في أي الحدود تختلف زاوية تحول الطور؟ قياس التحول المرحلة

عند حل عدد من المشكلات العملية، غالبًا ما يكون من الضروري الحصول على تحول طور معين، ليس فقط في الحجم، ولكن أيضًا في اتجاه معين. تم وصف هذه الأمثلة في المقالة "مجموعات اتصال المحولات".

التحول بمقدار 30 و 60 درجة.

من خلال توصيل اللفات في النجمة والمثلث، يتم الحصول على التحولات التي تكون مضاعفات 30 درجة، اعتمادًا على ما (النهايات والبدايات) المرتبطة بماذا وفي أي اتجاه (من الطور أإلى المرحلة بأو العكس) يتم الحصول على تحول في اتجاه أو آخر.

عند الاتصال بشكل متعرج - نجمة (راجع المقالة "مخطط اتصال متعرج")، يتم توصيل نهاية قسم واحد بنهاية قسم آخر وتتغير الزاوية بمقدار 30 درجة إذا لم تقم بتوصيل النهاية بالنهاية، ولكن من النهاية إلى البداية، ثم ستدور المتجهات بمقدار 60 درجة (انظر الشكل 4، في المقالة "بعض الأخطاء في التوصيلات النجمية والمثلثية والمتعرجة"). وبعبارة أخرى، من خلال إعادة توصيل اللفات، يمكنك بسهولة الحصول على تحول من 30 و 60 درجة.

ويجب أن يوضع في الاعتبار ما يلي. أولاً، عند إعادة توصيل اللفات، لا يمكن تغيير الزاوية فقط (وهو أمر مطلوب)، ولكن أيضًا الجهد (انظر الشكل 4، V، في مقال "بعض الأخطاء عند الاتصال بنجمة أو مثلث أو متعرج"). ثانياً، توصيل الملفين في اتجاهين متعاكسين - كحالة متطرفة - أو تغيير الزاوية بينهما يمكن أن يقلل من المفاعلة الحثية، وهذا سيؤدي إلى زيادة التيار. زيادة التيار تشكل خطورة على اللف، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي إلى تشبع الدائرة المغناطيسية. الأمر أكثر خطورة مما قد يبدو للوهلة الأولى، وبالتالي، دون التأكد من أن التيار لم يتجاوز القيمة المحددة، لا يمكن إجراء عمليات إعادة الاتصال.

التحول بمقدار 90 درجة.

دعونا نلقي نظرة على مثال شائع للحصول على تحول بمقدار 90 درجة. في الشكل 1، أيظهر تفعيل مقياس الطاقة التفاعلية. ملاحظة: اللف الحالي (الخط السميك) في الطور أ، ولف الجهد متصل بالمراحل بو ج. بالإشارة إلى الرسم البياني المتجه في الشكل 1، ب، فمن السهل أن نرى أنه بهذه الطريقة البسيطة يتم الحصول على تحول قدره 90 درجة، وهو ما هو مطلوب في هذه الحالة.

الشكل 1. الحصول على مرحلة التحول 90 درجة.

التحول إلى أي زاوية من 0 إلى 90 درجة

من السهل الحصول عليها منظم المرحلة- محول دوار ثلاثي الطور. إنها آلة غير متزامنة مع دوار مغلق. من خلال تحويل الجزء المتحرك بالنسبة إلى الجزء الثابت، يتم تغيير مرحلة القوة الدافعة الكهربائية (emf) للجزء المتحرك بسلاسة دون تغيير قيمتها (الحجم).

من الضروري التمييز بين منظم الطور والمنظم المحتمل، والذي يسمى أيضًا منظم الحث. في منظم الطور، يتغير الطور فقط؛ في المنظم المحتمل يتغير الجهد والمرحلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن اللفات الأولية والثانوية لمنظم الطور تكون معزولة بشكل متبادل، بينما تكون اللفات الخاصة بالمنظم المحتمل متصلة.

دعونا نلاحظ في الختام أنه يمكن أيضًا الحصول على أي تحولات في الطور من خلال ربط المقاومات والسعات النشطة والحثية. تستخدم هذه المحولات على نطاق واسع وتسمى ثابتة.

يمكن أن تختلف المراحل الأولية للتذبذبات الجيبية الكهرومغناطيسية للجهد الأولي والثانوي، مع تردد بنفس القيمة، بشكل كبير عن طريق زاوية تحول طور معينة (الزاوية φ). يمكن أن تتغير الكميات المتغيرة بشكل متكرر خلال فترة زمنية معينة بتردد معين. إذا لم تتغير العمليات الكهربائية وكان تحول الطور صفراً، فهذا يشير إلى تزامن مصادر قيم الجهد المتناوب، على سبيل المثال، المحولات. يعد تحول الطور عاملاً محددًا لعامل الطاقة في الشبكات الكهربائية ذات التيار المتردد.

يتم العثور على زاوية تحول الطور إذا لزم الأمر، ثم إذا كانت إحدى الإشارات إشارة مرجعية، والإشارة الثانية ذات الطور في البداية تتزامن مع زاوية تحول الطور.

يتم قياس زاوية تحول الطور باستخدام جهاز به خطأ طبيعي.

يمكن لمقياس الطور قياس زاوية التحول ضمن النطاق من 0 درجة مئوية إلى 360 درجة مئوية، وفي بعض الحالات من -180 درجة مئوية إلى +180 درجة مئوية، ويمكن أن يتراوح نطاق ترددات الإشارة المقاسة من 20 هرتز إلى 20 جيجا هرتز. يكون القياس مضمونًا إذا كان جهد إشارة الدخل يتراوح بين 1 مللي فولت و100 فولت، ولكن إذا تجاوز جهد إشارة الدخل هذه الحدود، فلا يتم ضمان دقة القياس.

طرق قياس زاوية الطور

هناك عدة طرق لقياس زاوية الطور، وهي:

1. باستخدام راسم الذبذبات ثنائي الشعاع أو ثنائي القناة.
2. تعتمد طريقة التعويض على مقارنة إزاحة الطور المقاسة مع إزاحة الطور التي يوفرها مبدل الطور المرجعي.
3. تتكون طريقة مجموع الفرق من استخدام إشارات الموجة المربعة التوافقية أو ذات الشكل.
4. تحويل تحول الطور في المجال الزمني.

كيفية قياس زاوية الطور باستخدام راسم الذبذبات

يمكن اعتبار طريقة رسم الذبذبات هي الأبسط مع وجود خطأ يبلغ حوالي 5 درجات. يتم تحديد التحول باستخدام الذبذبات. هناك أربع طرق ذبذبية:

1. تطبيق الاجتياح الخطي.
2. طريقة القطع الناقص.
3. طريقة المسح الدائري.
4. استخدام علامات السطوع.

يعتمد تحديد زاوية تحول الطور على طبيعة الحمل. عند تحديد تحول الطور في الدوائر الأولية والثانوية للمحول، يمكن اعتبار الزوايا متساوية ولا تختلف عمليا عن بعضها البعض.

إن زاوية الطور للجهود، المقاسة باستخدام مصدر تردد مرجعي وباستخدام عنصر قياس، تجعل من الممكن ضمان دقة جميع القياسات اللاحقة. تعتمد جهود الطور وزاوية تحول الطور على الحمل، لذا فإن الحمل المتماثل يحدد تساوي جهد الطور وتيارات الحمل وزاوية تحول الطور، وسيكون الحمل من حيث استهلاك الطاقة في جميع مراحل التركيب الكهربائي متساويًا أيضًا.

زاوية الطور بين التيار والجهد في دوائر ثلاثية الطور غير متناظرة لا تساوي بعضها البعض. من أجل حساب زاوية تحول الطور (الزاوية φ)، يتم تضمين المقاومة المتصلة بالسلسلة (المقاومات)، والمحاثة والمكثفات (المكثفات) في الدائرة.

من نتائج التجربة يمكن تحديد أن تحول الطور بين الجهد والتيار يعمل على تحديد الحمل ولا يمكن الاعتماد على التيار والجهد المتغيرين في الشبكة الكهربائية.

وفي الختام يمكننا أن نقول ما يلي:

1. العناصر المكونة للمقاومة المعقدة، مثل المقاوم والسعة، وكذلك الموصلية، لن تكون كميات متبادلة.
2. وغياب أحد العناصر يجعل القيمتين المقاومة والتفاعلية، وهما جزء من مركب المقاومة والتوصيل، ويجعلهما كميات متبادلة.
3. وتستخدم الكميات التفاعلية في المقاومة المعقدة والموصلية بعلامة معاكسة.

يتم دائمًا التعبير عن زاوية الطور بين الجهد والتيار باعتبارها العامل المسبب الرئيسي في المقاومة المعقدة φ.

قانون أوم للتيار المتردد

إذا كانت الدائرة لا تحتوي على مكونات نشطة فحسب، بل تحتوي أيضًا على مكونات تفاعلية (السعة، الحث)، والتيار جيبي بتردد دوري ω، فسيتم تعميم قانون أوم؛ الكميات المتضمنة فيه تصبح معقدة:

ش = أنا ض

ش = ش 0 ه iωt- الجهد أو فرق الجهد،

أنا- القوة الحالية،

ض = إعادة -iδ- المقاومة المعقدة (المعاوقة)،

ص = (ر أ 2 + ر ص 2 ) 1/2 - المقاومة الكلية،

ر ص = ωL - 1/ωC- المفاعلة (الفرق بين الاستقرائي والسعة)،

ر أ- مقاومة نشطة (أومية)، مستقلة عن التردد،

δ = -arctg R ص / ر أ- تحول الطور بين الجهد والتيار.

في هذه الحالة، يمكن إجراء الانتقال من المتغيرات المعقدة في قيم التيار والجهد إلى القيم الحقيقية (المقاسة) عن طريق أخذ الجزء الحقيقي أو التخيلي (ولكن في جميع عناصر الدائرة نفسها!) القيم المعقدة لهذه الكميات. وبناء على ذلك، يتم إنشاء التحول العكسي، على سبيل المثال، ش = ش 0 الخطيئة (ωt + φ)مثل هذا الاختيار ش = ش 0 ه iωt، ماذا أنانش = ش. ثم يجب مراعاة جميع قيم التيارات والفولتية في الدائرة F = صندوق النقد الدولي.

إذا كان التيار يتغير بمرور الوقت، لكنه ليس جيبيًا (أو حتى دوريًا)، فيمكن تمثيله كمجموع مكونات فورييه الجيبية. بالنسبة للدوائر الخطية، يمكن اعتبار مكونات تمديد فورييه للتيار تعمل بشكل مستقل.

تجدر الإشارة أيضًا إلى أن قانون أوم ليس سوى أبسط تقريب لوصف اعتماد التيار على فرق الجهد، وبالنسبة لبعض الهياكل فهو صالح فقط في نطاق ضيق من القيم. لوصف أنظمة أكثر تعقيدًا (غير خطية)، عندما لا يمكن إهمال اعتماد المقاومة على التيار، فمن المعتاد مناقشة خاصية الجهد الحالي. ويلاحظ أيضًا الانحرافات عن قانون أوم في الحالات التي يكون فيها معدل تغير المجال الكهربائي مرتفعًا جدًا بحيث لا يمكن إهمال القصور الذاتي لحاملات الشحنة.

2. ما هو تحول الطور بين الجهد والتيار في دائرة تحتوي على ملف أو سعة؟

تحول المرحلة- الفرق بين المراحل الأولية لكميتين متغيرتين تتغيران بشكل دوري مع مرور الوقت بنفس التردد. إن تحول الطور هو كمية بلا أبعاد ويمكن قياسه بالدرجات أو الراديان أو كسور الفترة. في الهندسة الكهربائية، يُحدد تحول الطور بين الجهد والتيار عامل القدرة في دوائر التيار المتردد.

في الهندسة الراديوية، تُستخدم دوائر RC على نطاق واسع، والتي تغير الطور بمقدار 60 درجة تقريبًا. لتحويل الطور بمقدار 180 درجة، تحتاج إلى توصيل ثلاث سلاسل RC على التوالي. تستخدم في مولدات RC.

إن المجال الكهرومغناطيسي المستحث في الملفات الثانوية للمحول لأي شكل حالي يتطابق في الطور والشكل مع المجال الكهرومغناطيسي في الملف الأولي. عندما يتم تشغيل اللفات في الطور المضاد، يقوم المحول بتغيير قطبية الجهد اللحظي إلى الاتجاه المعاكس، وفي حالة الجهد الجيبي، فإنه يغير الطور بمقدار 180 درجة. تستخدم في مولد مايسنر، الخ.

الشكل 305

أرز. 305. خبرة في الكشف عن تحولات الطور بين التيار والجهد: على اليسار - رسم تخطيطي للتجربة، على اليمين - النتائجيعطي شكل الجهد بين لوحات المكثف (النقطتان أ و ب) ، لأنه في هذه الحلقة من راسم الذبذبات يتناسب التيار في كل لحظة من الزمن مع الجهد. تظهر التجربة أنه في هذه الحالة يتم إزاحة منحنيات التيار والجهد في الطور، حيث يقود التيار الجهد في الطور بمقدار ربع الفترة (p/2). إذا استبدلنا المكثف بملف ذي محاثة عالية (الشكل 305، ب)، فسيتبين أن التيار خارج الطور مع الجهد بمقدار ربع الفترة (بنسبة p/2). أخيرًا، وبنفس الطريقة يمكن إثبات أنه في حالة المقاومة النشطة، يكون الجهد والتيار في الطور (الشكل 305، ج). في الحالة العامة، عندما لا يحتوي قسم من الدائرة على مقاومة نشطة فحسب، بل أيضًا مقاومة تفاعلية (سعوية أو تحريضية أو كليهما)، فإن الجهد بين طرفي هذا القسم يتم إزاحته بالطور بالنسبة إلى التيار، ويتراوح نطاق إزاحة الطور من +p/2 إلى -p/2 ويتم تحديده من خلال النسبة بين النشاط والمفاعلة لقسم معين من الدائرة. ما هو السبب المادي لتحول الطور الملحوظ بين التيار والجهد؟ إذا كانت الدائرة لا تحتوي على مكثفات وملفات، أي أنه يمكن إهمال المقاومة السعوية والحثية للدائرة مقارنة بالمقاومة النشطة، فإن التيار يتبع الجهد، ويمر معه في نفس الوقت من خلال القيم القصوى والصفر، كما هو موضح في الشكل تين. 305، ق. إذا كانت الدائرة لديها محاثة ملحوظة ل، ثم عندما يمر التيار المتردد من خلاله، أ المجالات الكهرومغناطيسية. الحث الذاتي. يتم توجيه هذا المجال الكهرومغناطيسي، وفقًا لقاعدة لينز، بطريقة تميل إلى التداخل مع تلك التغييرات في المجال المغناطيسي (وبالتالي التغيرات في التيار الذي يخلق هذا المجال) التي تسبب القوى الدافعة الكهربية. د.س. تعريفي. مع زيادة التيار، ه. د.س. ويمنع الحث الذاتي هذه الزيادة، وبالتالي يصل التيار إلى الحد الأقصى في وقت متأخر عن غياب الحث الذاتي. مع انخفاض التيار ، ه. د.س. يميل الحث الذاتي إلى الحفاظ على التيار وسيتم الوصول إلى القيم الحالية الصفرية في وقت لاحق عما هو عليه في حالة عدم وجود الحث الذاتي. وبالتالي، في وجود التحريض، يتأخر التيار في الطور مع التدفق الخارجي في غياب الحث، وبالتالي يتأخر في الطور مع جهده. إذا كانت المقاومة النشطة للدائرة ريمكن إهمالها مقارنة بمفاعلتها الحثية XL=wL، ثم الفارق الزمني للتيار والجهد يساوي تي/4(تحول المرحلة هو ص/2)، أي الحد الأقصى شيتزامن مع أنا = 0، كما هو مبين في الشكل. 305، ب. في الواقع، في هذه الحالة الجهد عبر المقاومة النشطة ري = 0، لأن ص = 0، وبالتالي كل الضغوط الخارجية شتتم موازنة القوة الدافعة الكهربية المستحثة المقابلة لها في الاتجاه: u=LDi/Dt. وهكذا الحد الأقصى شيتزامن مع الحد الأقصى دي/دت، أي يحدث في اللحظة التي أنايتغير بسرعة أكبر، ويحدث هذا عندما أنا = 0. على العكس من ذلك، في الوقت الذي أنايمر عبر القيمة القصوى، والتغيير الحالي هو الأصغر ( دي/دت=0) أي في هذه اللحظة ش=0.إذا كانت المقاومة النشطة للدائرة R ليست صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها، فإن جزءًا من الجهد الخارجي ينخفض ​​عبر المقاومة ر، ويتم موازنة الباقي بواسطة e. د.س. الحث الذاتي: ش=ري+LDi/Dt. في هذه الحالة الحد الأقصى أناالمسافة من الحد الأقصى وفي وقت أقل من تي/4(مرحلة التحول أقل ص/2) كما هو مبين

لنقم بالتجربة التالية. لنأخذ راسم الذبذبات مع حلقتين موصوفتين في الفقرة 153 ونوصله بالدائرة بحيث (الشكل 305، أ) تكون الحلقة 1 متصلة بالدائرة على التوالي مع المكثف، والحلقة 2 موازية لهذا المكثف. من الواضح أن المنحنى الذي تم الحصول عليه من الحلقة 1 يصور شكل التيار الذي يمر عبر المكثف، ومن الحلقة 2 يعطي شكل الجهد بين لوحات المكثف (النقاط و )، لأنه في هذا الذبذبة حلقة التيار في كل لحظة الوقت يتناسب مع الجهد. تظهر التجربة أنه في هذه الحالة يتم إزاحة منحنيات التيار والجهد في الطور، حيث يقود التيار الجهد في الطور بمقدار ربع الفترة (بواسطة). إذا أردنا استبدال المكثف بملف ذو محاثة عالية (الشكل 305، ب)، فسيتبين أن التيار خارج الطور مع الجهد بمقدار ربع الفترة (بواسطة ). أخيرًا، وبنفس الطريقة يمكن إثبات أنه في حالة المقاومة النشطة، يكون الجهد والتيار في الطور (الشكل 305، ج).

أرز. 305. خبرة في الكشف عن تحولات الطور بين التيار والجهد: على اليسار - مخطط تجريبي، على اليمين - النتائج

في الحالة العامة، عندما لا يحتوي قسم من الدائرة على مقاومة نشطة فحسب، بل أيضًا مقاومة تفاعلية (سعوية أو حثية أو كليهما)، فإن الجهد بين طرفي هذا القسم يتم إزاحته بالطور بالنسبة للتيار، ويكمن تحول الطور في النطاق من إلى ويتم تحديده من خلال العلاقة بين المقاومة النشطة والمتفاعلة لقسم معين من الدائرة.

ما هو السبب المادي لتحول الطور الملحوظ بين التيار والجهد؟

إذا كانت الدائرة لا تحتوي على مكثفات وملفات، أي أنه يمكن إهمال المقاومة السعوية والحثية للدائرة مقارنة بالمقاومة النشطة، فإن التيار يتبع الجهد، ويمر معه في نفس الوقت من خلال القيم القصوى والصفر، كما هو موضح في الشكل تين. 305، ق.

إذا كانت الدائرة تحتوي على محاثة ملحوظة، فعندما يمر تيار متردد عبرها، يحدث انبعاث في الدائرة. د.س. الحث الذاتي. هذا ه. د.س. وفقًا لقاعدة لينز، يتم توجيهه بطريقة تميل إلى منع تلك التغييرات في المجال المغناطيسي (وبالتالي التغيرات في التيار الذي يخلق هذا المجال) التي تسبب ه. د.س. تعريفي. مع زيادة التيار، ه. د.س. ويمنع الحث الذاتي هذه الزيادة، وبالتالي يصل التيار إلى الحد الأقصى في وقت متأخر عن غياب الحث الذاتي. مع انخفاض التيار ، ه. د.س. يميل الحث الذاتي إلى الحفاظ على التيار وسيتم الوصول إلى القيم الحالية الصفرية في وقت لاحق عما هو عليه في حالة عدم وجود الحث الذاتي. وبالتالي، في وجود التحريض، يكون التيار خارج الطور مع التيار في غياب الحث، وبالتالي خارج الطور مع جهده.

إذا كان من الممكن إهمال المقاومة النشطة للدائرة مقارنة بمقاومتها الحثية، فإن الفارق الزمني للتيار من الجهد يكون متساويًا (تحول الطور يساوي)، أي أن الحد الأقصى يتزامن مع، كما هو موضح في الشكل. 305، ب. في الواقع، في هذه الحالة يكون الجهد عبر المقاومة النشطة، وبالتالي، يتم موازنة كل الجهد الخارجي بواسطة e. د.س. الاستقراء وهو معاكس له في الاتجاه : . وبالتالي فإن الحد الأقصى يتزامن مع الحد الأقصى، أي أنه يحدث في اللحظة التي يتغير فيها بشكل أسرع، ويحدث هذا عندما . على العكس من ذلك، في اللحظة التي يمر فيها بالقيمة القصوى، يكون التغير الحالي أصغر، أي في هذه اللحظة.

إذا كانت المقاومة النشطة للدائرة ليست صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها، فإن جزءًا من الجهد الخارجي ينخفض ​​عبر المقاومة، ويتم موازنة الباقي بواسطة e. د.س. الحث الذاتي: . وفي هذه الحالة يتم فصل الحد الأقصى عن الحد الأقصى زمنياً بمقدار أقل من (إزاحة الطور أقل)، كما هو موضح في الشكل. 306. يظهر الحساب أنه في هذه الحالة يمكن حساب تأخر المرحلة باستخدام الصيغة

. (162.1)

عندما يكون لدينا و، كما هو موضح أعلاه.

أرز. 306. تحول الطور بين التيار والجهد في دائرة تحتوي على مقاومة نشطة وتحريضية

إذا كانت الدائرة تتكون من مكثف ويمكن إهمال المقاومة النشطة، فسيتم شحن لوحات المكثف المتصلة بمصدر تيار بجهد وينشأ جهد بينهما. يتبع الجهد الموجود على المكثف جهد المصدر الحالي على الفور تقريبًا، أي أنه يصل إلى الحد الأقصى في نفس الوقت ويصل إلى الصفر عندما.

تظهر العلاقة بين التيار والجهد في هذه الحالة في الشكل. 307، أ. في الشكل. 307،ب يصور بشكل تقليدي عملية إعادة شحن مكثف مرتبط بظهور تيار متردد في الدائرة.

أرز. 307. أ) تحول الطور بين الجهد والتيار في دائرة ذات سعة في غياب المقاومة النشطة. ب) عملية إعادة شحن مكثف في دائرة التيار المتردد

عندما يتم شحن المكثف إلى الحد الأقصى (أي، وبالتالي يكون له قيمة قصوى)، فإن التيار وكل طاقة الدائرة هي الطاقة الكهربائية للمكثف المشحون (النقطة في الشكل 307، أ). مع انخفاض الجهد، يبدأ المكثف في التفريغ ويظهر التيار في الدائرة؛ يتم توجيهه من اللوحة 1 إلى اللوحة 2، أي نحو الجهد. لذلك، في الشكل. 307، وتم تصويره على أنه سلبي (النقاط تقع أسفل محور الزمن). بحلول الوقت المحدد، يتم تفريغ المكثف بالكامل (و)، ويصل التيار إلى قيمته القصوى (النقطة)؛ الطاقة الكهربائية تساوي صفرًا، ويتم تقليل كل الطاقة إلى طاقة المجال المغناطيسي الناتج عن التيار. علاوة على ذلك، يتغير الجهد، ويبدأ التيار في الضعف، مع الحفاظ على نفس الاتجاه. عندما تصل (و) إلى الحد الأقصى، ستصبح كل الطاقة كهربائية مرة أخرى، والتيار (النقطة). بعد ذلك (و) يبدأ في الانخفاض، يتم تفريغ المكثف، ويزداد التيار، والآن له اتجاه من اللوحة 2 إلى اللوحة 1، أي إيجابي؛ يصل التيار إلى الحد الأقصى في اللحظة التي تكون فيها (النقطة) وما إلى ذلك. 307، ولكن من الواضح أن التيار يصل إلى حده الأقصى أبكر من الجهد ويمر عبر الصفر، أي أن التيار يتقدم على الجهد في الطور، كما هو موضح أعلاه.

أرز. 308. تحول الطور بين التيار والجهد في دائرة تحتوي على مقاومة نشطة وسعوية

تميز المرحلة القيمة اللحظية للإشارة التوافقية عند نقطة زمنية معينة. وحدة قياس الطور هي الدرجة الكهربائية أو الراديان. يتم تحديد تحول المرحلة بطريقتين رئيسيتين: التقييم المباشر والمقارنة.

تشتمل عدادات الطور للتقييم المباشر على الأجهزة الكهروميكانيكية التناظرية ذات آلية القياس، وعدادات الطور الإلكترونية التناظرية، وعدادات الطور الرقمية.

يتم قياس طريقة المقارنة باستخدام راسم الذبذبات. يتم استخدام هذه الطريقة في الدوائر منخفضة الطاقة، مع مستوى صغير من الإشارات المقاسة، عندما لا تكون هناك حاجة إلى دقة عالية. للحصول على نتائج أكثر دقة، يتم استخدام طريقة التعويض، حيث يعمل راسم الذبذبات كمؤشر لمساواة الطور.

عند القياس في نطاق تردد الإشارات من عدة عشرات إلى 6-8 كيلو هرتز، يتم استخدام أجهزة قياس النسبة، مما يجعل من الممكن قياس إشارات السعة الكبيرة بدقة منخفضة واستهلاك داخلي مرتفع للجهاز.

أجهزة قياس الطور الإلكترونية التناظرية. يعتمد تشغيل دائرة ثنائية القناة، وهي عبارة عن مقياس طور إلكتروني تناظري، على تحويل زاوية التحول بين الإشارات إلى فواصل زمنية بين النبضات ت، تليها التحويل إلى الفرق الحالي برنامج المقارنات الدولية، والتي تتناسب قيمتها المتوسطة مع هذه الزاوية.

تتم كتابة الصيغة التي تعبر عن اعتماد زاوية التحول على تيار الخرج للدائرة على النحو التالي:

Ψ=(180*Icp)/IM;

أين Ψ - زاوية تحول الطور؛
برنامج المقارنات الدولية- متوسط ​​قيمة فرق التيار عند خرج الدائرة؛
أنا- سعة نبضات الإخراج.

الإشارات التوافقية U1و U2يتم توفيرها على التوالي إلى عناصر إدخال الإشارة والإشارة للدائرة. عنصر الإدخال هو محدد مكبر للصوت لإشارة الدخل ويستخدم لتحويل الإشارات الجيبية إلى سلسلة من النبضات ذات منحدر حافة ثابت.

تنتج الهزازات المتعددة المتزامنة، تحت تأثير إشارة الدخل، نبضات مستطيلة (الرسم البياني 3). إشارات الإخراج للهزازات المتعددة لها مدة ثابتة تي/2وتحولت بالنسبة لبعضها البعض لفترة من الوقت ΔT، متناسبة مع الزاوية ψ .

يتم تغذية إشارة الخرج من الأجزاء المرجعية والإشارة للدائرة إلى عنصر تمييز خاص، عند خرجه يتم إنشاء إشارات الذروة. يتم تحويل النبضات الإيجابية إلى حواف، والنبضات السلبية إلى قطع (الرسم البياني 4).

يتم استقبال الإشارات التالية عند مخرج الهزاز المتعدد. يوم عطلة إم فيالقناة المرجعية: نبض إيجابي للقناة المرجعية ونبض سلبي لقناة القياس. خرج MF لقناة القياس: نبض إيجابي لقناة القياس ونبض سلبي للقناة المرجعية.

وفي الوقت نفسه، عند إخراج المرجع إم فييتم الحصول على إشارة المدة (T/2+ΔT)، وعند مخرج القياس MV–(T/2-ΔT).

يُظهر مقياس ميكرومتر متصل بفرق النبض في مخرجات MV متوسط ​​قيمة الفرق الحالي:

Icp=(2ΔT/T)Im;

إذا قمنا باستبدال الصيغ في هذا التعبير ψ=ωΔT, ω=2π/T، نحصل على:

ψ=360°ΔT/T=(180°Icp)/Im;

تتم معايرة مقياس الأميتر بوحدات زاوية الطور. يعتمد الخطأ عند استخدام هذه الطريقة على فئة دقة الجهاز.

عدادات المرحلة الرقمية. يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة الرقمية على التبعية ψ=360°ΔT/T، ولكن بدلا من المضاعف ΔT/Tتتضمن الصيغة قيمة عدد نبضات العينة ن. يتم توضيح تشغيل مقياس الطور الرقمي في الشكل 2.

يعتمد الوقت المفتوح لمحدد الوقت على الفترة المقاسة ت. خلال هذه الفترة الزمنية، تمر إشارة التردد المرجعي عبر محدد الوقت فووالمدة المثالية الذي - التي، التي ينتجها مولد الطابع الزمني. عدد النبضات نلهذه الفترة تسيكون:

ن=ت/إلى؛

إشارات الإدخال U1و U2من خلال أداة تشكيل النبض القوية يتم تحويلها إلى سلسلة من النبضات يتم تغييرها بمرور الوقت بواسطة ΔT، بما يتناسب مع تحول الطور للإشارات. وقت الحالة المفتوحة للمحدد المؤقت هو ΔT، وعدد النبضات المفقودة من التردد المرجعي يساوي:

ن = ΔT / إلى؛

ثم التبعية ψ على التردد وعدد نبضات التردد المرجعي سيتم كتابتها على النحو التالي:

ψ=360°n/Nأو ψ=360°(fo/f)n;

يتم استخدام عدادات التردد هذه بشرط أن يكون التردد المرجعي أكثر من 1000 مرة من تردد الإشارة.

لقياس متوسط ​​تحول الطور، يتم إضافة محدد وقت آخر يتم التحكم فيه بواسطة مقسم الجهد إلى دائرة مقياس الطور الرقمي. في هذه الحالة، عدة مجموعات من النبضات تتناسب مع حجم زاوية التحول سوف تمر عبر محددين زمنيين متصلين تسلسلياً.

القياس بطريقة المقارنة. لتحديد تحول الطور عن طريق المقارنة، يتم استخدام راسم الذبذبات الإلكتروني. تحول المرحلة ψ تم العثور عليها من خلال معلمات الأشكال الموضحة على شاشة راسم الذبذبات الذي يعمل في وضع المسح الخطي أو الدائري.

عند استخدام راسم الذبذبات ثنائي الشعاع، يتم توفير إشارتين من نفس التردد إلى لوحات الانحراف العمودي، والتي يتم قياس تحول الطور بينها. عند دمج الخطوط الأفقية لإشارتين، يُلاحظ الرسم البياني في الشكل 3 على شاشة راسم الذبذبات بناءً على المقاطع المقاسة حسب المقياس أبو تيار متردديُعرِّف:

ψ=360°ΔТ/Т=360°.

ويكمن خطأ هذه الطريقة في عدم الدقة في تحديد الشرائح أبو تيار متردد، والمحاذاة غير الدقيقة للخطوط الأفقية، وسمك شعاع الضوء على الشاشة.

عند القياس ψ وفقا لأرقام ليساجوس، يتم توفير الفولتية المقاسة للمدخلات الأفقية والرأسية لمرسمة الذبذبات. يظهر شكل بيضاوي الشكل على الشاشة.

يتم محاذاة مركز القطع الناقص مع مركز نظام الإحداثيات. قياس حجم الأجزاء على الشاشة أو في، تم العثور على تحول الطور بالصيغة:

ψ=arctg(A/B);

خطأ في القياس ψ باستخدام طريقة رقم ليساجوس هي 5-10%. عيب آخر لهذه الطريقة هو قياس تحول الطور دون تحديد الإشارة.

يتم حل هذا العيب على النحو التالي: الجهد u2يتم تغذيتها في وقت واحد إلى اللوحات الأفقية وإلى مُعدِّل أنبوب أشعة الكاثود مع تحول طور قدره 90 درجة. وعلاوة على ذلك، في مجال القيم الإيجابية ψ - يتوهج الجزء العلوي من الشكل الناقص بشكل أكثر سطوعًا، وعندما يكون سلبيًا، يتوهج الجزء السفلي بشكل أكثر سطوعًا.

التعاريف الأكثر دقة ψ يتم تنفيذها باستخدام طريقة التعويض. للقيام بذلك، يتم استخدام ناقل الطور القياسي (دائرة RC أو جسر أو دائرة محول) متصل بدائرة أحد الفولتية. يقدم مبدل الطور إزاحة طور مساوية، ولكنها معاكسة، للتحول المقاس ψ .

عند التحول ψ على شاشة راسم الذبذبات، سينحرف الخط المائل إلى اليمين عن الوضع الرأسي. إذا انحرف الخط إلى اليسار، فإن التحول يساوي (180°-ψ).