Компенсационный метод измерения фазового сдвига (нулевой метод). Фазовый детектор.
Сущность-сравнение измеряемого фазового сдвига с известным фазов сдвигом.
Позволяет получить высокую точность. Использование калиброванного фазовращателя.
Подаем сигнал U1 на вход Y через фазовр, а U2 на вход Х.
Фазов сдвиг ∆φ между U1 и U2 опред путем изменен фазы дополнит сигнала U1’ с помощью фазовращ до момента появления на экране наклонной прямой линии, т.е. до момента равенства фаз сигналов U2 и U1’. При этом искомый фазовый сдвиг считывают по шкале образцового фазовращ.
Есть индикатор нуля (ИН),показывает, когда сдвиг фаз = 0
Фазовращатель вносит известный калиброванный фазовый сдвиг. Он не должен при этом менять амплитуду.
Подаем 2 напряжения и регулировкой фазовращателя добиваемся равенства фаз. Отсчет производится по шкале фазовращателя.
Погрешности:
- погрешность градуировки фазовращателя;
- погрешность его шкалы;
- погрешность фиксации «0» в индикаторе;
- неидентичность фазовых набегов в нуль-индикатора.
Фазовый сдвиг нужно измерять от 0 до 360 => фазовращатель должен иметь большую шкалу (или от 0 до 180) или может быть цепочка фазовращателей.
На низких частотах используется фазовращатель в виде RC – цепочек: интегрир. цепь.
На СВЧ: используется линия передачи переменной длины. Изменение длины соответствует фазовому сдвигу.
Недостатки:
- непрямопоказывающий метод;
- не хватает иногда фазового сдвига;
- фазовращатель всегда имеет меняющийся от частоты фазовый сдвиг.
|
|
Нулевой метод пригоден только там, где есть отградуированный на нужной нам частоте фазовращатель.
Нуль-индикатор – это фазовый детектор, который фиксирует нулевой фазовый сдвиг.
Фазов детектор. ∆φ между 2мя гармон сигнал одной част можн изм фаз детектором. Сигналы U1 и U2, между кот измер фазов сдвиг, преобраз в постоянное напряж. На выходе его вкл.вольтметр, измеряющ пост составл напряж. Если амплитуды исслед напр поддерживать постоян, шкалу вольтметра можно проградуировать непосредств в значен фазового угла. С помощ ФД получ погрешн измер около (2…3)˚. Погр завис от выполн услов, от стабильности этих величин во времени, чувствительн вольтм…
27. Фазометры с преобразованием фазового сдвига во временной интервал.
Приборы для фазовых измерений могут содержать преобразователи – устройства, формирующие электрические сигналы, параметры которых функционально связаны с измеряемым фазовым сдвигом.
В состав устройства входит преобразователь (Δφ→Δt) искомого фазового сдвига Δφ в интервал времени Δt и измерительный прибор. Преобразователь имеет два одинаковых формирователя Ф1 и Ф2 и триггер Т. Синусоидальные сигналы u1 и u2, имеющие некоторый фазовый сдвиг Δφ, подаются на идентичные формирователи, преобразующие их в последовательности коротких импульсов u3 и u4. Импульсы u3 запускают, а импульсы u4 сбрасывают Т риггер в исходное состояние. В результате на выходе триггера формируется периодическая последовательность импульсов напряжения, период повторения и длительность которых равны периоду Т и сдвигу во времени Δt следуемых сигналов u1 и u2. Данные импульсы, поступая на резистор R, соединенный с измерительным прибором (микроамперметром) μА, преобразуются в последовательность импульсов тока I с аналогичным периодом и длительностью и некоторой амплитудой Im.
|
|
В качестве измерительного прибора применяют микроамперметр магнитоэлектрической системы, реагирующий на среднее значение тока i за период его следования Т. Пусть S1 и Iср – чувствительность прибора и среднее значение протекающего через него тока. Тогда показания прибора:
Посредством преобразований, получим: , где Δφ – измеряемый фазовый сдвиг. Т.к. чувствительность S1 прибора и амплитуда обычно Im постоянны, то шкалу микроамперметра можно проградуировать непосредственно в градусах. Измеренное значение фазового сдвига является средним за все время измерения.
|
|
Это устройство – прямопоказывающий аналоговый фазометр с равномерной шкалой. Диапозон рабочих частот ограничен снизу инерционностью магнитоэлектрического прибора, а сверху – конечностью длительностей фронтов импульсов формирователей Ф1 и Ф2, влияющих на работу триггера Т. Погрешность измерения зависит от погрешности преобразователя и класса точности микроамперметра. Аналоговые фазометры измеряют фазовый сдвиг сигналов в диапазоне частот (20….10^6) Гц с погрешностью ±(1….2)̊.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 27; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!