上海某计量所成功投入使用我们的数字相位测试仪
2017-01-07
小齐

为上海某计量所提供数字相位测试仪一套,并已成功投入使用

测量相位的方法有很多,像传统的借助于示波器测量相位其测量范围和测量精度受到很大的限制,在一些要求比较高的场合就不能用它了。除此之外还有一些专用的用来测量相位的装置,例如:电子计数式测频装置,特别是微控制技术发展到一定阶段后像单片机的出现使相位测量的设计发展到一定的水平和高度。

相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流,它的公式是i=Isin2Tr ft. i是交流电流的瞬时值,I是交流电流的最大值,f是交流电的频率,t是时间。随着时间的推移,交流电流可以从零变到最大值,从最大值变到零,又从零变到负的最大值,从负的最大值变到零。在三角函数中2Tr ft相当于角度,反映了交流电任何时刻所处的状态,是在增大还是在减小,是正的还是负的等等。因此把2Tr ft叫做相位,或者叫做相。

  相位测量的背景是:相位作为电的基本参数之一在电子工程技术中具有重要的意义,相位的测量随着科技的发展也经历了深刻的变革。

相位测量的意义

在电子技术中,相位是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此相位的测量就显得更为重要。测量相位的方法有多种其中电子计数器测量相位具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是相位测量的重要手段之一。

我公司自主研发生产的数字相位测试仪具有操作简便、使用方便、安全,相控雷达阵、无线电导航系统、自动控制系统的测距和定位,电力系统中相电压的相位差测量等都有广泛应用。

数字相位测试仪

该套数字相位测试仪的功能特点

1)  稳定性好,性能可靠;

2)   对正弦/三角/梯形波/方波的相位差进行精密测量。

3)   高度集成,精度高;

该套数字相位测试仪的部分参数

输入信号

波形

正弦/ 三角/ 梯形波 /方波

输入阻抗

1MΩ

相位范围

0°  to 360° or ±180°

频率范围

10Hz ~20KHz

幅度范围

0.5Vrms ~100Vrms

测量精度

相位测量精度

±0.1°

相位分辨率

0.01°

频率测量精度

2E-6

环境特性

工作温度

0℃~+50℃

相对湿度

≤90%(40℃)

存储温度

-30℃~+70℃

供电电源

交流 220V±10%, 50Hz±5%,功率小于75W

机箱尺寸

3U,19″标准机箱(上机架)482mm(宽)x370(深)x150mm(高)

  现代相位测量的现状是:第一阶段是在早期采用的如李沙育法、阻抗法、和差法、三电压法等,这些测量方法通常采用比对法和平衡法,虽然方法简单,但测量精度较低;第二阶段是利用数字专用电路、微处理器等来构成测试系统,使测量精度得以大大提高;第三阶段是充分利用计算机及智能化测量技术,从而大大简化设计程序,增强功能,使得响应的产品精度更高、功能更全。同时,各种新的算法、测量手段和新的设计方法及器件也随之出现。

相位差测量的方法

1)将被测的两路正弦波信号经比较器整形成方波信号,利用异或门电路进行鉴相处理,将得到的脉冲序列经过RC平滑滤波取出其直流分量,该直流电平的幅值与两路信号的相位差成正比,将此信号送入A/D转换器由单片机进行运算处理从而计算出相位差值。

2)采用脉冲填充计数法,将正弦波信号整成方波信号,其前后沿分别对应于正弦波的正相过零点与负相过零点,对两路方波信号进行异或操作之后输出脉冲序列的脉宽可以反映两列信号的相位差,以输入信号所整成的方波信号作为基频,经锁相环倍频得到的高频脉冲作为闸门电路的计数脉冲,由单片机对获取的计数值进行处理得到两路信号的相位差。

3)先将信号整形成方波信号,再将两路方波信号异或后与晶振的基准频率进行与操作,得到一系列的高频窄脉冲序列,用多周期同步测量方法设定取样时间,实际闸门时间是被测信号的整周期倍。通过两片计数器同时对该脉冲序列以及基准源脉冲序列进行计数,用多周期同步测量方法设定取样时间,实际闸门时间是被测信号的整周期倍,作为控制信号控制两片计数器。得到的两路计数值送入单片机进行处理得相位差值.

一套数字相位测试仪对于相位测量来说还是相当的重要的。

来源:时频网