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

Позволяет получить высокую точность. Использование калиброванного фазовращателя.

Есть индикатор нуля (ИН),показывает, когда сдвиг фаз = 0.Это может быть осциллограф или

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:

- погрешность градуировки фазовращателя;

- погрешность его шкалы;

- погрешность фиксации «0» в индикаторе;

- неидентичность фазовых набегов в нуль-индикатора.

Фазовый сдвиг нужно измерять от 0 до 360  => фазовращатель должен иметь большую шкалу (или от 0 до 180) или может быть цепочка фазовращателей.

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.

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

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.

В состав устройства входит преобразователь (Δφ→Δt) искомого фазового сдвига Δφ в интервал времени Δt и измерительный прибор. Преобразователь имеет два одинаковых формирователя Ф1 и Ф2 и триггер Т. Синусоидальные сигналы u1 и u2, имеющие некоторый фазовый сдвиг Δφ, подаются на идентичные формирователи, преобразующие их в последовательности коротких импульсов u3 и u4. Импульсы u3 запускают, а импульсы u4 сбрасывают Триггер в исходное состояние. В результате на выходе триггера формируется периодическая последовательность импульсов напряжения, период повторения и длительность которых равны периоду Т и сдвигу во времени Δt следуемых сигналов u1 и u2. Данные импульсы, поступая на резистор R, соединенный с измерительным прибором (микроамперметром) μА, преобразуются в последовательность импульсов тока I с аналогичным периодом и длительностью и некоторой амплитудой Im.

В качестве измерительного прибора применяют микроамперметр магнитоэлектрической системы, реагирующий на среднее значение тока i за период его следования Т. Пусть S1 и Iср – чувствительность прибора и среднее значение протекающего через него тока. Тогда показания прибора:

Посредством преобразований, получим: , где Δφ – измеряемый фазовый сдвиг. Т.к. чувствительность S1 прибора и амплитуда обычно Im постоянны, то шкалу микроамперметра можно проградуировать непосредственно в градусах. Измеренное значение фазового сдвига является средним за все время измерения.

Это устройство – прямопоказывающий аналоговый фазометр с равномерной шкалой. Диапозон рабочих частот ограничен снизу инерционностью магнитоэлектрического прибора, а сверху – конечностью длительностей фронтов импульсов формирователей Ф1 и Ф2, влияющих на работу триггера Т. Погрешность измерения зависит от погрешности преобразователя и класса точности микроамперметра. Аналоговые фазометры измеряют фазовый сдвиг сигналов в диапазоне частот (20….10^6) Гц с погрешностью ±(1….2)̊.