專利名稱：自校式工頻相位計的制作方法
技術領域：
本實用新型自校式工頻相位計，是一種用于測量兩個工頻電信號相位差的電工測量儀器。
目前，廣泛使用的相位計有指針式和數字式，以及中國實用新型專利公開的包括由兩個信號輸入端和兩條信號通道、一個微型計算機、一個顯示器及工作電源組成的相位測量系統的攜帶式微機型相位時間頻率計。由于這些儀器沒有相位自校功能來校正存在于儀器內部的測量誤差△ψ內。所以實際測得的兩個被測電信號的相位差ψ測是相位差真值ψ真與ψ內之和。即ψ測＝ψ真±△ψ內，所以相位計的精度較低。
本實用新型的任務是提供一種能自動消除相位計內部測量誤差的自校式工頻相位計。在現有微機型相位計的線路前置部分增加一個自校變壓器并通過微機計算校除△ψ內以達到提高測量精度的目的。
本實用新型自校式工頻相位計，在電路的前置部分有兩個電信號輸入端，并有一個能提供自校信號的自校變壓器。自校變壓器的兩個次級線圈分別與兩個電信號輸入端并聯。續后，接有兩路并聯的能選擇從自校變壓器次級線圈上輸入自校電信號或從兩個輸入端輸入被測電信號的信號通道。兩路信號通道后面接有微型計算機。微機后接有一個數碼顯示器，并有一個工作電源提供各組成部分需要的電源。
由于微機首先可以通過自校變壓器及信號通道自校出儀器內部的測量誤差△ψ內，并在轉換測量兩個被測電信號的相位差中校正測量誤差，達到ψ真＝ψ測
△ψ內。所以，本實用新型具有測量精度高的優點。
為了進一步提高抗干擾性和穩定性，本實用新型中的兩條并聯的信號通道可以是受微機控制的能選擇從自校變壓器輸入自校電信號或從兩個被測信號輸入端輸入電信號的兩路信號通道。它們分別由一個控制光耦合電路、一個反相器、一個測量與校正選擇器、一個有源低通濾波器、一個整形電路、一個光耦合輸出電路依次串聯組成。控制光耦合電路的輸入端與微機的一個控制極連接，光耦合輸出電路與微機的一個輸入端連接。其中，測量與校正選擇器的兩個選擇極，一個極接一個工頻信號輸入端，另一個極接校正變壓器的一個與該輸入端相并聯的次級線圈。有源低通濾波器的另一個輸入端和工頻信號輸入端與自校變壓器次級線圈的公共線連接。
附
圖1，為本實用新型自校式工頻相位計的方框原理圖；附圖2，為本實用新型所述的其中一個信號通道與自校變壓器及一個工頻信號輸入端的連接示意圖。
以下依附圖進一步實施例說明本實用新型自校式工頻相位計，有兩個兩極插孔式的被測工頻信號輸入端e1、e2和一個有兩個次級線圈分別與兩個信號輸入端e1、e2并聯的自校變壓器B。續后，接有兩路結構相同的受微機3控制的能選擇從自校變壓器輸入自校電信號或從兩個輸入端e1、e2輸入被測工頻電信號的信號通道1、2。兩路信號通道1、2的輸出端各自與微機3的兩個輸入端N1、N2連接，微機3的總成PX與數碼顯示器4連接。有一個工作電源D通過輸出端U1、U2、U3向各組成部分提供工作電源。結構相同的兩路并聯的信號通道1、2各自由一個控制光耦合電路G1／G3、一個反相器F1／F2、一個測量與校正選擇器(采用電子開關)K1、K2／K3、K4，一個有源低通濾波器L1／L2、一個整形電路Z1／Z2，一個光耦合輸出電路G2／G4依次串聯組成。控制光耦合電路G1／G3的輸入端與微機3的一個控制極P1／P2連接。光耦合輸出電路G2／G4的輸出端與微機3的輸入端N1／N2連接。其中，測量與校正選擇器(電子開關)K1、K2／K3、K4的兩個選擇極，一個極K1／K3接工頻信號輸入端e1／e2，另一個極K2／K4接校正變壓器B的一個對應的次級線圈。有源濾波器L1／L2的另一個輸入端和對應的工頻信號輸入端e1／e2與自校變壓器B的次級線圈的公共線連接。校正變壓器B的初級線圈BJ接于與被測信號同一頻率的電源上。由于校正變壓器B的兩個次級線圈工藝一致，所以其兩組輸出的信號在幅值和相位上完全相等。由于兩信號通道1、2結構一樣，以下就以第一信號通道1為例敘述通道1中的輸入光耦合電路G1，由輸入限流電阻R2和光耦合器g1、輸出負載電阻R1構成；有源低通濾波器L1，由反饋電容C1、偏置電阻R3、R4及濾波電容C2、放大器T1構成；整形電路Z1，由隔直電容C3、偏置電阻R5、放大器T2構成；光耦合輸出電路G2，由限流電阻R6與光耦合器g2、負載電阻R7構成。使用時，在輸入端e1、e2接入被測信號，開通電源后，微機3首先令控制極P1／P2為低電位，使控制光耦合電路G1／G3輸出低電位，再經反相器F1／F2輸出高電位，使電子開關K2／K4閉合、K1／K3斷開。此時信號通道1和2輸入校正變壓器B的校正信號，信號經有源低通濾波器L1／L2濾除高次諧波后，再經整形電路Z1／Z2將輸入的正弦波信號整形成方波信號輸出，并通過光耦合輸出電路G2／G4送到微機3的輸入端N1／N2。微機3從兩輸入端N1與N2輸入信號的躍變時間差和周期值計算出兩路信號通道1和2存在的相位差±△ψ內，并將其內存。然后，微機3再次令控制極P1／P2為高電位，使控制光耦合電路G1／G3輸出高電位，經反相器F1／F2輸出低電位，使電子開關K1／K3閉合，K2／K4斷開，從輸入端e1、e2輸入被測信號，信號經濾波器L1／L2、整形電路Z1／Z2、光耦合輸出電路G2／G4進入微機3。微機3計算出兩個工頻信號的相位差ψ測，再計算出真實相位差ψ真＝ψ測
△ψ內的值，并通過總成PX送數碼顯示器1顯示ψ真的數字。達到本實用新型測量精度高、抗干擾性能強、穩定度好的目的。
權利要求1.一種包括工作電源(D)和由兩個工頻電信號輸入端(e1)、(e2)與兩路并聯的信號通道、微型計算機(3)、數碼顯示器(4)依次組成的用于測量兩個工頻電信號相位差的自校式工頻相位計，其特征是在相位計的電路前置部位裝有一個能提供自校信號的自校變壓器(B)，變壓器(B)的兩個次級線圈分別與輸入端(e1)、(e2)并聯。
2.根據權利要求1所述的自校式工頻相位計，其特征在于所說的兩路并聯的信號通道是受微機(3)控制的、能選擇從自校變壓器(B)輸入自校電信號或從兩個輸入端(e1)、(e2)輸入被測工頻電信號的兩路信號通道(1)、(2)，它們分別由一個控制光耦合電路(G1／G3)、一個反相器(F1／F2)、一個測量與校正選擇器、一個有源低通濾波器(L1／L2)、一個整形電路(Z1／Z2)、一個光耦合輸出電路(G2／G4)依次串聯組成，控制光耦合電路(G1／G3)的輸入端與微機(3)的一個控制極(P1／P2)連接，光耦合輸出電路(G2／G4)與微機(3)的一個輸入端(N1／N2)連接，其中，測量與校正選擇器的兩個選擇極，一個極接一個工頻電信號輸入端(e1／e2)、另一個極接校正變壓器(B)的一個與該輸入端相并聯的次級線圈，有源低通濾波器(L1／L2)的另一個輸入端和對應的工頻信號輸入端(e1／e2)與自校變壓器(B)次級線圈的公共線連接。
專利摘要本實用新型自校式工頻相位計，是一種電工測量儀器。它具有自校功能，解決了現有相位計不能自動校正內部測量誤差的問題。其特征是，它由工頻信號輸入端e
文檔編號G01R25/00GK2165452SQ93220578
公開日1994年5月18日 申請日期1993年8月6日 優先權日1993年8月6日
發明者施亞民 申請人:施亞民