Файл: Проворов К.Л. Радиогеодезия учеб. пособие.pdf

подается на тот же фазоиндикатор через градуированный фазовра­ щатель — устройство, позволяющее в известных пределах плавно менять фазу колебания. В качестве фазового индикатора может слу­ жить любое фазоизмерительное устройство, обеспечивающее надле­ жащую точность фиксации хотя бы одного значения разности фаз (например, 0, 90 или 180°). Изменяя фазовращателем фазу напря­ жения щ до тех пор, пока показание фазоиндикатора не достигнет заданной величины і|з0, получим

где Д\|з — изменение фазы напряжения щ, отсчитанное по фазовра­ щателю.

Umcoswt

Рис . 57

Применяемые при компенсационных методах измерения рааности фаз фазовращатели в зависимости от принципа действия подразделя­ ются на емкостные, индуктивные и потенциометрические.

Рассмотрим принцип действия одного из фазовращателей — ем­ костного, пригодного для получения фазового сдвига в пределах от 0 до 360° на частотах до единиц мегагерц. Фазовращатель (рис.57,а) состоит из четырех секторных Sx, S[, S2, S'2 и одной круглой S неподвижных (статорных) пластин, образующих четыре конденса­ тора. Между статорными пластинами расположена диэлектрическая пластина D, форма которой выбирается так, что при ее поворотевокруг оси 00 емкости конденсаторов изменяются по закону

где а — угол поворота диэлектрической пластины. Эквивалентная схема такого блока конденсаторов изображена на рис. 57, б, на

119

котором В — сопротивление нагрузки фазовращателя. Если на пла­ стины (Sx и S'x и S.2 и <S2) конденсатора подать напряжения

£/m cos at;

и2 = Um sin (ot

с одинаковыми амплитудами, но сдвинутыми по фазе на 90°, то сни­ маемое с сопротивления R выходное напряжение будет равно

(при параллельном расположении катушек, когда коэффициент взаимной индукции максимален); a и 90° — a — углы между осями роторной и статорных катушек. Подставив (171) в (170), найдем

120

или

Следовательно, фазовый сдвиг наведенной в катушке L 3 э. д. с. относительно входного напряжения в индуктивном фазовращателе равен углу поворота а роторной катушки. Точность индуктивных фазовращателей сопоставима с точностью емкостных фазовращателей.

Рис . 59

При компенсационных методах измерения разности фаз вместо фазовращателей иногда используют линии задержки, один из вариан­ тов которой показан на рис. 59. Линия состоит из нескольких звень­ ев, каждое из которых меняет фазу напряжения на определенную,

где ог|э — фазовый сдвиг одного полного звена. Точность измерения фазы этим способом достигает десятых долей градуса.

Иногда ни прямые, ни компенсационные способы измерения раз­ ности фаз не обеспечивают требуемой точности. Тогда непосред­ ственное измерение разности фаз на высокой частоте заменяют опре­ делением фазового сдвига на низкой частоте (от десятков герц до единиц килогерц), на которой фазовые измерения более точны.

121

на эту частоту. Тогда на выходе второго смесителя получим напря­ жение низкой (разностной) частоты

Аналогичным образом найдем напряжение на выходе первого сме­ сителя

Разность фаз низкочастотных колебаний (174) и (175) на выходе смесителей будет

т.е. равна разности фаз высокочастотных колебаний.

Взаключение отметим, что наиболее высокую точность измерения разности фаз высокочастотных колебаний, применяемых в радио­ геодезических системах и приборах, обеспечивают измерения на низ­ кой частоте (получаемой при гетеродинировании) компенсационным способом.

Внекоторых радиогеодезических системах разность фаз опреде­ ляют подсчетом числа фазовых циклов и их долей. Подсчет произ­ водится или визуально по повторениям одинаковых фигур Лиссажу, или автоматически при помощи специальных счетчиков, самописцев или фоторегистраторов. На рис. 61, а изображено счетно-записыва- ющее устройство, применяемое в фазовых радионавигационных системах. Цифры на счетчиках показывают число прошедших фазо­ вых циклов и их долей, образованных сигналами от двух радиостан­ ций. Кроме показаний счетчиков фазовые циклы по каждому каналу регистрируются на равномерно движущейся бумажной ленте в виде штрихов. На рис. 61, б показан стрелочный индикатор английской фазовой радионавигационной системы Декка. В радионавигацион­ ной системе РГСЦ при прохождении каждого цикла фаз вспыхивает неоновая лампа, зажигаемая импульсами тока, поступающими от счетчика фазовых циклов. В моменты вспышек на движущейся пленке фоторегистратора экспонируется отверстие в экране в виде штриха.

Рассмотренные методы измерения разности фаз могут приме­ няться как в радиодальномерах, так и в светодальномерах, если в последних прямой и отраженный сигналы при помощи фотоэлек­ тронных устройств преобразуются в электрические токи.

§16. СПОСОБ РАДИОЛАГА

Вспособе радиолага задающая станция устанавливается на под­ вижном объекте (точка M на рис. 62), а ответная — на исходной неподвижной точке А. При перемещении объекта из точки M в точку

Мх задающая станция непрерывно излучает электромагнитные волны и принимает отраженные сигналы, причем по индикатору задающей станции непрерывно фиксируется изменение фазового сдвига между

12а