SU37190A1 - Устройство дл измерени угла сдвига фаз - Google Patents

Description

Предлагаемый ламповый фазометр служит дл  измерени  угла сдвига фаз между двум  переменными напр жени ми .

Принцип работы прибора заключаетс  в том, что исследуемые напр жени  подаютс  на сетки двух катодных ламп, -оединенных последовательно друг с другом таким образом, что общее их сопротивление посто нному току, а вместе с ним и ток в анодной цепи завис т от сдвига фаз испытуемых напр жений, име  минимум при угле сдвига фаз, равном 180. Отсчет измер емого угла сдвига фаз производитс  с помощью фазо-вращательной схемы, которой производитс  вращение вектора одного из исследуемых напр жений.

На чертеже изображено описываемое устройство, примененное дл  измерени  сдвига фаз между током и напр жением. Зажимы /-/ присоединены к генератору переменного напр жени , Z-нагрузка . Напр жение сети подаетс  при помощи трансформатора 2 на конденсатор 3 и сопротивление 4, выбранные

так, что R -, где со-частота исследуемых напр жений. При этом условии переменное напр жение, подаваемое на сетку лампы 5, будет сдвинуто на 90 по отношению к напр жению сети. На сетку второй лампы б подаетс  напр жение , снимаемое с вторичной обмотки трансформатора тока 7.

,432}

Дл  того, чтобы между токами в первичной и вторичной обмотках трансформатора 7 не было сдвига фаз, параллельно его первичной обмотке включено сопротивление 8.

При помощи конденсатора 9 и переменного сопротивлени  fO напр жение, подаваемое на сетку второй лампы, может быть сдвинуто относительно тока, текущего через нагрузку Z, на угол в пределах от О до 180°.

Батаре ми // и /2 на сетки ламп предварительно задан такой отрицательный потенциал, что рабоча  гочка находитс  в самом низу характеристики, т. е. при отсутствии переменного напр жени  на сетках анодный ток равен нулю.

На аноды ламп 5 и 6 задано напр жение при помощи источника посто нного тока /J.

При подаче переменного напр жени  на сетки ламп анодный ток должен итти в течение положительных полупериодов , но так как лампы включены последовательно, ток через измерительный прибор 4 будет итти только тогда, когда положительный потенциал будет на сетках обеих ламп одновременно, т. е. в течение того времени, когда кривые Vgi и Vffo перекрываютс  (фиг. 2).

Таким образом методика измерений сводитс  к тому, чтобы добитьс  минимума тока через прибор М, что будет определ ть сдвиг фаз между напр жени ми обеих сеток равный 180°. Угол сдвига

фаз между током и напр жением можно при этом вычислить по формуле cs 90®- -2 arc ctg rCjOi, где г и С2-величины сопротивлени  10 и емкости конденсатора 9.

Шкала ручки переменного сопротивлени  может быть проградуирована в значени х ср или cos ср.

Теоретическое обоснование работы схемы можно привести следующее.

При включении двух катодных ламп последовательно, согласно схеме на фиг. 1, при задании отрицательного потенциала на сетки обеих ламп, анодный ток через такую систему можно определить графически , построив характеристики обеих ламп, в координатной системе / V,.

На фиг. 3 отрезок Е изображает величину напр жени  анодной батареи 13. Очевидно, что если отсчитывать напр жение на аноде лампы 5 от начала указанного отрезка, то оставша с  часть последнего представл ет собою напр жение на аноде лампы 6. На основании вышеуказанного, характеристики ламп, при отсутствии переменного напр жени  на сетках и при каком-либо напр жении смещени  и V,) будут занимать положени , указанные на фиг. 2 лини ми /5 и 16. Анодный ток будет определ тьс  ординатой точки пересечени  указанных характеристик. Напр жени  и могут быть подобраны так, что характеристики пересекутс  почти у самого основани , т. е. анодный ток будет близок к нулю.

Когда на сетки ламп 5 и (5 поданы переменные напр жени , то кривые /5 и 76 начнут перемещатьс , в некоторые моменты времени положени , указанные пунктиром, при этом будет измен ть свое положение и точка их пересечени , а следовательно, и величина i анодного тока.

Если предположить, что проницаемость D и крутизна S обеих ламп равны , то мгновенное значение i может быть написано на основании формулы Валлаури следующим образом:

i. - S{DV, + V,, 4- V, sin ( г) /,, .,+ /„,+ /, sin ().

Сложив приведенные выражени  и прин в во внимание, что У V, можно написать:

21 + V,, -f- + Уг sin -|- V2sin()

Отклонени  прибора в анодной цепи соответствуют среднему значению анодного тока, т. е.

У, i/ia«Jf

Если величина DE-}-Vgi-}-Vg вз та такою, что она при любых значени х t всегда больще Л sin -f- Va sin (wi -4- ), TO среднее значение анодного тока / будет оставатьс  посто нным независимо от фазы и амплитуды переменных сеточных напр жений.

Если же величина Vgi Vg-2 будет вз та достаточно малой или, что лучше всего, равной нулю, то среднее значение анодного тока будет равно « Г/Т + + + + -|- /2 Sin(tu -|-i)

dt.

Легко убедитьс , что минимум этого-интеграла будет при 0 180°.

Предмет изобретени .

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  угла сдвига фаз, в котором исследуемые напр жени  подаютс  на сетки двух катодных ламп, отличающеес  тем, что лампы включены последовательно друг с другом таким образом, что общее их сопротивление имеет максимум при угле сдвига фаз между напр жени ми, равном 180°.

2.Применение в устройстве по п. 1 програцуированной фазовращательной схемы, с помощью которой осуществл етс  вращение вектора одного из исследуемых напр жений и производитс  отсчет измер емого угла сдвига фаз. (

, 1 ,./I

1 ,л

1

-H ||l|i lsi;| | jliljll l r фиг§ f