Векторный способ определения фазового сдвига,
О П И С А Н И Е 38I037
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Ë . 1 л. 6 Oir 25 00
Заявлено 23.VI.1970 (№ 1452410/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 15.V.1973. Бюллетень ¹ 21
Дата опубликования описания ЗХП1.1973
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.317.77(088.8) Авторы изобретения
Н. А. Базарин и 3. И. Зеликовский
Y Alik>c»
,":СТЕБА
Заявитель
Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения
ВЕКТОРНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА, ВНОСИМОГО МАЛОИ НЕРЦИОН НЫМ
ТЕРМОСОПРОТИ ВЛЕНИ EM
Изобретение относится к электроизмерительной технике. Данный способ может быть использован при создании устройств измерения динамических характеристик термопреобразователей.
Известен векторный способ определения фазового сдвига, вносимого малоинерционным термосопротивлен ием, основанный на измерении угла сдвига фаз между током и напряжением на резисторе.
Этот способ весьма трудоемок и связан с измерениями параметров элиппса на экране осциллографа.
Цель изобретения — повышение точности и упрощение процесса измерения. Достигается она тем, что по предлагаемому способу измеряют отношение двух последовательных сигналов с диагонали измерительного моста по мере роста постоянного тока через мост, а именно в положении квазиравновесия, при котором сигнал минимален, .и в положении равновесия по постоянному току.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ измерений; на фиг. 2 — векторная диаграмма снимаемых с моста напряжений.
Блок-схема содержит генератор синусоидальных колебаний 1, селективный усилитель
2 с микровольтметром 3, полупроводниковый триод 4, гальванометр б, амперметр б, магазины сопротивлений 7 и 8, термосопротивление
3, резисторы 10 — 12 и емкость 13. Схема запитывается от стабилизатора постоянного тока с выходн ыми клеммами 14.
На векторной диаграмме вектору напряжения U соответствует вектор АА>, а вектору
U — вектор АБ. Угол между векторами равен тр.
10 Электрическая схема определения фазового сдвига, вносимого термосопротивлением, представляет собой обычный мост Уитстона, включенный в коллекторную цепь триода 4.
Одна пара плеч моста образована одинаковы15 ми сопротивлениями 10, 11, а в другую пару включены термосопротивление 9 и магазин сопротивлений 7.
Процесс измерения сдвига фаз состоит в следующем.
20 Постоянный сток с клемм 14 через переход эмиттер — база триода 4 устанавливают по амперметру б с помощью магазина сопротивлений 8 таким, чтобы величина /2i составляла 60 — 70,а от максимального допустимого для
25 нити чувствительного элемента термосопротивления 9. Затем мост балансируют при этом токе сопротивлением 7 по гальванометру 5.
Режим работы триода 4 подбирают так, чтобы ток коллектора 1 заметно увеличивался по
30 мере прогрева перехода эмиттер — коллектор.
381037
Таким образом, во времени ток через термосопротивление растет.
При включении генератора 1 через датчик 9 дополнительно протекает переменная составляющая тока i sin 01t. 5
Общий ток равен
i = i (t) + i sin u>t, где i(1) — постоянная составляющая тока через датчик; 10
1в — круговая частота генератора, Нить датчика при прохождении тока i нагревается и сопротивление ее увеличивается.
Постоянному току i (t) соответствует частотнон езависимое сопротивление Я„, а переменному 15
i sin et — частотнозависимое r = г (а). Падение напряжения на датчике будет
U=U+u, 20 где частотнонезависнмое напряжение
U —
Напряжение и отстает по фазе от напряжения
U на угол ry (см. фиг. 2).
Установив величину магазин а сопротивлений 7 примерно равной R, гальванометром 5 фиксируют небаланс моста по постоянному 30 току. Этому разбалансу соответствуют значен ия вектора напряжения ЛБ, ЛБ q, ЛБ ь которые он принимает последовательно по мере роста в цепи датчика (см. фиг. 2). При этом модуль вектора уменьшается, а фаза его по- 35 следовательных значений поворачивается. В какой-то момент этот сигнал принимает минимальное значение (вектор ЛБ ). Этот вектор повернут относительно вектора U на 90 и представляет собой проекцию вектора и на вертикальную ось по отношению к вектору о.
Это положение квазиравновесия моста, при котором фиксируют сигнал с диагонали моста по селективному усилителю 2 с микровольтметром 3.
Далее ток, продолжая нарастать, произведет самобалансировку по постоянному току. В этот момент по микровольтметру 8 фиксирую г модуль переменного сигнала, который соответствует модулю вектора ЛБ (вектор и). Отношение модулей векторов будет АБ 1
= sing, АБ где ср — фазовый сдвиг, вносимый термосопротивлением, Зависимость модуля вектора (ЛБ) от частоты генератора f есть амплитудно-частотная характеристика термосопротивления, а зависимость q = rp(t) — его фазочастотная характеристика. Линия, которую в координатнои плоскости описывает конец вектора ЛБ при изменении частоты генератора от О до со, определяет амплитудно-фазовую характеристику.
Предмет изобретения
Векторный способ определения фазового сдвига, вносимого малоинерционн ым термосопротивлением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, измеряют напряжения на диагонали измерительного моста по мере роста постоянного тока через мост, фиксируют напря1кеш;я в по 7c:.;ения квазиравновесия и в положении равновесия по постоянному току и находят пх отношение.
381037
Ау A
A 2
Фиг2
Составитель А. Изюмов
Техред Т. Курилко
Копректор Е. Михеева
Редактор Б. Федотов
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 207778 Изд. № 520 Тира>к 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4 5
