1. Электронные аналоговые фазометры. Структурная схема. Принцип действия.

Электронные аналоговые фазометры.

Схема фазометра должна обеспечивать независимость в заданных пределах результатов измерений от амплитуд сигналов и от их частоты. На рис.15.20 изображены схема модели фазометра. Измеряется  разность фаз напряжений источников V1 (синяя - канал 1) и V2 (красная - канал 2). В модели задан сдвиг фаз 60^о.

        

Рис.15.20. demo15_8. Аналоговый фазометр.

Принцип действия фазометра удобно рассмотреть с помощью графиков на рис 15.21.

а). входные напряжения в точках 1 (синяя) и 5 (красная).

б). последовательности прямоугольных импульсов в точках 3 (синяя) и 6 (красная) после усиления и ограничения сигнала устройствами G и VR.

в). последовательности коротких двуполярных импульсов, полученных дифференцированием напряжений в устройствах Diff в точках 16 и 15.

 

г) последовательности однополярных коротких импульсов в точках 19 и 17, , полученных после выпрямления с помощью диодов D, эти сигналы  управляют триггером Trigg.

 

 д) последовательность однополярных прямоугольных импульсов в точке 23 на выходе триггера, постоянная составляющая выходной последовательности пропорциональна измеряемой разности фаз.

  Рис.15.21. demo15_8. К принципу действия фазометра.

 В реальном фазометре шкала индикатора градуирована в градусах.

19. Электронные аналоговые фазометры. Структурная схема. Принцип действия.

Электронные аналоговые фазометры.

Схема фазометра должна обеспечивать независимость в заданных пределах результатов измерений от амплитуд сигналов и от их частоты. На рис.15.20 изображены схема модели фазометра. Измеряется  разность фаз напряжений источников V1 (синяя - канал 1) и V2 (красная - канал 2). В модели задан сдвиг фаз 60^о.

        

Рис.15.20. demo15_8. Аналоговый фазометр.

Принцип действия фазометра удобно рассмотреть с помощью графиков на рис 15.21.

а). входные напряжения в точках 1 (синяя) и 5 (красная).

б). последовательности прямоугольных импульсов в точках 3 (синяя) и 6 (красная) после усиления и ограничения сигнала устройствами G и VR.

в). последовательности коротких двуполярных импульсов, полученных дифференцированием напряжений в устройствах Diff в точках 16 и 15.

 

г) последовательности однополярных коротких импульсов в точках 19 и 17, , полученных после выпрямления с помощью диодов D, эти сигналы  управляют триггером Trigg.

 

 д) последовательность однополярных прямоугольных импульсов в точке 23 на выходе триггера, постоянная составляющая выходной последовательности пропорциональна измеряемой разности фаз.

  Рис.15.21. demo15_8. К принципу действия фазометра.

 В реальном фазометре шкала индикатора градуирована в градусах.

20. Цифровые частотомеры и фазометры. Упрощенные структурные схемы. Принципы действия.

Цифровые частотомеры и фазометры с фиксированной логикой.

Современные цифровые частотомеры многофункциональные, т.е. они могут работать в разных режимах измерения - частоты синусоидального или импульсного напряжения, интервала времени.  

Принцип действия цифрового частотомера заключается в следующем (рис.16.5). Из периодического сигнала u(F_X), частота которого измеряется, во входном устройстве ВУ и формирователе импульсов ФИ создается непрерывная последовательность прямоугольных импульсов. Эти импульсы подаются на счетчик импульсов (СИ), который стартует и останавливается в интервале времени Δt по команде устройства управления. Интервал задается формирователем «Ф Δt»  как сумма K периодов генератора (ГИ) T_И : Δt=K T_И. При показании счетчика (СИ) N получается T_X = Δt/N и F_X = 1/T_X .

  Рис.16.6. К принципу действия цифрового частотомера.

 Схема, поясняющая принцип действия цифрового фазометра, приведена на рис.16.7. Фазометр имеет два входа – канал 1 и канал 2. Из входных напряжений u₁ и u₂, имеющих одну частоту, формирователи импульсов ФИ1 и ФИ2 создают короткие импульсы в моменты времени, когда полярность напряжений меняется с плюса на минус. Далее импульс канала 1 устанавливает состояние триггера T сначала в 1, а потом импульс из канала 2 – в 0. Выходной сигнал триггера подается на вход элемента “&”. На другой вход этого элемента подается непрерывная последовательность импульсов  от генератора (ГИ). Частота этого генератора f_ГИ много больше частоты входных напряжений F. Таким образом, на выходе элемента импульсы проходят только в интервале времени Δt, длительность которого зависит от сдвига фаз напряжений на каналах 1 и 2. Значение Δt определяется количеством импульсов K генератора ГИ и его частотой Δt= K(1/ f_ГИ). Для расчета сдвига фаз Ψ по схеме, приведенной выше, производится определение периода T входных напряжений. В итоге

Ψ= 2π Δt/ T=2π F Δt.

Рис.16.7. К принципу действия фазометра.

 Особый класс ЦИП включает приборы с микропроцессорами (МП). Использование МП выводит ЦИП на верхний уровень по качеству и потребительским свойствам.

 Выходные устройства таких ЦИП унифицированы таким образом, чтобы эти приборы можно было подключить к компьютерам и использовать в системах измерения, контроля и управления.