26.Компенсационный метод измерения фазового сдвига (нулевой метод). Фазовый детектор.

С ущность-сравнение измеряемого фазового сдвига с известным фазов сдвигом.

Позволяет получить высокую точность. Использование калиброванного фазовращателя (линейное устройство).

П одаем 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: градуировки фазовращателя, его шкалы; фиксации «0» в индикаторе; неидентичность фазовых набегов в нуль-индикатора.

Ф азовый сдвиг нужно измерять от 0 до 360  => фазовращатель должен иметь большую шкалу (или от 0 до 180) или может быть цепочка фазовращателей. На практике получается мерить от 0 до ≈160 градусов.

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.

Н уль-индикатор – это фазовый детектор, который фиксирует нулевой фазовый сдвиг.

Ф азовый детектор. ∆φ между 2мя гармонич сигнал одной част можно измерить фазовым детектором. Сигналы U1 и U2, между которыми измеряется фазовый сдвиг, преобразуются в постоянное напряжение. На выходе его включен вольтметр, измеряющий пост составляющую напряжения. Если амплитуды исследуемых напряжений поддерживать постоянными, шкалу вольтметра можно проградуировать непосредственно в значение фазового угла. С помощью ФД получаемая погрешность измерения около (2…3)˚. Погрешность завис от выполнения условий, от стабильности этих величин во времени, чувствительности вольтметра. ФД используется как прямо показывающий фазометр.

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.

С помощью формирующих устройств (ФУ) из исследуемых напряжений u1 и u2 вырабатываются кратковременные импульсы в моменты перехода напряжений через 0 в сторону увеличения. Эти импульсы поступают на входы S и R триггера T, и на его выходе формируются прямоугольные импульсы. Длительность импульсов триггера пропорциональна измеряемому сдвигу фаз: . Среднее значение напряжения на выходе триггера, пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу , измеряется встроенным цифровым вольтметром постоянного напряжения. При этом амплитуда импульсов Um выбирается таким образом, чтобы показания вольтметра численно совпадали с фазовым сдвигом ϕ , выраженным в градусах.

П ри таком способе измерения фазового сдвига может возникнуть систематическая погрешность из-за несимметричного ограничения исследуемых напряжений в ФУ. В этом случае напряжение на выходе ограничителя, например в ФУ1, будет иметь постоянную составляющую (рис. 3.4, в). Дифференцирующая цепь, входящая в ФУ, постоянную составляющую не пропускает, поэтому моменты перехода напряжения через нуль смещаются (показано на рисунке в стрелками). Изменение интервала τ приводит к погрешности измерения фазового сдвига.