Заявлено 13.07.2015;С2СО1А8 25/00 / Buchma I.M., Dron M.I. (Ukraine).-Mo Applications: и201506942; Announced on 07/13/2015;

Опубл. 25.01.2016, Бюл. Ме2, 2016. - 4с|.Publ. 25.01.2016, Bul. Me2, 2016. - 4s|.

Однак такий пристрій вимірюванням фазового зсуву характеризується невисокою завадостійкістю та значною адитивною похибкою, що визначається впливом низькочастотного флікер-шуму.However, such a phase shift measuring device is characterized by low immunity and significant additive error, which is determined by the influence of low-frequency flicker noise.

Відомий пристрій для вимірювання фазового зсуву між двома гармонічними сигналами, придатний для застосування в системах електророзвідки родовищ поліметалічних руд та руд з феромагнітними властивостями, в системах діагностики корозійного стану великогабаритних сталевих листових конструкцій, що містить схему вирівнювання амплітуд сигналів, що має два входи і два виходи, різницеву схему, послідовно з'єднані перший диференціатор, перший компаратор та перший одновібратор, двовходову логічну схему АБО, підсилювач, дисплей, мікроконтролер, в якому міститься аналого-дифровий перетворювач (АЦП) та оперативна пам'ять ВАМ, ії який має два аналогових входи, які програмним шляхом можуть з'єднуватися з входом АЦП, вхід запуску АЦП та вихід цифрових даних, послідовно з'єднані другий компаратор та другий одновібратор, причому перший вихід схеми вирівнювання амплітуд під'єднаний до входів першого диференціатора, першого входу різницевої схеми та першого аналогового входу мікроконтролера, другий вихід схеми вирівнювання амплітуд під'єднаний до входу другого компаратора та другого входу різницевої схеми, вихід різницевої схеми під'єднаний до входу підсилювача, вихід підсилювача під'єднаний до другого аналогового входу мікроконтролера, вихід логічної схеми АБО під'єднаний до входу запуску АЦП мікроконтролера, цифровий вихід мікроконтролера з'єднаний з входом дисплея, на якому висвічується результат вимірювання, а входи схеми вирівнювання амплітуд є входами пристрою.A well-known device for measuring the phase shift between two harmonic signals, suitable for use in electroexploration systems of deposits of polymetallic ores and ores with ferromagnetic properties, in systems for diagnosing the corrosion state of large-sized steel sheet structures, containing a circuit for equalizing signal amplitudes, which has two inputs and two outputs , a difference circuit, a series-connected first differentiator, a first comparator, and a first oscillator, a two-input OR logic circuit, an amplifier, a display, a microcontroller, which contains an analog-to-digital converter (ADC) and a VAM RAM, and which has two analog inputs that can be connected by software to the ADC input, the ADC trigger input and the digital data output, a second comparator and a second monovibrator are connected in series, and the first output of the amplitude equalization circuit is connected to the inputs of the first differentiator, the first input of the difference circuit and of the first analog input of the microcontroller, the second output of amplitude equalization scheme is connected to the input of the second comparator and the second input of the difference circuit, the output of the difference circuit is connected to the input of the amplifier, the output of the amplifier is connected to the second analog input of the microcontroller, the output of the OR logic circuit is connected to the start input of the microcontroller ADC, the digital output of the microcontroller is connected to the input of the display, which displays the measurement result, and the inputs of the amplitude equalization circuit are the inputs of the device.

Однак такий пристрій вимірювання фазового зсуву між інфранизькочастотними гармонічними сигналами також характеризується не високою завадостійкістю та значною адитивною похибкою, що зумовлена впливом флікер-шуму. (Патент на корисну модельHowever, such a device for measuring the phase shift between infra-low-frequency harmonic signals is also characterized by not high immunity and significant additive error due to the effect of flicker noise. (Utility model patent

Мо104350 ОА Україна, МПК пОТА 25/00; йО1А 27/28(2006.01) Спосіб вимірювання фазового зсуву / Бучма І.М., (Україна). - Мо Заявки: и201604090; Заявлено 14.04.2016; Опубл. 25.01.2016,Mo104350 OA Ukraine, IPC pOTA 25/00; yО1А 27/28(2006.01) Method of measuring phase shift / I.M. Buchma, (Ukraine). - MO Applications: и201604090; Announced on 04/14/2016; Publ. 25.01.2016,

Бюл. Мо 2, 2016. - 4 с.|.Bul. May 2, 2016. - 4 p.|.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для вимірювання фазового зсуву між інфранизькочастотними гармонічними сигналами з вищими завадостійкістю та точністю, що дає можливість збільшити глибинність досліджень системами електророзвідки родовищ поліметалічних руд, а також руд з феромагнітними властивостями та підвищити достовірність систем обстеження корозійного стану великогабаритних конструкцій з листової сталі.The useful model is based on the task of creating a device for measuring the phase shift between infra-low-frequency harmonic signals with higher interference resistance and accuracy, which makes it possible to increase the depth of research by electroexploration systems of deposits of polymetallic ores, as well as ores with ferromagnetic properties, and to increase the reliability of systems for inspecting the corrosion state of large-sized structures with sheet steel.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для вимірювання фазового зсуву між двома гармонічними сигналами, що містить схему вирівнювання амплітуд сигналів, яка має два входи і два виходи, послідовно з'єднані перший диференціатор, перший компаратор та перший одновібратор, підсилювач, дисплей, мікроконтролер, в якому міститься аналога цифровий перетворювач (АЦП) та оперативна пам'ять НАМ, і який має два аналогових входи, які програмним шляхом можуть з'єднуватися з входом АЦП, та два цифрових входи, які можуть програмуватися на ввід та вивід даних, послідовно з'єднані другий компаратор та другий одновібратор, причому перший вихід схеми вирівнювання амплітуд під'єднаний до входу бо першого диференціатора та першого аналогового входу мікроконтролера, цифровий вихід мікроконтролера під'єднаний до відповідного входу дисплея, покази якого як і цифровий вихід мікроконтролера є виходами пристрою, а входи схеми вирівнювання амплітуд є входами пристрою, згідно з корисною моделлю, додатково містить послідовно з'єднані аналоговий комутатор, що має два входи і один вихід, селективний підсилювач та синхронний детектор, генератор комутаційної напруги та другий диференціатор, причому перший вихід схеми вирівнювання амплітуд під'єднаний до першого входу комутатора, другий вихід схеми вирівнювання амплітуд під'єднаний до другого входу комутатора, вихід синхронного детектора під'єднаний до входу підсилювача, вихід якого під'єднаний до входу другого диференціатора та другого аналогового входу мікроконтролера, вихід другого диференціатора під'єднаний до входу другого компаратора, вихід першого одновібратора під'єднаний до першого цифрового входу мікроконтролера, вихід другого одновібратора під'єднаний до другого цифрового входу мікроконтролера, а вихід генератора комутаційної напруги під'єднаний до керуючих входів комутатора та синхронного детектора.The problem is solved by the fact that the first differentiator, the first comparator and the first monovibrator, an amplifier, a display, a microcontroller are connected in series to the device for measuring the phase shift between two harmonic signals, which contains a signal amplitude equalization circuit that has two inputs and two outputs , which contains an analog-to-digital converter (ADC) and NAM RAM, and which has two analog inputs that can be programmed to connect to the ADC input, and two digital inputs that can be programmed to input and output data, in series the second comparator and the second monovibrator are connected, and the first output of the amplitude equalization circuit is connected to the bo input of the first differentiator and the first analog input of the microcontroller, the digital output of the microcontroller is connected to the corresponding input of the display, the displays of which and the digital output of the microcontroller are the outputs of the device , and the inputs of the amplitude equalization circuit are the inputs of the device, according to the useful model, additionally contains a series-connected analog switch having two inputs and one output, a selective amplifier and a synchronous detector, a switching voltage generator and a second differentiator, and the first output of the amplitude equalization circuit is connected to the first input of the switch, the second output of the amplitude equalization circuit is connected to the second input of the switch, the output of the synchronous detector is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the second differentiator and the second analog input of the microcontroller, the output of the second differentiator is connected to the input of the second comparator, the output of the first monovibrator is connected to the first of the digital input of the microcontroller, the output of the second single-vibrator is connected to the second digital input of the microcontroller, and the output of the switching voltage generator is connected to the control inputs of the switch and the synchronous detector.

При вимірюванні фазового зсуву між інфранизькочастотними гармонічними сигналами флікер-шум, що створюється джерелами напруг чи струмів, наприклад, джерелом живлення чотириплечого моста або напівмоста, зумовлює адитивну похибку, яка визначає поріг чутливості пристрою. Щоб зменшити адитивну похибку, зумовлену флікер-шумом необхідно зменшити вплив фФлікер-шуму на результат вимірювання. Використання частоти перемикань комутатора набагато більшої ніж частота порівнюваних сигналів дає можливість використати високу добротність селективного підсилювача та високу завадостійкість синхронного детектора і цим збільшити завадостійкість пристрою загалом та зменшити вплив флікер-шуму на адитивну похибку вимірювання фазового зсуву зокрема.When measuring the phase shift between infra-low-frequency harmonic signals, flicker noise created by sources of voltages or currents, for example, a power supply of a four-arm bridge or a half-bridge, causes an additive error that determines the sensitivity threshold of the device. To reduce the additive error caused by flicker noise, it is necessary to reduce the influence of fFlicker noise on the measurement result. The use of a switching frequency of the commutator much higher than the frequency of the compared signals makes it possible to use the high Q-factor of the selective amplifier and the high interference immunity of the synchronous detector and thereby increase the immunity of the device in general and reduce the effect of flicker noise on the additive error of the phase shift measurement in particular.

Пристрій пояснюється кресленнями.The device is explained by drawings.

На Фіг. 1 зображено структурну схему пристрою для вимірювання фазового зсуву, на Фіг. 2 - часову діаграму вихідного сигналу комутатора, на Фіг. З - часові діаграми сигналів, що пояснюють процес вимірювання амплітуди.In Fig. 1 shows the structural diagram of the device for measuring the phase shift, in Fig. 2 - time diagram of the output signal of the switch, in Fig. C - time diagrams of signals explaining the amplitude measurement process.

Пристрій для вимірювання фазового зсуву складається з схеми вирівнювання амплітуд 1 порівнюваних сигналів, що має два входи та два виходи, послідовно з'єднаних першого диференціатора 2, першого компаратора 3, та першого одновібратора 4, послідовно з'єднаних аналогового комутатора 5, що має два входи, один вихід і один керуючий вхід, селективного підсилювача 6, синхронного детектора 7, підсилювача 8, другого диференціатора 9, другого компаратора 10 та другого одновібратора 11, генератора комутаційної напруги 12, дисплея 13, мікроконтролера 14, що має аналого-цифровий перетворювач 15, оперативну пам'ять ВАМ 16, два аналогових входи, два цифрових входи та цифровий вихід, у якому перший вихід схеми вирівнювання амплітуд 1 під'єднаний до входу першого диференціатора 2, першого аналогового входу мікроконтролера 14 та першого входу аналогового комутатора 5, другий вихід схеми вирівнювання амплітуд 1 під'єднаний до другого входу аналогового комутатора 5, вихід генератора комутаційної напруги 12 під'єднаний до керуючих входів комутатора 5 та синхронного детектора 7, вихід підсилювача 8 під'єднаний до другого аналогового входу мікроконтролера 14, вихід першого одновібратора 4 під'єднаний до першого цифрового входу мікроконтролера 14, вихід другого одновібратора 11 під'єднаний до другого цифрового входу мікроконтролера 14, цифровий вихід мікроконтролера 14 під'єднаний до входу дисплея 13, на якому висвітлюються результати вимірювання, а входи схеми вирівнювання амплітуд 1 є входами пристрою.The device for measuring the phase shift consists of a circuit for equalizing the amplitudes 1 of the compared signals, which has two inputs and two outputs, the first differentiator 2, the first comparator 3, and the first monovibrator 4 are connected in series, the analog switch 5 is connected in series, which has two inputs, one output and one control input, a selective amplifier 6, a synchronous detector 7, an amplifier 8, a second differentiator 9, a second comparator 10 and a second monovibrator 11, a switching voltage generator 12, a display 13, a microcontroller 14 having an analog-to-digital converter 15 , VAM RAM 16, two analog inputs, two digital inputs and a digital output, in which the first output of the amplitude equalization circuit 1 is connected to the input of the first differentiator 2, the first analog input of the microcontroller 14 and the first input of the analog switch 5, the second output amplitude equalization circuit 1 is connected to the second input of the analog switch 5, the output of the switching voltage generator 1 2 is connected to the control inputs of the switch 5 and the synchronous detector 7, the output of the amplifier 8 is connected to the second analog input of the microcontroller 14, the output of the first single-vibrator 4 is connected to the first digital input of the microcontroller 14, the output of the second single-vibrator 11 is connected to the second of the digital input of the microcontroller 14, the digital output of the microcontroller 14 is connected to the input of the display 13, on which the measurement results are displayed, and the inputs of the amplitude equalization circuit 1 are the inputs of the device.

Вхідні сигнали ні) та "ва () надходять на схему вирівнювання амплітуд 1. З першого та шо) ниці) у. другого виходів схеми вирівнювання амплітуд 1 знімаються сигнали та є (фіг. 1).The input signals no) and "va () enter the amplitude equalization circuit 1. From the first and second outputs of the amplitude equalization circuit 1, the signals and are removed (Fig. 1).

За відсутності схеми вирівнювання амплітуд вхідні сигнали надходили б на відповідні входи автоматичного комутатора 5, що керується імпульсною напругою з виходу генератораIn the absence of an amplitude equalization scheme, the input signals would enter the corresponding inputs of the automatic commutator 5, which is controlled by the pulse voltage from the generator output

ШКО, напруги (с яку жна описати виразомSHKO, voltages (which can be described by the expression

БО и) - 0, зіспвицеи оф (1) де. Є) Бк нестотй всі вени круто, напруги.BO y) - 0, with functions of (1) where. E) Bk nestotj all veins are cool, tension.

З врахуванням (1) вихідний бОугнал комутатора 5, можна подати виразом (2) . ф, 2. х зво ЦІ я зіспвіц(О о) 2 г)Taking into account (1), the output voltage of switch 5 can be given by expression (2). f, 2. x zvo TSI i zispvits (O o) 2 d)

де й та 05. амплітуди відповідно першого та другого сигналів; Є - кругова частота сигналів; фу. зсув фаз між сигналами.where and and 05. amplitudes of the first and second signals, respectively; E - circular frequency of signals; phew phase shift between signals.

В нашому випадку прийнято, що 0» . Тоді вигляд сигар (2) буде таким, як а фіг. 2.In our case, it is assumed that 0". Then the appearance of cigars (2) will be as shown in fig. 2.

З філу2 Мо з Й ал, можнауописати іншим виразом 2 2 пк) 0-05 ДО, сов ф, віп Фікту агат о ниZ filu 2 Mo z Y al, can be described by another expression 2 2 pk) 0-05 DO, sov f, vip Fiktu agat o ni

У сов 7 у, со5 72 2 2 1 . М, віп . . --АШ У 200, сов ф, віп ог агав-- 38 хівпвіп(Ог 4 ф) 2 У, -О, со5Фф, ї ї ї й (г) И хз (г) І ЇIn sov 7 u, so5 72 2 2 1 . M, vol. . --ASH U 200, sov f, vip og agav-- 38 khivpvip(Og 4 f) 2 U, -O, so5Ff, и и и и (r) І хз (r) И І

Оскільки вхідні сигнали та надходять на схему вирівнювання амплітуд 1, яка, не змінюючи фазового зсуву між сигналами, вирівнює їх амплітуди, то з врахуванням цього останній.вираз спроститься до такого вигл й лі. й и) со Бій іа щкх У віп ої вів віп(О; з ф) 2 2 2 2 2 10 . (3)Since the input signals and arrive at the amplitude equalization circuit 1, which, without changing the phase shift between the signals, equalizes their amplitudes, taking this into account, the last expression will be simplified to the following expression. и и) so Biy ia shkhkh U vip oyi viv vip(O; z f) 2 2 2 2 2 10 . (3)

Перша гармоніка другого доданку виразу (3) виділяється селективним підсилювачем 6. Вона являє собою балансно-модульований сигнал, обвідна якого є гармонічним сигналом частотою о, Цей балансно-модульований о) надходить на синхронний детектор 7, де після перемноження з функцію зівпвіп(с 1 і фільтрації отримуємо обвідну, яку можна подати наступним виразом лThe first harmonic of the second term of expression (3) is extracted by the selective amplifier 6. It is a balanced modulated signal, the contour of which is a harmonic signal with a frequency o. This balanced modulated o) enters the synchronous detector 7, where after multiplication with the function and filtering, we get a contour, which can be represented by the following expression l

КИ пл ще що 5) « (4)KI pl what else 5) « (4)

З (4) видно, що амрдлітуда обвідної дорівнюєIt can be seen from (4) that the amrdlitude of the contour is equal to

М» - Ко па 2 зM" - Ko pa 2 z

Кап с. . . де - коефіцієнт передачі селективного підсилювача.Kap p. . . where is the transmission coefficient of the selective amplifier.

Вимірявши О доз обвідної (4) та амплітуду у одного з вихідних сигналів, наприклад и (і) ! . ! ! с. . Кап вихіх 7, схеми вирівнювання амплітуд 1 при відомому значенні коефіцієнта підсилення селективного підсблювача 6 з останнього виразу можна визначити фазовий зсув за формулоюBy measuring O doses of the bypass (4) and the amplitude of one of the output signals, for example и (и) ! . ! ! with. . Chapter 7, amplitude equalization scheme 1, with the known value of the gain of the selective amplifier 6, the phase shift can be determined from the last expression using the formula

Коепу . (5) . . у . и (і) й . йSomehow. (5) . . in and (and) and . and

Щоб виміряти амплітуду вихідного сигналу сих схеми вирівнювання амплітуд 1 (фіг. З (а)), цей сигнал одночасно подається на перший пише марку ролера 14 та вхід и г) . першого диференціатора 2, де зсувається за фазою на 7/2 (сих фіг, З (ау), а потім надходить на перший компа тов З, який перетворює зсунуту за фазою синусоїду у сигнал прямокутної форми ("вихкмп фіг. З (6)), з фронтів якого одновібратор 4 формує короткі імпульси (У сихові () фіг. З (в)), що надходять на перший цифровий вхід мікроконтролера 14. Ці . . я у иеIn order to measure the amplitude of the output signal of the amplitude equalization scheme 1 (Fig. C (a)), this signal is simultaneously applied to the first roller mark 14 and the input i d) . of the first differentiator 2, where it is phase-shifted by 7/2 (fig. 3 (au), and then enters the first comp. 3, which converts the phase-shifted sine wave into a rectangular signal ("output of fig. 3 (6)) , from the edges of which the single-vibrator 4 forms short pulses (U sikhovi () Fig. C (c)), which are input to the first digital input of the microcontroller 14. These

Зо імпульси співпадають з моментами, коли миттєве значення вихідного сигналу (фіг. З (а)) схеми вирівнювання амплітуд 1 приймає амплітудне значення. Тому мікроконтролер 14, виявивши програмним шляхом на першому цифровому вході мпульо, зу йснює за допомогоюZ pulses coincide with the moments when the instantaneous value of the output signal (Fig. C (a)) of the amplitude equalization scheme 1 takes the amplitude value. Therefore, the microcontroller 14, having detected by software on the first digital input of the pulse, zu exists with the help of

АЦП 15 відлік амплітудного значення у вихідного сигналу Мои схеми вирівнювання амплітуд 1 і заносить його в оперативну пам'ять НАМ (Р.ADC 15 counts the amplitude value from the output signal of My amplitude equalization scheme 1 and enters it into the RAM of NAM (R.

Аналогічним чином, щоб виміряти амплітуду "72? сигналу сигнал (4), він з виходу синхронного детектора 7 після підсилення підсилювачем 8 одночасно подається на другий аналоговий вхід мікроконтролера 14 та на вхід другого диференціатора 9 де зсувається за ло фазою на 2 а потім надходить на другий компаратор 10, який перетворює зсунуту за фазою синусоїду у сигнал прямокутної форми, з фронтів якого одновібратор 11 формує короткі імпульси, що надходять на другий цифровий вхід мікроконтролера 14. Ці імпульси співпадають з моментами, коли миттєве значення вихідного сигналу (4) приймає амплітудне значення. Тому мікроконтролер 14, виявивши програмним шляхом на другому цифровому вході імпульс, здійснює за допомогою АЦП 15 відлік "722 амплітудного значення сигналу (4) і заносить його в оперативну пам'ять ВАМ 16. уSimilarly, in order to measure the amplitude of the "72" signal, the signal (4) is fed from the output of the synchronous detector 7, after being amplified by the amplifier 8, to the second analog input of the microcontroller 14 and to the input of the second differentiator 9, where it is shifted out of phase by 2 and then enters the the second comparator 10, which converts the phase-shifted sine wave into a rectangular signal, from the edges of which the single-vibrator 11 forms short pulses that enter the second digital input of the microcontroller 14. These pulses coincide with the moments when the instantaneous value of the output signal (4) takes on an amplitude value Therefore, the microcontroller 14, having detected a pulse on the second digital input by software, uses the ADC 15 to count "722 the amplitude value of the signal (4) and enters it into the RAM of the VAM 16.

Потім на основі амплітудних значень о те2 відомого значення коефіцієнта підсиленняThen, based on the amplitude values o te2, the gain coefficient is known

СТ селективного підсилювача 6 та відомого значення коефіцієнта підсилення К підсилювача 8 мікроконтролер 14 обчислює фазовий зсув за наступною формулою, яка враховує ще і коефіцієну підсилейня,Х підсилювача 8, тобтоCT of the selective amplifier 6 and the known value of the gain coefficient K of the amplifier 8, the microcontroller 14 calculates the phase shift according to the following formula, which also takes into account the gain coefficient X of the amplifier 8, i.e.

Ок куOk ku

СП . (6)JV (6)

Таким чином, застосування комутатора, селективного підсилювача, синхронного детектора та відповідних нових зв'язків дозволяє суттєво покращити завадостійкість пристрою до різного роду випадкових негативних впливів, зокрема, таких як флікер-шум чи електромагнітні наводки, збільшити завадостійкість та зменшити адитивну похибку.Thus, the use of a switch, a selective amplifier, a synchronous detector and the corresponding new connections allows to significantly improve the immunity of the device to various types of random negative influences, in particular, such as flicker noise or electromagnetic interference, increase immunity and reduce additive error.

Запропонований пристрій дозволяє здійснювати вимірювання малих фазових зсувів з підвищеними завадостійкістю та точністю.The proposed device allows measuring small phase shifts with increased interference resistance and accuracy.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA A device for measuring the phase shift between two harmonic signals, comprising an amplifier, a harmonic signal amplitude equalization circuit with two inputs, which are the inputs of the phase shift measuring device, and two outputs, a first differentiator, a first comparator, and a first single-vibrator, a second comparator and a second single-vibrator connected in series, a display, a microcontroller with a built-in analog-to-digital converter, RAM, two analog inputs that are alternately connected to the analog-to-digital converter input by software, and two digital inputs that are programmed to input information, and are interrogated by the microcontroller alternately through software, and the first output of the amplitude equalization circuit is connected to the input of the first differentiator and to the first analog input of the microcontroller, the display input is connected to the output of the microcontroller, which is distinguished by the fact that it additionally contains a generator switching voltages connected in series, a switch having two inputs, one output and one control input, a selective amplifier, a synchronous detector, the output of which is connected to the input of the amplifier, the output of which, in turn, is connected to the second analog input microcontroller and the input of the second differentiator, and the first output of the amplitude equalization circuit is connected to the first input of the switch, the second output of the amplitude equalization circuit is connected to the second input of the switch, the output of the second differentiator is connected to the input of the second comparator, the output of the switching voltage generator is connected connected to the control input of the switch, the output of the first monovibrator is connected to the first digital input of the microcontroller, the output of the second monovibrator is connected to the second digital input of the microcontroller, and the display readings are the readings of the device for measuring the phase shift between the input harmonic signals.