§51 Фазовращатели

Фазовращатели называется устройство, с помощью которого вводится в электрическую цепь известный и регулируемый фазовый сдвиг.

Низкочастотный - фазовращатель представляет собой неуравновешенный четырёхплечный мост. На плечи и равных сопротивлений подают входные напряжения . Плечи и является фазосдвигающими: напряжения и сдвинуты относительно друг друга на . Сумма этих напряжений всегда равна входному напряжению. При изменении значения и меняются. В данной схеме фазовый сдвиг можно менять от до (практически от )

4 3 1 2

Фазовращатель с пределами

На практике применяют также:

1. Индуктивный фазовращатель состоящий из двух одинаковых катушек индуктивности, расположенных в пространстве перпендикулярно друг другу (статор) и подвижной катушки (ротор), расположенной внутри статора.

2. Емкостной фазовращатель – состоит из конденсатора переменной емкости и устройства для расщепления напряжения.

3. Диэлектрический фазовращатель – состоит из отрезка прямоугольного волновода, внутри которого параллельно вектору электромагнитного поля помещена тонкая пластинка из диэлектрика. При её перемещении от стенки к центру волновода происходит концентрация поля в мосте расположения пластины, что эквивалентно увеличению фазового сдвига.

§52 Осциллографический метод измерения фазового сдвига Способ линейной развёртки

В канале вертикального отклонения двухлучевого или двухканального осциллографа падают напряжение и . Уравнивают амплитуды обоих напряжений. Находят и

Способ синусоидальной развёртки

В канал вертикального отклонения подаётся напряжение , а в канал горизонтального отклонения , генератор развёртки выключен. На экране осциллографа появляется осциллограмма в виде эллипса, уравнение которого имеет вид:

Где - максимальные отклонения его вертикали и горизонтали.

Пусть получим вертикальный отрезок , - горизонтальный отрезок

Отсюда

Если то . Для вычисления фазового сдвига измеряют по осциллограмме отсекаемые на координатных осях отрезки или и сторону прямоугольнике или , в который вписан эллипс.

Этот способ не позволяет определить фазовый сдвиг однозначно. Когда оси эллипса совпадут с осями координат, фазовый сдвиг равен или . Если большая ось эллипса располагается в 1 и 3 квадрантах. То фазовый сдвиг или , если во 2 и 4, то или . Для устранения неоднозначности вводят дополнительный сдвиг , и по изменению вида осциллограммы легко определить действительный сдвиг.

§53 Компенсационный метод

Измерительная установка состоит из однолучевого осциллографа, образцового и вспомогательного фазовращателей. Сначала в установке устраняют собственный фазовый сдвиг. Для этого замыкают переключатель П и напряжение подают на оба входа осциллографа. Указатель шкалы образцового фазовращателя устанавливают на 0, а вспомогательный регулируют до получения на экране осциллографа прямой линии. При этом вспомогательный фазовращателем компенсируется собственный фазовый сдвиг измерительной установки. Затем размыкают переключатель и подают напряжения в канал и в канал . На экране появляется эллипс или его центральная часть в виде двух параллельных линий. Регулируя образцовый фазовращатель, добиваются слияния этих линий в одну прямую, т.е. общего нулевого фазового сдвига. Значение фазового сдвига между напряжениями и снимают по показанию шкалы образцового фазовращателя.

Если напряжение опережает по фазе напряжения , то показания по шкале образцового физовращателя равны фазовому сдвигу . Если отстаёт, то