Файл: Атамалян Э.Г. Методы и средства измерения электрических величин учеб. пособие.pdf

Метод эллипса. При подаче на вертикально и горизонтально от­

нальный 2Ц.,0, соответствует максимально­ му отклонению луча в горизонтальном направлении. Угол сдвига фаз

ность измерения методом эллипса составляет 5—10%. Причинами погрешности являются неточность определения длин отрезков; ширина

дуемыми напряжениями их и и2Величина вносимого сдвига фаз изменяется до тех пор, пока разность фаз между исследуемыми напря­ жениями не станет равна 0° или 180°. На экране вместо эллипса будет наблюдаться прямая, наклоненная вправо (сдвиг фаз равен ф) или влево от вертикальной оси (сдвиг фаз равен 180° — ф).

Угол сдвига фаз ф между напряжениями их и иг определяют по калиброванному фазовращателю КФ, роль индикатора равенства фаз ИРФ выполняет осциллограф. В качестве фазовращателя используют /?С-цепочки; мостовые схемы; трансформаторные схемы и др. Частотные -свойства фазовращателя определяют диапазон рабочих частот.

147

Компенсационный метод обеспечивает высокую точность измерения (0,1—0,5%), которая в основном зависит от градуировки шкалы фазо­ вращателя.

§ 7-4. Метод преобразования угла сдвига фаз между двумя синусоидальными напряжениями в интервал времени между импульсами

Метод преобразования угла сдвига фаз между двумя синусоидаль­ ными напряжениями в интервал времени между импульсами положен в основу работы двухканальных электронных фазометров с синхрони­ зированными _мультивибраторами (рис. 7-5). Исследуемые входные синусоидальные сигналы одной и той же частоты подают на оба входа прибора: их — на вход опорного канала; и2 — на вход сигнального канала.

В обоих каналах (рис. 7-6, а) они усили­ ваются и преобразуются усилителямиограничителями УО в симметричные сигналы прямоугольной формы с круты­ ми фронтами (рис. 7-6, б).

Синхронизированные мультивибра­ торы СМ (см. рис. 7-5) формируют пе-

ной крутизной, которые затем поступают в специальную дифферен­ цирующую и распределительную цепь ДРЦ, на выходе которой полу­ чаются остроконечные импульсы одинаковой формы и длительности. Остроконечные импульсы управляют работой выходных мультивибра­ торов ВМ и определяют длительность выходных импульсов. Мульти­ вибратор первого канала управляется положительным продифферен­ цированным импульсом (соответствующим положительному фронту прямоугольного напряжения) первого канала и отрицательным про­ дифференцированным импульсом (соответствующим спаду прямоуголь­

148

ного напряжения) второго канала. Мультивибратор же второго канала управляется продифференцированным положительным импульсом второго канала и отрицательным импульсом первого канала (рис. 7-6, в). Сигналы с выходных мультивибраторов представлены на рис. 7-6, г. Измеритель магнитоэлектрической системы с добавочными сопротивле­ ниями включен по схеме вычитания токов и его показания пропорцио­ нальны среднему значению разности токов (рис. 7-6, д) в анодах вы­ ходных мультивибраторов:

Используя известные выражения ф = шДТ и со = 2я/Т, получим формулу, связывающую сдвиг фаз ф с относительным временным' интервалом АТ/Т:

Фазовый сдвиг ф пропорционален интервалу времени АТ между импульсами. После подстановки в (7-10) значения АТ/Т из (7-9) получим

Шкала прибора отградуирована непосредственно в электрических градусах и не зависит от частоты и уровней входных напряжений.

Особенностью данной схемы является независимость выходного тока от ухода нулевой линии напряжений в усилителях-ограничителях. Уход нулевой линии, вызванный несимметрией ограничения положи­ тельной и отрицательной частей синусоиды питающего напряжения, старением ламп и другими причинами, вызывает в свою очередь сме­ щение во времени дифференцированных импульсов на входе мульти­ вибраторов (среднее значение разности токов, а следовательно, и показание измерителя при этом не изменяется), но не вносит погреш­ ности измерения, а только сужает пределы измеряемых фазовых сдви­ гов. Чтобы избежать последнего, в усилителях-ограничителях преду­ смотрена стабилизация нулевой линии сигнала. Погрешность измере­ ния фазы для области диапазона средних частот определяется в этой схеме только степенью стабильности токов выходных мультивибраторов

иточностью самого измерительного прибора.

§7-5. Цифровые фазометры

Электронносчетный цифровой фазометр построен на принципе измерения интервала времени АТ, соответствующего углу сдвига фаз ф между исследуемыми напряжениями иг и и2 (рис. 7-7), методом дискретного счета.

На два раздельных входа цифрового фазометра подают напряже­ ния иг и и2 (рис. 7-8, а). Каждое из этих напряжений преобразуется в формирователе импульсов ФИ в последовательность импульсов, при­ вязанную к определенной фазе входного напряжения (рис. 7-8, б). В результате импульсы одной последовательности оказываются сдви­ нутыми относительно импульсов другой последовательности на вре-

149