专利名称:携带式微机型相位时间频率计的制作方法
本实用新型是一种用于测量相位，时间、频率(周期)的携带式微机型相位时间频率计。
目前，普遍用于测量相位的有相位计，用于测量时间的有毫秒计，用于测量频率(周期)的有频率计，但都是单一功能。测量相位的相位计只能测量电压与电流间的相位，精度为1.5级以下。在形式上主要有两种，一种是流比型指针式，0°～360°的相位需手动切换四个象限来认读。使用起来既不方便，也容易出错。另一种是机械整流型，操作复杂，故在读数频繁的场合很少采用。这些毫秒计，频率计，相位计都存在着精度较低，体积大、价格高、携带使用不方便等问题。
本实用新型的目的是研制一种精度高、价格低体积小、重量轻、携带使用方便，把相位、毫秒、频率(周期)三种测量表计的功能合为一个表计所具有。整机由专用微型计算机作数据处理，用数字显示测量结果。机内各部门的电子线路基本采用集成块搭成，以增强其可靠性，减少故障，方便维护。在相位测量方面将测量范围扩大为0°～360°连续测量，不用任何量程切换开关，便于使用，消除认读出错，增加两电压间、两电流间的相位测量功能，在电压与电流回路间采取隔离措施(＞500V)以防止两回路的相互影响，引起短路。在测量周期中，增加测量周期倒数的功能以提高对低频信号的测量精度和缩短取样时间。其他时间、频率、周期的测量技术都保持现有的先进指标。
本实用新型携带式微机型相位时间频率计由相位、时间、频率(周期)三大功能测量系统组成一机。三大测量系统均由机内的微型计算机负责统一作数据处理，由数字显示器显示测量结果。
相位测量系统，由信号选择开关、输入滤波器、放大整形隔离回路、隔离脉冲变压器、信号组合回路和总测量项目选择部分、数字显示部分所组成。其主要性能指标为被测信号频率为48HZ～52HZ测量量程为0.00°～360.00°连续，精度为±0.2°，分辩率0.01°，可测项目为两电压间、两电流间、电压与电流间的相位，绝缘水平为电流回路之间及电流回路对机壳＞500V、电压回路与机壳有一个公共点。
时间测量系统，由测量时间选择回路、信号组合回路和总测量项目选择部分、微型计算机部分、数字显示部分所组成。其主要技术特性是，量程为0.1ms～99900.0ms，精度为±0.02％±0.1ms分辩率为0.1ms。测量项目为单路空接点闭合或打开时间、正极性正脉冲宽度、负极性负脉冲宽度；双路各种正负跃变时间、空接点任何状态变化时间，空接点状态变化与正负跃变的联动项目。它具有702ms计所有功能。
频率(周期)测量系统是由输入放大回路、整形回路、展宽回路和总测量项目选择部分、微型计算机部分、数字显示部分所组成。其主要技术性能是测频量程为1.0HZ～999000HZ，测周期量程为0.05ms～999ms，精度为2×10－5±1个字，测量对象为正弦波或方波。它基本具备Pb－2频率计的功能并多一个测量周期倒数的功能。
本实用新型携带式微机型相位时间频率计主要优点在于多用途，可一机测量相位、时间、频率、周期、周期倒数。比现有技术增加了测量两电压间、两电流间相位的功能，相位0°～360°连续可测。增加了测量周期倒数的功能，有利于提高对低频信号的测量精度，缩短取样时间。整机由专用微机统一负责作数据处理，数字显示输出，认读直观。整机精度高、体积小、重量轻、携带使用方便，分立元件少维护简单，造价低、功能强有利推广。
图1为携带式微机型相位时间频率计的整机测量原理方框图。
图2为携带式微机型相位时间频率计的外壳面板示意图。图中“FT”为频率和周期信号输入端子；“S1”、“S2”为时间信号输入端子；“φ”为测相位按键；“S”为测时间按键；“ 1/(T) ”为测周期倒数按键；“T”为测周期按键；“D1”、“D2”为单路测量机械接点闭合或打开时间的按键；“D3”、“D4”为单路测量信号正、负脉冲宽度的按键；“S5”、“S6”、“S7”、“S8”为双路配合使用测量各种正负跃变信号的按键；“S9”、“S10”为双路使用测量各种机械接点状态及相互联动信号的按键；数字显示器为带译码和锁存器的LED显示器，其中单位显示用LED“米”字管；“FK”为整机复归按钮；“XD”为指示灯。
图3为携带式微机型相位时间频率计外壳的背面图。图中四组接线柱分别为相位信号u2、I2、I1、u1的输入端子；“K1”、“K2”为相位测量信号的选择开关。
现参照附图作进一步说明一、相位测量由相位测量系统(1)负责工作。测量前按下面板上“φ”键，信号由背面相应端子输入，经选择开关(K1、K2)选择后，二路信号(e1、e2)分别经输入滤波器(11、12)滤波，经放大整形回路(13、14)放大、零鉴别，完成正弦波到方波的整形后，再经隔离脉冲变压器(15、16)隔离输出，然后两路信号(e′1、e′2)送到信号组合回路(17)第一路信号经展宽后作相位(t)形式直接输出(示e″1)，第二路信号与第一路信号组合以两信号相位差(Δt)的形式输出(示e″2)，两信号(e″1、e″2)送到总测量项目选择部分(4)选择后，由计算机部分(5)计算出所测信号的相角差φ＝ (Δt·2MC)/(t·2MC) ·360(度)(2MC为机内时钟频率)然后送到显示部分(6)显示出两被测信号间的相角差。
二、频率(f)、周期(T)、周期倒数( 1/(T) )的测量由频率(周期)测量系统(2)负责工作，信号由“FT”端子输入，按下面板上相应测量项目键(“F”或“T”或“ 1/(T) ”)，信号经输入放大回路(21)限幅放大，整形回路(22)整形后，一路信号(f)直接到总测量项目选择部分(4)选择，再经微型计算机部分(5)控制计数后由数字显示部分(6)显示出被测信号的频率数。另一路信号经扩展回路(23)扩展后，送总测量项目选择部分(4)选择，再经微型计算机部分(5)控制计算，由数字显示部分(6)显示出被测信号的周期数。周期倒数( 1/(T) )测量与周期(T)测量的硬件回路完全相同，当按下“ 1/(T) ”键后，由微机部分(5)在测得周期(T)的基础上执行一次倒数运算，并以频率形式输出显示。
三、时间(S)测量由时间测量系统(3)工作。信号接入面板“S1”或“S2”的一路端子，或同时接入两路信号，当按下“S”键和它下面两排相应的功能键时，输入信号经时间项目选择回路(31)选择限幅，整形后，再经信号组合回路(32)组合，经总测量项目选择部分(4)选择，微机部分(5)控制计数后，由数字显示部分(6)显示出被测信号的时间值。
携带式微机型相位时间频率计的样机经国家标准计量部门最高标准机检验，达到本文所述指标。
权利要求
1.一种用于测量相位、时间、频率(周期)的带有微型计算机和数字显示器的携带式微机型相位时间频率计，其特征在于是由测量精度为±0.2°、分辩率为0.01°，可以测量电压与电流之间、两电压之间、两电流之间相位的相位测量系统(1)和测量精度为±0.02%±0.1ms、分辩率为0.1ms、测量范围为0.1ms～99900、0ms的时间测量系统(3)和测量精度为2×10-5±1个字、量程为1、0HZ～999000HZ、0、05ms～999ms，可以测量频率、周期、周期倒数的频率(周期)测量系统(2)所组成的。
2.根据权利要求
1所述的携带式微机型相位时间频率计，其特征在于所说的相位测量系统(1)是由信号选择开关(K1、K2)、输入滤波器(11、12)、放大及整形回路(13、14)、隔离脉冲变压器(15、16)，信号组合回路(17)和测量项目选择部分(4)，微型计算机部分(5)，数字显示部分(6)所组成的。
3.根据权利要求
1或2所述的携带式微机型相位时间频率计，其特征在于所说的时间测量系统(3)是由测量时间项目选择回路(31)，信号组合回路(32)和总测量项目选择部分(4)，微型计算机部分(5)，数字显示部分(6)所组成的。
4.根据权利要求
3所述的携带式微机型相位时间频率计，其特征在于所说的频率(周期)测量系统(2)是由输入放大回路(21)，整形回路(22)，扩展回路(23)和总测量项目选择部分(4)，微型计算机部分(5)，数字显示部分(6)所组成的。
专利摘要
一种用于测量相位、时间、频率、周期及周期倒数的携带式微机型相位时间频率计，由相位测量(1)，时间测量(3)，频率(周期)测量(2)三个系统组成。测量数据由微机(5)统一处理，数字显示(6)显示。可连续测量0°～360°的两电压间、两电流间、电压与电流间的相位，精度为+0.2°，分辨率为0.01°。测量时间和频率(周期)的功能与702ms计和pb-2表基本相同。整机精度高，体积小，成本低，携带使用方便。
文档编号G01R23/00GK86205140SQ86205140
公开日1987年8月5日 申请日期1986年7月15日
发明者施亚民 申请人:浙江省送变电工程公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan