專利名稱:同步旋轉發光二極管測量工頻相位的制作方法
本發明涉及測量工頻相位的方法，屬于電工測量技術。
現有的工頻相位測量技術分兩類一類運用電磁原理，另一類運用電子技術，測量兩個正脈沖的時間差。以上兩類技術都只能每次測量兩個電量之間的相位。多電量的相位測試只能選定某一電量為基準，逐一與之測量，然后將結果匯總，經計算或作圖，才能得出各電量的相位。
電力系統是三相制，常常需要測量各相電壓、各相電流間的相位。用以上兩類儀器都不能作同時的直接測量。
對比文件WPI8107 DE 2929-262F 0823B/23 SU-61869684-145017/23 SU1041883
本發明的目的是提出一種能同時測量兩個及以上工頻電量相位的方法，以及應用此方法構成的多輸入工頻相位計。
本發明的解決方案如下將各被測工頻電量轉變為方波，取其正半周，用滑環導入各個發光二極管。這些發光二極管依次排列在一個圓盤的直徑一端，圓盤由同步電動機轉動。同步電動機的轉速選為3000轉/分鐘，故圓盤轉動一周所需時間為20毫秒，與被測信號一個周波的時間相同。發光二極管在被測信號的正半周內通電發光，歷時10毫秒，在人眼中留下180°的弧形光跡，發光二極管在被測信號的負半周內不發光，故其余180°無光跡。由于圓盤轉速與被測信號同步，故每次發光都在同一空間角度上開始，看起來弧形光跡是連續的且恒定不動。如各被測電量相位相同，則各弧形光跡出現在同一空間角度上;如它們的相位不同，則各弧形光跡出現在不同的空間角度上。圓盤外圈有一個可以用手轉動的刻度盤，可以以任一弧形光跡的起點為零度，直接讀出其余各光跡起始點的角度。由于圓盤在空間轉動360°的時間與被測信號一個周波的時間相同，故刻度盤的一度就是電相位的一度。
本發明和現有技術相比，具有能同時測量兩個及以上工頻信號相位的優點。儀器構造簡單，顯示直觀，能在360°范圍內直接讀出相位的鄰前或滯后，故也可作為相序指示。儀器的測量精度不低于現有技術中電磁式相位計的精度。
本發明的實施實例是一臺三輸入工頻相位計，現以附圖作進一步說明。
附圖一，機械結構示意圖。
附圖二，電路示意圖。
參看附圖一，三個發光二極管〔1〕，按所對應的輸入信號的序號固定在圓盤〔2〕的直徑的一端，一般從外向內序號是1，2，3。圓盤用有機玻璃或其它輕質絕緣材料制成，其正面漆成不反光的黑色。為了平衡三個發光二極管及其導線的重量，在圓盤上設置了配重〔3〕。圓盤下面固定著一組滑環〔4〕，它和圓盤一起轉動。滑環組〔4〕共有四層，其中三層每層和一個發光二極管的正極相連，最下一層作為公共回路，其電路見附圖二。在滑環旁安裝著一組碳刷〔5〕，碳制〔5〕固定在機座上，不隨滑環轉動。碳刷也共有四層，和滑環對應。在彈片的壓力下，每一碳刷和一層滑環保持良好接觸，用以向轉動著的發光二極管導入電流。圓盤〔2〕和滑環〔4〕組成的組件緊固在同步電動機〔6〕的軸〔7〕上。同步電動機〔6〕固定在機座上。
離開圓盤不遠的上面還有一層固定在儀器外殼上的面板，用以防止人或外物觸及轉動著的部件，也用于防塵。面板上光跡所經區域是透明的，其余區域是不透明的。緊貼在面板上有一個可以用手轉動的刻度盤〔8〕，也是用透明材料制成，用以讀出光跡的角位置。為了簡明，圖中沒有畫出全部刻度。
附圖二是電路示意圖，被測電壓或電流經三個變換器〔1〕，實現電的隔離并轉換為適合儀器工作的電壓，然后送至三個方波形成器〔2〕。方波形成器〔2〕將正弦波變成±15伏方波，且具有陡峭的前沿和后沿，以提高顯示的質量和精度。三個整流二極管〔3〕削去方波的負半波，經三個限流電阻〔4〕，使流入發光二極管的電流一般不超過20毫安。電流經碳刷〔5〕和滑環〔6〕導入三個發光二極管〔7〕。
圖中示意滑環〔6〕與同步電動機〔8〕同軸旋轉。同步電動機的功率為3～4瓦。方波形成器所需電源由交流整流的穩壓直流電源〔9〕供給，其電壓為±15伏。
M1，M2，M3是三個被測量，可以是不同量程的電壓，也可以是不同量程的電流。VS是同步電動機的電源，它取自被測信號同一電力網絡。
權利要求
1.一種測量工頻電量相位的方法，其特征是取被測電壓的正半周，用滑環導入與工頻電壓同步旋轉的發光二極管，以發光二極管的光跡位置顯示被測信號的相位。
2.根據權利要求
1，其特征在于能同時測量且同時顯示兩個及以上被測信號。
3.根據權利要求
1的多輸入工頻相位計，其特征是將被測信號轉換為方波，取其正半波，用滑環導入多個發光二極管，發光二極管排列在一個圓盤的直徑一端，圓盤由同步電動機轉動。
4.根據權利3的要求，其特征是在圓盤上方裝有防塵面板，面板上光跡以外區域為不透明。
5.根據權利3的要求，其特征在于面板上裝有用透明材料作成的，且零位可以任意選定的360°刻度盤。
專利摘要
本發明提出了一種能同時測量兩個及以上工頻電量相位的方法，以及應用此方法構成的多輸入工頻相位計，適用于電工測量中對各相電壓、各相電流作同時的相位測量，能在360°范圍內直接讀出各被測量領前和滯后的相角。它的工作原理是將各被測信號整形成方波，取其正半周，用滑環導入與被測工頻信號同步旋轉的各個發光二極管，以發光二極管的光跡位置來顯示各被測信號的相位。
文檔編號G01R29/00GK86103907SQ86103907
公開日1987年12月2日 申請日期1986年5月23日
發明者劉金鐸, 黃國強, 崔智懷 申請人:水利電力部南京自動化研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan