Основными методами фазового сдвига являются осциллографический, компенсационный, основанный на сравнении измеряемого фазового сдвига с известной величиной фазового сдвига фазовращателя, и цифрового преобразования фазового сдвига в последовательность импульсов дискретного или цифрового счета.
Рассмотрим цифровой метод измерения фазового сдвига с помощью цифрового фазометра.
Принцип работы цифрового фазометра основан на преобразовании фазового сдвига в соответствующий интервал времени и последующем измерении этого интервала времени методом дискретного счета.
Функциональная схема цифрового фазометра, реализующего метод дискретного счета, изображена на рис. 9.3. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы цифрового фазометра представлены на рис. 9.4
Рис. 9.3. Функциональная схема цифрового фазометра, реализующего метод дискретного счета
Из рассмотрения рис. 9.3 и рис. 9.4 следует, что преобразователь ∆φ → ∆t из подаваемых на его входы синусоидальных сигналов U1 и U2, имеющих фазовый сдвиг ∆φ, формирует последовательность прямоугольных импульсов U3, длительностью ∆t и с периодом повторения Т. Эти сформированные прямоугольные импульсы U3 длительностью ∆t каждый поступают на один вход временного селектора для его открытия, на другой вход которого подаются счетные импульсы U4 с выхода кварцевого генератора счетных импульсов. Пакет п счетных импульсов проходит через открытый временной селектор на вход счетчика импульсов.
За один период повторения Т сигналов U1 и U2 на вход счетчика с выхода селектора поступает такое количество импульсов, которое содержится в одном пакете, равное п:
, где
Т0 – период следования счетных импульсов кварцевого генератора.
Рис. 9.4 Временные диаграммы, поясняющие метод цифрового измерения сдвига фазы между гармоническими сигналами U1 и U2
Фазовый сдвиг сигналов U1 и U2 прямо пропорционален количеству счетных импульсов:
Кодовый сигнал с выхода счетчика, пропорциональный фазовому сдвигу, подается на вход цифрового отсчетного устройства, показания которого выдаются в градусах.
Метрологическая (аддитивная и мультипликативная) погрешность цифрового фазометра определяется погрешностью дискретизации, нестабильностью времени срабатывания порогового элемента (триггера) преобразователя ∆φ → ∆t и неточности фиксации момента перехода сигналов U1 и U2 через нулевой уровень, в основном, из-за влияния шумовых помех и несинусоидальной формы сравниваемых сигналов.
Для повышения точности измерения сдвига фазы определяют его среднее значение за большое число периодов.
Аддитивную составляющую метрологической ошибки измерения сдвига фазы указывают как предельное значение допускаемой основной абсолютной погрешности: ΔПРЕДЕЛ = ± φ0 (например, ΔПРЕД = ± 0,50).
Мультипликативную составляющую метрологической ошибки, величина которой зависит от измеренного значения сдвига фазы, записывают в паспортных данных цифрового фазометра в виде:
ΔПРЕДЕЛ = ± (φ0 + b φП), где φП – показания фазометра:
b - постоянное число, например, 0,01.
Примерная паспортная запись предельно допустимой абсолютной погрешности: ΔПРЕДЕЛ = ± (0,5 + 0,01∙ φП)0.
Тема 5. Исследование формы и параметров сигнала
Лекция 10. Универсальные электронно-лучевые осциллографы
10.1. Метрологические характеристики и классификация осциллографов.
10.2. Принцип действия универсального электронно-лучевого осциллографа.
10.3. Методы измерения параметров электрических сигналов с помощью универсальных осциллографов.
10.4. Область применения скоростных осциллографов.
10.1. Метрологические характеристики и классификация осциллографов
Электронно-лучевой осциллограф является универсальным измерительным прибором и предназначен для визуального наблюдения на экране электронно-лучевой трубки в прямоугольной системе координат электрических сигналов и измерения их параметров.
В зависимости от назначения электронно-лучевые осциллографы подразделяются на
- универсальные для наблюдения и оценивания параметров:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.