Фазометр для исследования систем автоматического управления

 

ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕЛОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ по авт. св. № 1049825, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения величины перерегулирования , в него введены третий измерительный прибор, дополнительный пиоп, первый релейный элемент , второй релейный элемент с контактами самоблокировки и блок сравнения , один вход которого подключен к обмотке первого релейного элемента и выходу первого интегратора,другой вход - к выходу интегратора и аноду дополнительного диода, катод которого соединен с обмоткой второго релейного элемента с контактами самоблокировки , а выход - через последовательно соединенные размыкающие и замыкающие контакты первого и второё го релейных элементов к входу третьего измерительного прибора. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 25/РР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1049825 (21) 3717123/24-21 (22) 30.03.84 (46) 23.09.85. Бюл. М- 35 (72) А.С.Кочетов (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1049825, кл. G 01 R 25/00, 1982. (54)(57) ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕЛОВАНИЯ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ по авт. св. Ф 1049825, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения величины перерегулирования, в него введены тре„„SU„„1180807 A тий измерительный прибор, дополнительный пиоп, первый релейный элемент, второй релейный элемент с контактами самоблокировки и блок срав— нения, один вход которого подключен к обмотке первого релейного элемента и выходу первого интегратора,другой вхоп — к выхопу интегратора и анопу дополнительного пиопа, катод которого соединен с обмоткой второго релейного элемента с контактами самоблокировки, а выход — через последовательно соединенные размыкающие и замыкающие контакты первого и второго релейных элементов к входу третьего измерительного прибора.

118(р".В}т< му

90, л реHfIO 7 ЗЛРЯству.зщего гo и з>ыхо7О Об: с к" а

p)o 3:IcтО1! 3<>бретof!He <>тносится к измери (3 JI ь f и с . х f f H к <3 и м< >же т б ьг! ь и с I I Ол ь зое37«o lfpH проведстиии лабораторных исследований динамических свойств систем лвтомлтического упрлв)!ения 5 и. H fix OT, råëüffffõ звеньев, л также их

<1<)>I D JIG!I И ЯВЛЯ(.Т(Я УСОВЕРП}ЕИСТНОВЛиием устройства тто авт. св, М 1049825.

1!ель изобретения — pacl}IHpellfse f0 фу}ткциоетлльететх возможностей зл счет измерения величины перерегулироваетия для временной хлрлктеристики, что приводит к рлсширению диапазона измерения временных плрлметро«ис следуе- !5 мого объекта.

1!л фиг. 1 изобрлжс ил функционал},—

Лая схема флзометр» с изображением электрических схем ее блоков; нл фи г . 2 — э ! юр ы c H D FI »7JI о }3, поет с ет я ю!»ттт е работу <}>азометрл; }тл фиг. 3— перс.ходные rlpolEeccf! }3 исследуемом объекте первого т,иттерттттоет}того) тторядкл. 25

Фа тометр соттержит генератор 1 синусоидальиьтх колебаний инфрлниз— кой частоты, исследуемый объект 2, 1 блок 3 включения, нуль-орган 4 первый 5 и второй 6 интеграторы, 30 пер«ьтй 7 и второй 8 Hзмеритс л} ньте приборы, индикаторы 9 и 10 «ключе}и!я фазомегрл н работу (лампы илка— ли«линя), фиксатор 11 периода, б Io ки 12 и 13 развязки, двухобмоточиый З5 ллгометр 14, блок 15 сравнения иа два входа, чувствительные реле 16

19 и их реле-повторители 20 — 23, тумблер 24 блока 3 включения на два положения "Измерение и "Сброс 40 и }la три направления, блок 25 посто— яниого тока, входные етеремеииые резисторы 26 и 27, кее(}тематически соединенные с элементом настройки генератора 1, релейные элементы 28 и 29, 45 диоды 30 — 34, третий измерительный прибор 35.

Указаны также (фиг. 1) контакты чуе}ствительных реле 16, 1 7, 18, 19 соответственно: 16.1 — 19.1, контак- 50 ты оеле-повторителей 20 — 23 с )от— ветстненно: 20.1, 20.2, 21.1„ 21.2, 21.3. 22.1, 22.2, 23.1, 23.2,, контакты релейных элементов 28, 29 соответственно 28.1, 29.1, 29.2. 55

Блок 3 включения соединен с генератором 1, с индикатором 9, с цепями обратных связей интеграторов 5

)807 2 и 6 и с цепями IIHT;IHHя нуле,- Органа 4 и фиксатора 11 периодл. Выхсд генератора 1 через исследуем};}31 об} ект 2

ПОДКЛЮЧС . !f К }!ХОДУ И . . Ь ОР Г(! Л к Входу фиксатора 11, -ериод-> и черс.т контакты 23. 2 тзход}тои рези(": ор 27 интегратораорл 6 — к вх<:rrу изыер т:т с!:ть}тог О прибора 8 и через рлз«язьп}лящий блок 13 к одной обмотке лагсметра 14, а также Выход иитсгрлтс рл 6 соединен с одним «ходом б.тока 15 ср 3E3}теfтHя и через диод .34 с обмоткой р еле 29, контакты 29 . 1 càf fоблокир онк и к <»тор Ого подключены к цепи питания пулов органа 4 H фиксатора 11 пери >дл.

Ьлое» 2) 5 по(тоя»}!ОГО тока б)!О сл 3 вкттю-те}и я терез тумблер 24 .-: к<"::т;:ив ты 2 1 2 т}Р-rl(JIB><>(>с} е! к вход}>О: гс !!с: р с}в

I(off}Io .-f » ре листеpv 26 H!IT<-:«p 7" Ор л

Выход пос:тедиего сое," !!нет! c;3;: >:. Ом измерител>,:того прибс рл 7, -. >бмоткой рел(} 28, с одним из вх(>! в плов кл 15 срлвиеиия и терс з рл.-т«> зынающий блок 12 с 7póãoé Обмотко;;:>лго— метра 1 >, Вьгхо т блока 1 > ср»-т}:и .::Ля подклк>чеи через контакть: 28, и 29,1 к }}хо,ту третьего измеритerll,f:< I о при— бОр»} 3.5. В исхОттиом тто!}Ожет(иг . »I» б лер 24 блока 3 вклю-!ения "c T7! :овлен в положение Сброс" „все реле I3! пслюи еиы. Гсзиерл-. ор 1 стт}тус Отт}тл:: } ".! Нт (H > If 7 f3 <» I I> OP!Å») > е >. } >37 IE 7-,, РЬ; и 10 вык}Ею3 исследуемог

Соиротив:!ение постоянного ра, параллельно подключен;-того к пере— мениому 27, установлено преде:тьио боль}}}ой величины.

Фаз ометр работает следующит! обра3OM .

При у(тановке тумблера 24 т>лака 3 включения в положение Изме peffие запускается в работу генератор 1 и подается напряжение !! через контакт 21.2 и резистор 26 иа вход интегратора 5, а также иа вход индикатора 9. Кроме того, отключаютс>я шунтирующие отрицательные обратные связи интеграторов 5 и 6 и подлется напряжение питания на реле 16 — 23, 28 и 29. Выходной сигнал Х генератора 1 поступает через исследуемый объект 2

1180807 на входы нуль-органа 4 и фиксатора 11 периода.

Интеграторы 5 и 6 накапливают заряды. Величина заряда интеграто- ра 5 прямо пропорциональна фазовому запаздыванию объекта 2, а интегратор 6 — поправке, обусловленной переходной составляющей этого объекта 2 сплошные линии (фиг. 2), Индикатор 9 сигнализирует о про- 10 цессе измерения сдвига фазы, который длится ля инфранизких частот десятки минут.

Завершение процесса измерения осуществляется следующим образом. 15

Положительная полуволна выходного синусоидального сигнала Y (фиг. 2) с выхода объекта 2 поступает через диод 30 на реле 16 и через контакты 23.2 и резистор 27 — на вход ин- 20 тегратора 6. Реле 16 срабатывает и контактами 16.1 включает реле 20, которое своими контактами 20.1 самоблокируется, а контактами 20.2 готовит цепь питания реле 17. 25

В момент изменения полярности выходного сигнала срабатывает реле 17, которое своими контактами 17.1 включает реле †повторите 21, ко-.орое в свою очередь контактами 21.2 30 останавливает процесс интегрирования интегратором 5 и выключает индикатор 9, контактами 21.1 самоблокируется, а контактами 21.2 включает фиксатор 11 периода в работу.

Отключение индикатора 9 сигнализирует о том, что процесс измерения сдвига фазы завершен и можно снимать показания с измерительного прибора 7, которые прямо пропорциональны заряду 40 интегратора 5, что отличает фазометр от всех известных своей просто. той, высокой точностью и малым временем измерения. Время измерения длится полпериода синусоидального сигнала. В то время как обычно для измерения сдвига фазы инфранизких частот необходимо выждать 3-4 колебания для получения установившегося режима и фиксировать целый период синусоидального сигнала, на что уходят десятки минут времени и требуется большой объем памяти измерителей.

Высокая точность в фазометре достигает я компенсацией переходной ошибки, которая реализована следующим образом °

При включении фиксатора 11 периода в работу срабатывает его чувствительное реле 18, которое контактами 18,1 включает реле-повторитель 22 в работу. Последнее срабатывает,, самоблокируется контактами 22.1, а контактами 22.2 готовит цепь срабатывания чувствительного реле 19.

Заряд интегратора 6 уменьшается, так как сигнал Y" изменяет знак.

В момент очередной смены сигнала "1 " срабатывает чувствительное реле 19, которое своими контактами 19.1 включает реле-повторитель 23 в работу. Последнее переключающими контактами 23, 1 самоблокируется и отключает индикатор 10, который сигнализирует тем сакым, что процесс измерения поправки завершен, а замыкающим контактом 23.2 останавливается процесс интегрирования интегратором 6. Величина поправки считывается с показаний измерительного прибора 8.

Измерить временные параметры (постоянную времени) при исследовании частотных свойств инерционного звена 2 первого порядка (фиг. 3), становится возможным при считывании показаний лагометра 14, обмотки которого подключены через:блоки 12 и 13 к выходам интеграторов 5 и 6 соответственно.

Если исследуемый объект 2 является динамическим звеном второго и выше порядка, то его временные параметры не могут быть охарактеризованы постоянной времени Т (фиг.3).

Для этих исследуемых объектов 2 важной характеристикой является величина перерегулирования

"еличина перерегулирования 6 считывается с показаний третьего измерительного прибора 35, который подключен через контакты 28,1, 29.2 релейных элементов 28 и 29 к выходу блока 15 сравнения. Если в исследуемом объекте 2 возникает колебательный переходный процесс, то амплитуда его выходного сигнала при фазовом сдвиге, меньшем 90, всегда больше амплитуды входного сигнала.

Это условие контролируется с помощью релейных элементов 28 и 29. Измерение фазового сдвига и величины перерегулирования показано пунктирными линиями (фиг, 2) ° ((ля измерения сдвига фазы другой частоты синусоидального сигнала необходимо привести схему фазометр((в исx((((ое ((О (ожени и Гем c7 а((одни ту ((.(ера 2ч 6л ока Э (. ио;(ожение "(;брлс" ((ус

Г-:(повить и : (t не)) а !о(>t !!ОВу(н част 1 :, 1180807

Фиг

Составитель Н.Агеева

Редактор М,Бланар Техред M.Кузьма Корректор М.Демчик

Заказ 5916/43 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4