2. Компенсационные методы измерения

Компенсационные методы измерения состоят в компенсации имеющегося значения ФС между напряжениями. Для компенсации применяют градуированный фазовращатель и индикатор нуля фазового сдвига. Результат измерения ФС считывают со шкалы градуированного фазовращателя.

В качестве индикатора нулевого фазового сдвига между напряжениями может быть применен, например, осциллограф в режиме синусоидальной развертки. При нулевом значении фазового сдвига между напряжениями на экране появится наклонная прямая линия, свидетельствующая о том, что имеющийся ФС между сигналами скомпенсирован образцовым фазовращателем. Значение фазового сдвига между напряжениями, подаваемыми на пластины осциллографа, считывается по шкале образцового фазовращателя.

2. Однополупериодный триггерный фазометр

Схема однополупериодного триггерного фазометра приведена на рис.2.4

Рис. 2.4. Структурная схема однополупериодного триггерного фазометра

Эпюры напряжений в различных точках схемы триггерного фазометра – на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Эпюры напряжений

Значение фазового сдвига определяется по формуле

, (2.6)

где  постоянная составляющая последовательности прямоугольных импульсов на выходе триггера (точка 4), определяемая как

, (2.7)

где q – скважность импульсной последовательности.

Измерительный прибор магнитоэлектрической системы, находящийся на выходе триггера, выделяет постоянную составляющую последовательности прямоугольных импульсов , пропорциональную значению фазового сдвига между напряжениями и .

Триггерным фазометрам присущи следующие недостатки:

• Фазометр имеет большую погрешность из-за ухода нулевой линии: . Погрешность может достигать значений 1.5⁰ – 3.0⁰;

• Имеется мертвая зона (рис. 2.6), определяемая временем разрешения триггера:

Рис. 2.6. Зависимость постоянной составляющей напряжения

на выходе триггера от значения ФС между напряжениями

Величина мертвой зоны определяется выражением

, (2.8)

где  время разрешения триггера (минимальный интервал времени между импульсами на входах S и R, при котором они воспринимаются триггером как раздельные).

2. Двухполупериодный триггерный фазометр

Структурная схема двухполупериодного триггерного фазометра приведена на рис.2.7.

На рис.2.8 приведены эпюры напряжений, поясняющие принцип работы двухполупериодного триггерного фазометра.

Значение фазового сдвига определяется по формуле

. (2.9)

Рис. 2.7. Схема двухполупериодного триггерного фазометра

Рис. 2.8. Эпюры напряжений двухполупериодного фазометра

Для уменьшения погрешностей обычно берут среднее значение интервалов и :

,

тогда результат измерения ФС будет равен:

. (2.10)

Данный фазометр позволяет исключить влияние четных гармоник входного сигнала на результат измерения ФС, а также мертвую зону , уход нулевой линии также не вносит погрешность в результат измерения.

Триггерные фазометры позволяют производить измерения фазового сдвига сигналов с погрешностью 1.5⁰ – 3⁰ на частотах до 1 МГц.