Лекция: Вимірювання різниці фаз

Схемуз логомет­ричним механізмом наведено на рисунку 4. Логомет­ричний електродинамічний механізм складається з однієї нерухомої котушки 1-1 і двох жорстко скріпле­них під певним кутом (90°, 60°, 30°) рухомих котушок 2-2 і 3-3.

Кут відхилення рухомої частини механізму залежить від відношення струмів рухомих котушок. У нерухомій котушці проходить струм споживача. Котушки рухомої частини увімкнені під напругу споживача, причому послі­довно одній рухомій котушці увімкнено резистор з опо­ром R, а послідовно другій — котушку з індуктивним опо­ром X. Параметри електричних кіл дібрані таким чином, що струми I1 та I2 мають певний зсув фаз, наприклад 60°. Рухомі котушки мають бути жорстко скріплені під таким само просторовим кутом 60 °.

Таким чином, відхилення рухомої частини а у кутових градусах дорівнюватиме різниці фаз ф в електричних гра­дусах. Шкала може бути проградуйована або в градусах (рівномірна шкала), або в значеннях соsφ (нерівномірна шкала).

Рис 4. – Електродинамічний фазометр Рис 5 – Лінійна розгортка

Вимірювання різниці фаз між двома сигналами можна здійснити за допомогою двоканального, або двопроменевого осцилографа.

Лінійна розгортка. Якщо на один канал осцилографа подати один сигнали1(t), а на другий — іншийи2(t), вибрати масштаби на вертикальних осях так (рис. 5), щоб зображення обох сигналів займа­ло майже весь екран, синхронізувати розгортку від одного з сигналів, прийнятого за опорний, то можна візуально зняти покази з екрана інтервалу часу Δt між характерни­ми однойменними точками (наприклад, точками перетину горизонтальної осі при зростанні сигналів) осцилограми. Знявши також покази з екрана періоду коливань Т, мож­на визначити різницю фаз сигналів:

Режим Х-У осцилографа. У цьому режимі на вхід кана­лу X подається сигнал и1(t), а на вхід каналу У — - сигнал и2(t). Якщо масштаб на обох осях вибрати таким чином, щоб зображення амплітуд обох сигналів було однаковим, то на екрані осцилографа створюється зображення еліпса (рис. 6). Знявши з екрана покази довжини відрізків АВ і СВ, різницю фаз між сигналами и1(t) і и2(t)) можна ви­значити за формулою

Рис.6 – Режим Х-У осцилографа

Контрольні запитання:

1. Опишіть принцип роботи електродинамічного частотоміра.

2. Опишіть принцип роботи цифрового частотоміра.

3. Опишіть принцип роботи цифрового хронометра.

4. Опишіть принцип роботи електродинамічного фазометра.

5. Як проводять вимірювання різниці фаз за допомогою двоканального осцилографа?