专利名称：自校式工频相位计的制作方法
技术领域：
本实用新型自校式工频相位计，是一种用于测量两个工频电信号相位差的电工测量仪器。
目前，广泛使用的相位计有指针式和数字式，以及中国实用新型专利公开的包括由两个信号输入端和两条信号通道、一个微型计算机、一个显示器及工作电源组成的相位测量系统的携带式微机型相位时间频率计。由于这些仪器没有相位自校功能来校正存在于仪器内部的测量误差△ψ内。所以实际测得的两个被测电信号的相位差ψ测是相位差真值ψ真与ψ内之和。即ψ测＝ψ真±△ψ内，所以相位计的精度较低。
本实用新型的任务是提供一种能自动消除相位计内部测量误差的自校式工频相位计。在现有微机型相位计的线路前置部分增加一个自校变压器并通过微机计算校除△ψ内以达到提高测量精度的目的。
本实用新型自校式工频相位计，在电路的前置部分有两个电信号输入端，并有一个能提供自校信号的自校变压器。自校变压器的两个次级线圈分别与两个电信号输入端并联。续后，接有两路并联的能选择从自校变压器次级线圈上输入自校电信号或从两个输入端输入被测电信号的信号通道。两路信号通道后面接有微型计算机。微机后接有一个数码显示器，并有一个工作电源提供各组成部分需要的电源。
由于微机首先可以通过自校变压器及信号通道自校出仪器内部的测量误差△ψ内，并在转换测量两个被测电信号的相位差中校正测量误差，达到ψ真＝ψ测
△ψ内。所以，本实用新型具有测量精度高的优点。
为了进一步提高抗干扰性和稳定性，本实用新型中的两条并联的信号通道可以是受微机控制的能选择从自校变压器输入自校电信号或从两个被测信号输入端输入电信号的两路信号通道。它们分别由一个控制光耦合电路、一个反相器、一个测量与校正选择器、一个有源低通滤波器、一个整形电路、一个光耦合输出电路依次串联组成。控制光耦合电路的输入端与微机的一个控制极连接，光耦合输出电路与微机的一个输入端连接。其中，测量与校正选择器的两个选择极，一个极接一个工频信号输入端，另一个极接校正变压器的一个与该输入端相并联的次级线圈。有源低通滤波器的另一个输入端和工频信号输入端与自校变压器次级线圈的公共线连接。
附
图1，为本实用新型自校式工频相位计的方框原理图；附图2，为本实用新型所述的其中一个信号通道与自校变压器及一个工频信号输入端的连接示意图。
以下依附图进一步实施例说明本实用新型自校式工频相位计，有两个两极插孔式的被测工频信号输入端e1、e2和一个有两个次级线圈分别与两个信号输入端e1、e2并联的自校变压器B。续后，接有两路结构相同的受微机3控制的能选择从自校变压器输入自校电信号或从两个输入端e1、e2输入被测工频电信号的信号通道1、2。两路信号通道1、2的输出端各自与微机3的两个输入端N1、N2连接，微机3的总成PX与数码显示器4连接。有一个工作电源D通过输出端U1、U2、U3向各组成部分提供工作电源。结构相同的两路并联的信号通道1、2各自由一个控制光耦合电路G1／G3、一个反相器F1／F2、一个测量与校正选择器(采用电子开关)K1、K2／K3、K4，一个有源低通滤波器L1／L2、一个整形电路Z1／Z2，一个光耦合输出电路G2／G4依次串联组成。控制光耦合电路G1／G3的输入端与微机3的一个控制极P1／P2连接。光耦合输出电路G2／G4的输出端与微机3的输入端N1／N2连接。其中，测量与校正选择器(电子开关)K1、K2／K3、K4的两个选择极，一个极K1／K3接工频信号输入端e1／e2，另一个极K2／K4接校正变压器B的一个对应的次级线圈。有源滤波器L1／L2的另一个输入端和对应的工频信号输入端e1／e2与自校变压器B的次级线圈的公共线连接。校正变压器B的初级线圈BJ接于与被测信号同一频率的电源上。由于校正变压器B的两个次级线圈工艺一致，所以其两组输出的信号在幅值和相位上完全相等。由于两信号通道1、2结构一样，以下就以第一信号通道1为例叙述通道1中的输入光耦合电路G1，由输入限流电阻R2和光耦合器g1、输出负载电阻R1构成；有源低通滤波器L1，由反馈电容C1、偏置电阻R3、R4及滤波电容C2、放大器T1构成；整形电路Z1，由隔直电容C3、偏置电阻R5、放大器T2构成；光耦合输出电路G2，由限流电阻R6与光耦合器g2、负载电阻R7构成。使用时，在输入端e1、e2接入被测信号，开通电源后，微机3首先令控制极P1／P2为低电位，使控制光耦合电路G1／G3输出低电位，再经反相器F1／F2输出高电位，使电子开关K2／K4闭合、K1／K3断开。此时信号通道1和2输入校正变压器B的校正信号，信号经有源低通滤波器L1／L2滤除高次谐波后，再经整形电路Z1／Z2将输入的正弦波信号整形成方波信号输出，并通过光耦合输出电路G2／G4送到微机3的输入端N1／N2。微机3从两输入端N1与N2输入信号的跃变时间差和周期值计算出两路信号通道1和2存在的相位差±△ψ内，并将其内存。然后，微机3再次令控制极P1／P2为高电位，使控制光耦合电路G1／G3输出高电位，经反相器F1／F2输出低电位，使电子开关K1／K3闭合，K2／K4断开，从输入端e1、e2输入被测信号，信号经滤波器L1／L2、整形电路Z1／Z2、光耦合输出电路G2／G4进入微机3。微机3计算出两个工频信号的相位差ψ测，再计算出真实相位差ψ真＝ψ测
△ψ内的值，并通过总成PX送数码显示器1显示ψ真的数字。达到本实用新型测量精度高、抗干扰性能强、稳定度好的目的。
权利要求1.一种包括工作电源(D)和由两个工频电信号输入端(e1)、(e2)与两路并联的信号通道、微型计算机(3)、数码显示器(4)依次组成的用于测量两个工频电信号相位差的自校式工频相位计，其特征是在相位计的电路前置部位装有一个能提供自校信号的自校变压器(B)，变压器(B)的两个次级线圈分别与输入端(e1)、(e2)并联。
2.根据权利要求1所述的自校式工频相位计，其特征在于所说的两路并联的信号通道是受微机(3)控制的、能选择从自校变压器(B)输入自校电信号或从两个输入端(e1)、(e2)输入被测工频电信号的两路信号通道(1)、(2)，它们分别由一个控制光耦合电路(G1／G3)、一个反相器(F1／F2)、一个测量与校正选择器、一个有源低通滤波器(L1／L2)、一个整形电路(Z1／Z2)、一个光耦合输出电路(G2／G4)依次串联组成，控制光耦合电路(G1／G3)的输入端与微机(3)的一个控制极(P1／P2)连接，光耦合输出电路(G2／G4)与微机(3)的一个输入端(N1／N2)连接，其中，测量与校正选择器的两个选择极，一个极接一个工频电信号输入端(e1／e2)、另一个极接校正变压器(B)的一个与该输入端相并联的次级线圈，有源低通滤波器(L1／L2)的另一个输入端和对应的工频信号输入端(e1／e2)与自校变压器(B)次级线圈的公共线连接。
专利摘要本实用新型自校式工频相位计，是一种电工测量仪器。它具有自校功能，解决了现有相位计不能自动校正内部测量误差的问题。其特征是，它由工频信号输入端e
文档编号G01R25/00GK2165452SQ93220578
公开日1994年5月18日 申请日期1993年8月6日 优先权日1993年8月6日
发明者施亚民 申请人:施亚民