Transcript Měření fázového posuvu

Měření fázového posuvu
Přehled základních metod
VOŠ a SPŠ Varnsdorf
Elektrická měření
Bc. David FURKA
Základní metody:
Měření osciloskopem v režimu Y - t
Měření osciloskopem v režimu X - Y
Elektronický fázoměr (analogový) – výchylková metoda
Číslicový fázoměr
Měření fázového posuvu
1
Měření fázového posuvu
• časové posunutí dvou signálů se stejnou frekvencí
• vyjádření
- poměrné  částí periody [°], [rad]
- absolutní  časovým údajem [s]
sin (x)
sin (x-30°)
Dt
Měření fázového posuvu
Dt
 ()  * 360
T
Dt
 ( rad )  * 2 * 
T
2
Měření osciloskopem v režimu Y-t
• současné zobrazení obou vstupů (viz slide č. 1)
– změření Δt a periody
• odhad počtu dílků na časové ose N
• zjištění konstanty časové konstanty (poloha přepínače
TIME/DIV) kt
• výpočet  Δt=N*kt
– dopočítání fáz. posuvu φ
• podmínka dvoukanálového osciloskopu (popř.
jednokanálového osc. s elektronickým přepínačem)
• menší přesnost (jednotky %) – dána přesností OSC a
přesností odečtení hodnot
Měření fázového posuvu
3
Měření osciloskopem v režimu X-Y
• časová základna vypnuta (přepínač čas. základny v
poloze XY)
• horizontální i vertikální vych. destičky – měřené průběhy
• složení průběhů (vzájemná závislost) – vznikne obrazec
(přímka, elipsa, kružnice)
• odečtení rozměrů obrazce - absolutní šířka a vzdálenost
průsečíků s osou X (lze použít i vertikální rozměry)
• přesnost řádově jednotky % - omezena přesností
zobrazení, nastavení osciloskopu a odečtení hodnot
Měření fázového posuvu
4
Měření osciloskopem v režimu X-Y
• odečtení rozměrů A a B
• výpočet fáz.posuvu
B
sin  
A
  arcsin
B
A
Měření fázového posuvu
5
Měření fáz. posuvu výchylkovou
metodou – elektronický fázoměr
•
•
•
•
•
TO – tvarovací obvod (převede na obdélníkový průběh)
MKO – monostabilní klopný obvod (1 stabilní stav výstupu)
BKO – bistabilní klopný obvod (2 stabilní stavy výstupu)
OSH – obvod střední hodnoty
ADP – analogově-digitální převodník
Měření fázového posuvu
6
Elektronický fázoměr – průběhy a
princip
U3
U1A
U2A
U1
φ
U2
To
φ
To
U1B
U2B
φ
To
• TO – převádí u na obdélníkový průběh uA
• MKO – náběžná hrana uA  impuls uB
• BKO – šířka výstupního impulsu u3 záv.
na odstupu vst. impulsů (fáz.posuvu)
• střední hodnota průběhu u3 je lineárně
závislá na fázovém posuvu φ
Měření fázového posuvu
7
Elektronický fázoměr – mat.
vyjádření, použití čítače
Střední hodnota průběhu na výstupu z BKO:
t0
1
1

U 0   u3 (t )dt   U P (t )dt  U P  U P
 c
T0
T 0
T
2
T
T0
Použitím MAGEL.MP rovnou měříme střední hodnotu
Další možnost  čítačem měřit periody T i čas posuvu T0 u většiny
čítačů s procesorem – automatické měření i následný
výpočet posuvu φ
 samostatné číslicové fázoměry – přímé měření fáz.
posuvu
Měření fázového posuvu
8
Číslicový fázoměr
Pro načtené impulsy a fázový posuv platí:
N  T0 f g  360T0 f k d  360
T0
kd  kd
T
N

kd
• hodnota kd nastavuje citlivost fázoměru
• po dobu impulsu u3 hradlo propouští impulsy, jejich počet a konstanta kd
udávají hodnotu fáz. posuvu φ
• pro kd = 1  1 impuls fg načtený čítačem znamená fáz. posuv 1°
• kd většinou 10 nebo 100
Měření fázového posuvu
9