2.6.5 Метод дискретного счета

В основу метода дискретного счета положено преобразование измеряемого параметра в пропорциональный интервал времени и измерение этого интервала путем заполнения его счетными импульсами. На базе этого метода реализован цифровой измеритель емкости и индуктивности, схема которого представлена на рисунке 2.39.

Рисунок 2.39 – Цифровой измеритель параметров двухполюсников

Перед началом измерений ключ К устанавливают в положение «1». При этом конденсатор С_х заряжается через ограничительный резистор R до напряжения источника U.

В момент начала измерения t₁ управляющее устройство (УУ) вырабатывает импульс, который сбрасывает предыдущее показание счетчика, открывает электронный ключ (ЭК) и переводит ключ К в положение «2». Конденсатор С_х разряжается через образцовый резистор R_обр по экспоненциальному закону:

, (2.66)

где τ = R_обр∙С_х – постоянная времени цепи разряда.

В момент времени t₁ импульсы генератора импульсов (ГИ), следующие в частотой f₀, начинают поступать на вход счетчика импульсов (Сч). Спустя время τ напряжение на конденсаторе U_c = U/e = 0,37U. Это напряжение подается на один из входов сравнивающего устройства (СУ), а ко второму входу СУ подводится напряжение U_R = 0,37U, снимаемое с резистора R₂ делителя напряжения (это напряжение подбирается изменением величин R₁и R₂). В момент времени t₂ напряжение U_с становится равным U_R, и на входе СУ образуется второй импульс, закрывающий электронный ключ. Количество импульсов, зарегистрированных счетчиком, равно N = f₀∙τ. Так как τ = R_обр∙С_х, то отсюда можно найти искомую емкость:

. (2.67)

Данный измеритель позволяет определять неизвестные параметры с точностью (0,1 … 0,2)%, однако не дает возможности определять их на рабочей частоте.

2.7 Измерение фазового сдвига

К числу основных параметров электромагнитных колебаний, опреде-ляющих состояние колебательного процесса в заданный момент времени, отно-сится фаза исследуемого сигнала. Для гармонического колебания

u(t) = U_m sin (ωt + +φ₀)

фаза φ определяется аргументом синусоидальной функции, линейно зависящей от времени: φ = ωt + φ₀, где φ₀ – начальная фаза. Если начальные фазы двух синусоидальных колебаний с частотой ω обозначить соответственно φ₁ и φ₂, сдвиг фаз будет равен (φ₁ - φ₂). Следовательно, фазовый сдвиг является постоянной величиной и не зависит от момента времени отсчета.

Измерение фазовых сдвигов гармонических сигналов позволяет получить информацию о качестве радиоустройств, линий связи, технологических процессов и т. д. Для проведения таких измерений используются приборы подгруппы Ф (Ф2 – измерители фазовых сдвигов; ФЗ – измерительные фазовращатели; Ф4 – измерители группового времени запаздывания).

Наибольшее распространение получили следующие методы измерения фазовых сдвигов: метод суммы и разности напряжений, нулевой метод и метод преобразования фазового сдвига во временной интервал.