2.1.1 Фазалық ығысуының осциллографтық әдістері

Осциллограф көмегімен фазалық ығысуын қлшеу үшін сызықты синусоидалы және айнала жаймалау әдістері қолданылады. Сонымен жартышеңбер әдісі және теңгеруші әдісі.

Сызықты жайманың әдісі

Экранда екі сигнал бір уақытта қарау кезінде қарастырылған әдіс орындалады (2.1, а сурет). Екі сәулелі немесе екі арналы осциллографқа Y₁ және Y₂ кернеуін беру u₁(t) = u₁ и u₂(t) = u₂ арналарына вертикальді ауытқуы кіруі Δt және Т интервалында өлшеу келесінде сызықты жайман тәсілі тұрады. Бір сәулелі осциллограф қолданылады (2.2 сурет),егер оның кіруіне Y кезектесіп тез әрекетті электронды жалғауыш арқылы зерттелетін сигналдарды әпер.

Генератордан кіретін және келесі жиілігімен F > 25... 100 Гц. Электронды жалғауышты “меардр“ түрлі импульстар көмегімен оқтын оқтын ауыстырады. Осцилографтардың (ішкі синх.) горизонтальды жаймалау және т.б варианттарда бір зерттелетін сигналдардың синхрондалған болу керек. Өлшеу алдында екі кіретін кернеунің амплитудасы теңдеу тиімді.

Сурет 2.2. Сызықты жайманың әдісі.

Δt және Т (2.1 сурет),уақытты кесіндіні өлшегіш, сигналдардың фазалық ығысуын өлшеп шығарады (2.2) формула мен рдианда немесе градуста

(2.3)

Осы өлшеу әдісте фазаның өлшеу қателігі ± 5...7° болады және сызықты емес жаймаумен, и Т интервалдың өлшеуі дәлдік еместен келтірілген, сонымен қатар уақыт осьтің қателіктерін анықтау.

Синусойдалы жайма әдісі немесе эллипс әдісі

Вертикалды және горизонтальды ауытқушы пластиналарға синусойдалы кернеуін (U_x и U_y) ( 2.3 сурет).беру кезінде осциллограф экранында фазалы ығысуының интерференциалды фигураның бір неше әдістерді анықтау болады.

Сурет - 2.3. Осциллографтың экранындағы интерференциялы фигура (эллипс): О – эллипстің центрі; х және у – экранындағы шапшан сәуле ауытқуы; U_y – пластиналарға берілетін кернеу Y; U_x – пластиналарға берілетін кернеу X; а – эллипстің кіші осі: в – эллипстің үлкен осі.

1 әдіс. Осциллографтың экранындағы интерферернциялы фигурасы мен (сурет.2.3, а) А жәнеВ мөлшер өлшенеді, ал фазаның ығысуы sin φ = А/В анақталады. Керенудің U_xжәне Uy, қатынасына бұл формула байланысты емес, бірақ бұл әдісті пайдаланғанда эллипстің центрін анықтау қиын.

2 әдіс. Осциллографтың экранында а, в, U_x және U_y мөлшерлері өлшенеді (2,3, б суретке қара), қайда а — эллиптің үлкен осі, в — эллипстің кіші осі, U_x және U_y - синусои­дальді кернеу. Әр түрлі U_x және U_y мағынасында олардың арасындағы фазалық ығысуы sin φ = aв/U_xUу ара қатынастан анықталады.

3 әдіс.U_x= U_v жағдайда U_x және U_y арасындағы фазалы ығысуы tg((φ /2) = а/в ( 2,3, б сурет қара) ара қатынасымен анықталады.

Эллипстің қисаюымен фазалық ығысуын шамалы мағынасын анықтауға болады. Фазалы ығысуының интерференциалды фигура – барлық үш әдістермен анықталады. Кесіндінің ұзындығын және эллипстің деформациясын анықтау дәл еместігін осындай өлшеу қателігі 5... 10 % құрастырады.

RС- тізбектері мен құрылған фазаның ығысуын өлшеу үшін пайдаланылады және ең жиі фазаайналдырғыштар қолданылады.

Айнала жаймалау әдісі

Фаза ығысуын өлшеудің практикалық шегі 0 ден 360° дейін болады. Әдістің мәні сұлбалармен және эпюралмен түсіндіріледі. Сигналдардың u₁ = U_max2 sin ωt және u₂ = U_max2 sin ω (t - Δt) арасындағы фаза ығысуының жағдайын өлшеу үшін 2.4 сурет келтірілген.

Осциллографтың жайма генераторы алдында өшіріледі, У және X кіруіне u₁ және и₃ сигналдары беріледі.(2.4, а суретті қара), 90° фазамен и₁ біршама кідіртілген (қосымша фазаайналдырғыш көмегімен - ФА). Горизонтальді және вертикальді электронды сәуле бірдей ауғанда осциллографтың экранында осциллограмманы бақылау болады, шеңбер түрінде (2.4,б суретті қара).

Сурет 2.4 – Айнала жаймалау әдісі

а) - өлшеу сұлбасы; б) осциллограмма; в) зәкірді күшейту белгісі 1 және 2 сигналдардың эпюрасы.

Сондай-ақ бірдей қалыптастырғыштардың Ф, және Ф₂ кіруіне u₁ және и₂ талданылатын сигналдар түседі, қайсысы синусоидалды тербелісті тізбекті қысқа бір полярлі импультарға и₄ және и₅ түрлендіруді орындайды (2.4, в суреті қара). Синусоиданың нөлдік мағынасы арқылы өтетін кезінде олардың өсуі арқылы практикалық бұл импульстердің алдыңғы шептері тура келеді. ИЛИ логикалық сұлбасымен и₄ және и₅ импульсті сигналдар бірігеді. Оның шығатын импульсті сигналы и₆ осциллографтың зәкір сәулесіне кіретін Z тізбекті екі импульсті түрін басқаруға беріледі. Зәкірді күшейтетін белгісі шеңбердегі нәтижелердегі I және 2 нүктелерінде көрінеді ( 2.4, б суретті қара).

Сигналдардың арасында u₁ және и₂ фазаның ығысуының Δ φ қлшеу процесі 2.4, б суретте түсіндірілген. Транспортирдің айқын шкала бойынша фазаның ығысуының есеп мөлшері жасалады, қайсыбір орталығы шеңбердің орталығымен сыйыстырылады.

Мыналар әдісті қлшеу негізіне жатады. Толық шеңбердің қайсысына 360° бұрыш сәйкес келеді, u ₁және и₂ сигналдардың Т перидқа тең сәйкестігінде шеңбер сызылады. Қайсысына кейбір α бұрыш тура келгенде, t = Аф Т/360° бұл сигналдардың кідіру уақытында электронды доға 1 және 2 нүкте арасындағы доғаны сызады. α бұрыш Δ φ ға тең, осы себептен келіп шығады.

Осы әдістің өлшенетін қателігі шеңбердің дәлдіктігін қалыптастыру және оның орталағын анықтауына байланысты, сонымен қатар қалыптастырғыштардың іске қосу табалдырығының дәрежесінің сәйкестігінен және транспортир көмегімен Δ φ бұрышын өлшеу дәлдігінен.