Цифровые средства измерения

контрольная работа

5. Цифровые фазометры

Компенсационные фазометры

Принцип работы: одно из двух синусоидальных напряжений, в данном случае U2, поступает на фазовращатель ФВ, управляемый кодом с УУ. Фазовый сдвиг напряжения U3 относительно U2 изменяется до тех пор, пока U1 и U3 не будут синфазны. В процессе уравновешивания в знак фазового сдвига между U1 и U3 определяется с помощью фазочувствительного детектора ФЧД, выходной сигнал которого поступает на устройство управления УУ. Алгоритм уравновешивания соответствует кодоимпульсному методу. По окончанию уравновешивания код на входе ФВ выражает фазовый сдвиг между U1 и U3 и, соответственно, U1 и U2.

Компенсационный метод обладает высокой точностью, но реализуется в ручном режиме.

Применяются для измерения фазового сдвига.

Методы измерения фазы классифицируются:

Измерение фазы за один период

Принцип работы: входные синусоидальные напряжения преобразуются с помощью формирователей F1 и F2 в прямоугольные импульсы. После элемента И1 образуются прямоугольные импульсы длительностью

Дt=ц/щ=ц/(2р*f)

Импульсы опорной частоты f0 от генератора G проходят через элемент И2 на счетчик СТ в течение интервала времени Дt, тогда количество импульсов

N= Дt/T= Дt*f0

Код числа N поступает на ЦОУ. Сброс счетчика происходит через период. Из полученных выше формул получим:

в радианах

N= f0* ц/(2р*f) (1);

в угловых градусах

N= f0* ц/(3600*f) (2).

Выражение (1) и (2) выявляют существенный недостаток фазометра по приведенной выше схеме. Недостатком является связь между N и ц, зависящая от частоты измерения. Это означает, что либо такой фазометр можно применять при фиксированной частоте f, либо измерение ц должно сопровождается измерением частоты или периода.

Пусть например будет измеряться период Т. При измерении Дt (временной интервал) получим число

NДt= Дt*f0= ц*f0/(360*f)

При измерении Т получим число импульсов

NТ=Т*f0=T/T0;

ц=360* NДt /NT.

Как видим в данном случае результат измерения не зависит от f и f0.

Измерение фазы за много периодов

По сравнению с первой схемой здесь введен делитель частоты и логический элемент И3. Теперь на счетчик поступают пачки импульсов, причем количество импульсов в каждой пачке определяется выражением

N=ц*f0/(2р*f)=ц*f0*f/3600.

Пачки проходят в течении интервала времени Дtу, который задается генератором G и делителем частоты:

FR, т.е. Дtу=k*T0/2=k/(2*f0),

где k - коэффициент деления частоты. В таком случае количество пачек импульсов будет равно:

m= Дtу/T= Дtу*f=k*f/(2*f0).

Если m>>1, то можно пренебречь тем, что на границах Дtу могут оказаться неполные пачки и считать, что общее количество импульсов, прошедших на счетчик, будет равно Nу=m*N

Так как m= k*f/(2*f0),

то N=f0*ц/(3600*f),

тогда Nу=k*ц/7200

- это выражение определяет результат измерения фазового сдвига.

Выбор значений k из условия k=7200*10а обеспечивает соотношение

Nу=10а*ц, т.е. ц=Nу*10=g*Nу,

где а может принимать значения 0; 1; 2 и т.д.

Делись добром ;)