7-6. МЕТОД ДИСКРЕТНОГО СЧЕТА

Измерение фазового сдвига методом дискретного счета основано на формуле в которую следует подставить вместо интервалов времени и соответствующее им число импульсов с постоянной частотой повторения. Прямопоказывающие фазометры такого типа называют электронно-счетными, или цифровыми, фазометрами. Имеется несколько схем цифровых фазометров, но преимущественное распространение получили интегрирующие фазометры, в которых результат измерения представляет собой среднее значение фазового сдвига за большое число периодов измеряемого

напряжения. В таких фазометрах обеспечивается хорошая поме хозащищенность.

Структурная схема цифрового фазометра средних значений приведена на рис. 7-14, а, а диаграммы напряжений, поясняющих ее работу, — на рис. 7-14, б. В схеме имеются два формирующих устройства и управляющее устройство два временных селектора генератор счетных импульсов делитель частоты и электронный счетчик с цифровой индикацией ЦИ.

Рис. 7-14. Цифровой фазометр среднего значения

На входы формирующих устройств поступают два напряжения их и «2, фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению. Когда напряжение переходит через нуль от отрицательных значений к положительным, на выходе первого формирующего устройства появляется стартовый

импульс, воздействующий на управляющее устройство так, что оно открывает первый временной селектор. Когда напряжение аналогично переходит через нуль, на выходе второго формирующего устройства появляется стоповый импульс, который через управляющее устройство закрывает первый селектор. Следовательно, первый временной селектор находится в открытом состоянии один раз за период исследуемых напряжений в течение интервала времени Этот интервал заполняется счетными импульсами, поступающими от генератора Таким образом, через открытый первый селектор проходит группа из импульсов: где период повторения счетных импульсов.

Для усреднения результата измерения импульсы считаются в течение интервала времени где период входных напряжений. Импульс длительностью формируется делителем частоты из счетных импульсов; где коэффициент умножения периода, коэффициент деления частоты. Импульс поступает на второй селектор открывает его, и на электронный счетчик пройдут групп счетных импульсов. Общее число импульсов, прошедших на счетчик и далее на цифровой индикатор, составляет Подставляя значения пит, а затем из формулы получаем

откуда измеренный фазовый сдвиг

Погрешность измерения складывается из случайной погрешности дискретности, т. е. возможности потери одного счетного импульса в группе, и возможности потери части группы в интервале усреднения. Анализ показывает [4], что максимальная погрешность составляет где частота исследуемых напряжений. Отсюда следует, что с понижением время измерения возрастает. Для уменьшения погрешности дискретности иногда применяют модуляцию частоты генератора счетных импульсов (в небольших пределах), что приводит к равновероятному числу импульсов в каждой группе и математическому ожиданию, равному нулю в интервале времени усреднения.