Суть метода заключается в преобразовании двух синусоидальных напряжений u1 и u2, фазовый сдвиг которых требуется измерить, в периодические последовательности коротких импульсов, соответствующих моментам переходов этих напряжений через нуль с производными одинакового знака. Пояснения даны на рис. 11.5. Исходные синусоидальные напряжения известными методами (усиление, ограничение, дифференцирование) превращаются в последовательность остроконечных импульсов. Импульсы uимп1 соответствуют моменту t1
– переходу синусоидального напряжения u1 через ноль. Соответственно uимп2 соответствуют моменту t2
напряжения u2. Ясно, что интервал DT между импульсами uимп1 и uимп2
пропорционален фазовому сдвигу.

 

Рисунок 11.5

После описанных преобразований измеряется отношение интервала DТ к периоду Т. Смысл измерения указанного отношения легко выясняется из следующих известных соотношений j = wDT и w 2p/T. Произведя подстановку получим

                                                                 (11.4)

Изложенный метод получил широкое распространение. Он встречается в различных фазометрах, отличающихся друг от друга главным образом способом измерения относительного интервала времени. Структурная схема аналогового измерителя фаз такого типа представлена на рис. 11.6.

Рисунок 11.6

На данном рисунке представлено двухканальное формирующее устройство, каждый канал которого состоит из входного блока и формирователя. Устройство преобразует два синусоидальных напряжения в серии коротких импульсов положительной полярности, как это показано на рис. 11.5.

Из соседних пар импульсов с помощью триггера формируются прямоугольные импульсы длительностью Т, как показано на последней осциллограмме рис. 11.4. До начала измерений триггер находится в исходном состоянии. После подачи на оба входа фазометра двух синусоидальных напряжений на выходах каналов появляются две периодические последовательности положительных импульсов. Первый импульс последовательности перебрасывает триггер в новое состояние и на его выходе повышается напряжение, второй импульс приводит триггер в исходное состояние. Через период Т процесс повторяется. Триггер формирует прямоугольные импульсы длительностью DТ.

Магнитоэлектрический измерительный прибор показывает среднее значение напряжения

.                                                            (11.5)

Сравнение 11.4 и 11.5 приводит к формуле

                                                            (11.6)

из которой видно, что зависимость между величинами j и Uср линейна. Шкалу индикаторного прибора можно проградуировать непосредственно в градусах (это возможно, так как Um
на выходе триггера постоянно). В этом варианте построения прибор является аналоговым. Если напряжение измерить цифровым вольтметром, то прибор становится аналого-цифровым. Основное преимущество заключается в возможности цифрового отсчёта и представление результата измерения в цифровом коде, что удобно при формировании автоматизированных измерительных систем.

Оставить комментарий

  • (Не публикуется)