Микропроцессорные фазометры

Значительное расширение функциональных возможностей и повышение надежности фазометров обеспечивается при их построении на основе микропроцессора, работающего совместно с измерительными преобразователями. Такие фазометры позволяют измерять фазовый сдвиг между двумя периодическими сигналами за любой выбранный период. Статические характеристики сдвигов: матожидание, дисперсия, среднеквадратичное отклонение. Возможно также измерение среднего значения фазового сдвига.

Ф – формирователь коротких импульсов, УПР – импульсный преобразователь

В микропроцессорном цифровом фазометре в схеме импульсного преобразователя ИПР сигналы U1 и U2 преобразуются соответственно в U’1 U‘2. Формирователь Ф1 с помощью первой пары данных импульсов вырабатывает импульс U3 длительностью Δt, равный сдвигу во времени сигналов U1 и U2. Импульсом U3 открывается временный селектор ВС1, который в течение Δt пропускает на вход счетчика СЧ1 счетные импульсы следующие с периодом То и вырабатываемые микропроцессорной системой МПС.

Поступающий на вход СЧ1 пакет счетных импульсов обозначен на диаграммах через U4. Число импульсов в пакете определяется n=Δt/To. Формирователь Ф2 вырабатывает импульсы U5 длительностью равных периоду исследуемых сигналов U1 и U2. Импульс U5 открывает на время Т временный селектор ВС2, пропускающий от микропроцессора на вход СЧ2 пакет импульсов U6.

Период импульсов в пакете равно То, а их число:

n=T/To (8).

Для оценки искомого значения фазового сдвига Δφ за выбранный период Т требуется найти соотношение величин, рассчитываемых по: n=Δt/To и N=T/To и равное n/N= Δt/T. Затем учитывая основную формулу расчета фазового сдвига φΔ=360⁰*Δt/T необходимо домножить это значение на 360⁰

φΔ=360⁰*n/N (9).

Вычисление фазового сдвига по выражению (9) выполняет микропроцессор на который передают вырабатываемые счетчиками СЧ1 и СЧ2 коды полученных чисел n и N. При соответствующей программе микропроцессора на ЦОУ отмечается значение φΔ для любого периода Т. За счет сравнения сдвигов в разных периодах, появляется возможность наблюдения φΔ и оценивать их статические параметры. В режиме оценки фазометром среднего значения φΔ между синусоидальными сигналами за заданное число Ч периодов Т в счетчиках СЧ1 и СЧ2 происходит накопление кодов от числа импульсов, поступивших на их входы за Ч периодов, т.е. кодов чисел nЧ и NЧ соответственно, которые затем автоматически передаются в микропроцессор.