Устройство для дистанционного измерения и регистрации фазового сдвига двух электрическихколебаний

 

О П И С А Н И Е 266064

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е, 36/03

Заявлено 15.VII.1968 (№ 1257959/18- 10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.III.1970. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 1.VII.1970

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

МПК О 01г

УДК 621.317.772(088.8) Авторы изобретения

Ю. А. Скрипник и М. С. Евдокимов

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

И РЕГИСТРАЦИИ ФАЗОВОГО СДВИГА ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

1.

Настоящее изобретение относится к области:фазоизмерительной техники и предназначено для дистанционного измерения и регистрации фазового сдвига двух электрических колебаний (синусоидальных токов или напряжений широкого частотното диапазона).

Известные фазоизмерительные устройства, содержащие входной автоматический переключатель, формирователи импульсов, симметричный триггер с раздельными входами, линию передачи, усилитель и измеритель среднего значения напряжения прямоугольных импульсов, имеют сравнительно невысокую точность измерения фазовых сдвигов на расстоянии (по проводной линии передачи). Предлагаемое устройство позволяет устранить влияние непостоянства затухания линии передачи на значение измеряемого |фазового сдвига за счет того, что на выходе широкополосного усилителя;включен а|втоматически управляемый делитель напряжения, вход и выход которого через автоматические ключи, работающие синхронно с входным переключателем, соединены с запоминающими конденсаторами и со входами балансното усилителя, управляющего работой исполнительного механизма, который кинематически связан с движком делителя напряжения и пером отсчетно-регистрирующего устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Сравниваемые по фазе напряжения U,= U, sin(t+q) и Уз=

= U », sin t через автоматический переключатель 1, управляемый коммутационным генератором 2, поочередно и периодически поступают на формирователь 3 однополярных импульсов. На вход второго формирователя 4 однополярных импульсов поступает только одно из сравниваемых напряжений (Uq) че10 рез фазовый инвертор 5, Однополярные импульсы с формирователей 8 и 4 воздействуют на раздельные входы симметричного триггера б.

Частота коммутационного генератора 2 вы15 брана значительно меньше частоты сравниваемых по фазе напряжений U> и U2. В результате в один полупериод коммутации, когда на формирователи 8 и 4 импульсов поступает одно и то же напряжение U2, дли20 тельность прямоугольных импульсов на выходе триггера б пропорциональна фазовому сдвигу в 180, который вносится инвертором

5 = —" . В следующий полупериод ком25 мутации, когда на входы формирователей воздействуют напряжения U> и Uz, длительность импульсов триггера пропорциональна измеряемому фазовому сдвигу и дополнительному сдвигу в 180 (,т" =

30 \, со

266064

Последовательности однополярных прямоугольных импульсов с длительностями т и т" передаются по линии 7 передачи,на приемный широкополосный усилитель 8. Постоянная составляющая выходного напряжения усилителя поступает на автоматически управляемый делитель напряжения 9 и далее через автоматический ключ 10 на запоминающий конденсатор 11. Часть усиленного,напряжения с выхода делителя 9 через автоматический ключ 12 заряжает запоминающий конденсатор 18. Синхронная работа ключей 10 и 12 с выходным автоматическим переключателем 1 обеспечивается коммутационным генератором 2, причем цепи управления ключей

10 и 12 включены так, что когда один ключ замкнут, то другой разомкнут. Благодаря этому конденсатор 11 заряжается до среднего значения импульсов, длительностью т (U =Ê,U„ð, где К1 — коэффициент перер дачи линии передачи 7 и усилителя 8, aUð— амплитуда выходных импульсов триггера б).

Конденсатор 18 заряжается до среднего значения импульсов длительностью т" (U"=

Ump, где К вЂ” коэф фициент

K> +y

К. деления по амплитуде делителя 9). Если конденсатор 18 и 11 зарядились до разного значения, то на вход балансного усилителя 14 воздействует разностное напряжение, которое после усиления воздействует на .катушку возбуждения электромагнита 15.

Сердечник электромагнита кинематически связан с движком делителя напряжения 9 и с пером отсчетно-регистрирующего устройства

1б. Под действием разностного напряжения движок делителя 9 перемещается до тех пор, пока напряжение на запоминающих конденсаторах 11 и 18 не станут равными. В этом случае л К1 л-(-у

К1 Ump — Ump

2д К 2-. .т+ у откуда следует р=л(К вЂ” 1) или К =

Таким образом, по значению коэффициента деления К делителя напряжения 9, точнее делителя амплитуд импульсов длительностью т", можно судить о фазовом сдвиге ср независимо от изменений затухания линии 7 передачи и .коэффициента усиления усилителя 8.

Для того что бы всю шкалу регистрирующего устройства управляемого делителя можно было бы протрадуировать в значениях измеряемого фазового сдвига (Π— 180 ), необходимо обеспечить прямую пропор циональную зависимость между перемещением движка регулируемого, элемента делителя и значением фазового сдвига.

С этой целью делитель напряжения 9 |вы10 полнен из последовательно соединенных резисторов R и R с равными сопротивлениями (R> — — R>), При этом в качестве резистора R> используется контактный реохорд, кинематически связанный с электромагнитом 15 и от15 счетно-регистрирующим устройством 1б.

При та ком выполнении делителя его коэффициент деления K ——

Rl+ R2 следоваR

R„ тельно, ар=а . Таким образом, изменения

20 Ru фазового сдвига в диапазоне измеряемых значений однозначно определяются, величиной сопротивления Ri, а следовательно, перемещением движка переменного резистора R> и

25 пера регистрирующего устройства, и не зависят от затухания линии передачи фазовой информации.

Предмет изобретения

Устройство для дистанционного измерения и регистрации фазового сдвига двух электрических колебаний, содержащее входной авто35 матический переключатель, формирователи импульсов, симметричный триггер с раздельными входами, линию передачи, усилитель и измеритель среднего .значения напряжения прямоугольных импульсов, отличающееся

40 тем, что, с целью устранения влияния непостоянства затухания линии передачи на значение измеряемого угла, на выходе усилителя включен автоматический управляемый делитель напряжения, вход и выход которого че45 рез автоматические ключи, работающие синхронно с входным переключателем, соединены с запоминающими конденсаторами и со входами балансного усилителя, управляющего работой исполнительного механизма, .который

50 кинематически связан с движком делителя напряжения и пером отсчетно-регистрирующего устройства.

266064

Составитель Г. Н. Кучеренко

Редактор Т. И. Морозова Техред А, А. Камышникова Корректор С. А. Кузовенкова

Заказ 1713/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2