Устройство для измерения фазовых характеристик четырехполюсников

 

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазочастотных характеристик систем автоматического управления. С целью расширения диапазона измеряемых углов сдвига фазы в устройство введены инвертор, триггер и блок вычисления фазы. С помощью инвертера и триггера, на входе которых действуют сигналы, связанные с опорным и измерительным сигналами, формируется управляющие сигналы, определяющие области измерения сдвига фазы. Если сдвиг фаз не превышает 90°, то в блок вычисления фазы с выхода триггера подается сигнал, благодаря которому напряжение на выходе блока, пропорционально измеряемому сдвигу фаз. Если же сдвиг фаз больше 90°, но меньше 180°, то к полученному на выход фазового дискриминатора напряжению добавляется дополнительное напряжение, соответствующее сдвигу фаз 90°. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 (: 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0ЩРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4230820/24-21 . (22) 15„04.87 (46) 23.04.90. Бюл. М 15

Г71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) В-П.Калявин, В.Р.Клименко, A.8.Ìoýãàëå8ñêèé и Д.Н.Палишкин (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 664116, кл. G 01 R 25/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 1205054, кл. G 01 R 25/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТ6!РЕХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для измерения фаэочастотных характеристик систем автоматического управления. С целью расшиИзобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для определения фазовой час". тотной характеристики систем автоматического управления, отдельных ее динамических элементов и четырехполюсников

Целью изобретения является расши" рение диапазона измерения разности

Фаз.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 - генератор треугольных напряжений; на фиг. 4 - блок. вычисления фазы.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 треуголь2 рения диапазона измеряемых углов сдвига Фазы в устройство введены инвертор, триггер и блок вычисления фазы. С помощью инвертера и триггера, на входе которых действуют сигналы, связанные с опорным и измерительным сигналами, формируется управляющие сигналы, определяющие области измерения сдвига Фазы. Если сдвиг фаз не превышает 90, то в блок вычисления Фазы с выхода триггера подается сигнал, благодаря которому напряжение на выходе блока.пропорционально измеряемому сдвигу Фаз.

Если же сдвиг фаз больше 90, но меньше 180, то к полученному на выход фазового дискриминатора напряжению добавляется дополнительное напряжение, соответствующее сдвигу фаз 900. 4 ил.

I ных сигналов, Функциональный преобразователь 2, входную и выходную клеммы для подключения исследуемого обьекта 3, нуль-орган 4, блок

5 выборки-хранения, блок 6 вычисления фазы и индикатор 7. Причем вто" рой вход блока 5 выборки-хранения соединен с выходом генератора 1 тре- угольных сигналов, который состоит из последовательно соединенных интегратора 8 и компаратора 9. Выход интегратора 8 является первым выходом генератора 1, а выход компаратора 9, соединенный с входом интегратора 8, является вторым выходом генератора

1, который соединен также с I-входом триггера 10 и через инвертор 11 с

К-входом триггера 10, тактовый (син1559303 хронизирующий) вход которого соединен с выходом нуль-органа 4, а выходс вторым входом блока 6 вычисления фазы.

Устройство работает следующим образом.

Интегратор 8 вырабатывает треугольный сигнал (фиг.2а), который благодаря налйчию компаратора 9

10 (фиг.3) переключается в момент достижения сигнала интегратора 8 уровня (фиг.26), равного напряжению в точке A или Al. При изменении уровня U на входе интегратора 8 изменяется задающая частота генерирования треугольного сигнала. Пилообразный сигнал с интегратора 8 поступает на первый вход блока 5 выборки-хранения. Одновременно с этим сформиро- 20 ванный преобразователем 2 сигнал синусоидального напряжения поступает через исследуемый объект 3, являющийся источником временного сдвига, на вход нуль-органа 4. В момент прохож- 25 дения синусоидального сигнала через нуль срабатывает нуль-орган 4 и фиксирует на выходе блока 5 выборкихранения, потенциал, пропорциональный временному сдвигу (фиг.2д). Сигнал с выхода нуль-органа поступает также на синхронизирующий вход триггера

10, определяющего, что фазовый сдвиг больше 90 . Сигналы, поступающие на I- и К-входы триггера, изображены соответственно на диаграммах

35 . фиг. 2в„г. На первый вход блока 6 вычисления фазы (фиг.4) поступает информационный сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу с блока 5, а на второй вход - управляющий сигнал с триггера 10. Операционные усилители (ОУ4 и ОУ5 на фиг.4) служат для получения нужного уровня сигналов управления, которые требуют аналоговые ключи (Лl - A3). Если сдвиг фазы находится в диапазоне 0 - 90, на выход триггера 10 поступает логическая единица и вычисление фазового сдвига производится по формуле

Ч 1 иф

Пт где (- сдвиг фазы;

U y — напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу;

U < — напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу на 90

При этом ключи Al и А3 замкнуты, а ключ Л2 разомкнут. Если же сдвиг

Фазы находится в диапазоне 90—

180, на выходе триггера присутствует логический нуль и вычисление фазового сдвига производится по формуле о 90 0 иф у =180

Б.,р

При этом ключи Аl и А3 разомкнуты, а ключ Л2 замкнут. Вычисленное значение U„ô поступает на индикатор 7, например стрелочный прибор.

Таким образом, в предлагаемом устройстве расширяется диагазон измерения фазы до 180

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения фазовых характеристик четырехполюсников, содержащее последовательно соединенные генератор треугольных сигналов, функциональный преобразователь, входную и выходную клеммы для подсоединения исследуемого объекта, нуль-орган,t блок выборки-хранения, а также индикатор, причем второй вход блока выборки-хранения соединен с выходом генератора треугольных сигналов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения фазы до 180 при сохранении точности измерения,в него введены инвертор, триггер и блок вычисления фазы, а генератор треугольных сигналов выполнен из последовательно. соединенных " интегратора и компаратора, причем выход интегратора является первым выходом генератора треугольных сигналов, а выход компаратора, соединенный со входом интегратора, является вторым выходом генератора треугольных сигналов и соединен с I-входом триггера, а также через инвертор с

К-входом триггера, кроме того, вход индикатора соединен с выходом блока вычисления фазы, первый вход которого соединен с выходом блока выборкихранения, второй вход - с выходом триггера, тактовый вход которого сое" динен с выходом нуль-органа.

1559303

1559303

Соста витель Ю. Ма ка реви ч

Редактор Н.Лазаренко Техред Л. Сердюкова Корректор Н, Ревская

«» Ф»»»» ° «

» «»«» «»«»«»»

Заказ 836 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент",,г.Ужгород, ул. Гагарина,101