相位测量仪的使用详解

2021-09-13 18:10:14 MetInfo

在现代高科技的电子技术中,相位数是最基本的参数之一,相位的准确性就直接与许多其他外参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此相位的准确测量就会显得更为重要。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,也同时是相位测量的重要手段之一,其中时钟服务器显得尤为重要。

低频数字式相位测量仪测试方法

(1)示波器法

示波器法是把两个被测信号同时加到双踪示波器的两个Y通道,直接进行比较,根据两个波形的时间间隔△T与波形周期T的比,计算相位差Φ。示波器测量相位差缺点是精度不高。

(2)零示法

零示法其实是将被测信号和可变移相器串联然后和另一同频率信号同时加在相位比较器如示波器、指示器等上,调节可变移相器,使比较器指示零值相位,则移相器上的读值即为两信号间的相位差。这种测量方法的精度决定于所使用的移相器的精度,一般达十分之几度。

(3)直读式相位计法

直读式相位计最大的优势就是可以直接读取相位差。同事其测量速度也比较快,还能显示相位变化。一般而言直读测量相位差的方法有:数字式直读相位计法、矢量电压表法相敏检波器法和环形调制器法。其中前两种是目前低频数字式相位测量仪测试方法中最常见的,具体测试方法如下:

a、数字式直读相位计法

测量相位差的基本原理与测量时间间隔大体相同,见时频测量。即将被测两信号电压经过脉冲形成电路,变换成尖脉冲,去控制双稳态触发器,由此产生宽度为△T的闸门信号。使时间闸门开启,时钟振荡器产生频率为f0的标准脉冲通过时间闸门加到计数器,计数值为N。可证明两信号间的相位差Φ正比于N,它们之间的相位差直接可以在计数器上读出。但是这种数字式直读相位计法适用于低频信号相位差的测量。

b、矢量电压表法

采用取样电路,将1~1 000MHz信号频率降低到固定的低频频率。

我公司研发生产的属于低频数字式相位测量仪,主要应用于电力系统中相电压的相位差测量、无线电导航系统、相控雷达阵、自动控制系统的测距和定位等。

西安同步电子结合客户需求研发生产销售的低频相位测量仪是一款集相位测量,频率测量,幅值测量的多功能频率相位测量仪器。

该款设备采用大尺寸液晶触摸屏,屏幕上显示测量状态和测量内容、显示通道之间的相位差,输入波形的频率,通道输入波形的有效值,峰值同时,还可以显示当前的时间信息和温湿度。SYN5607型低频相位测量仪运用最先进的数字时差测量技术,可以精准测量正弦、三角波、梯形波和方波的相位差。本款设备以高稳定度、高准确度、操作简单等特点受到用户一致好评。

在测量时,必须同时连接通道一和通道二方能进行相位测试,单独连接通道一或通道二无法进行相位测试。

开机上电后,进入到首页相位测量界面,相位测量界面有-180°~+180°和0°~+360°,为相位测量范围选择按钮,可按照测量需求进行切换,系统默认为0°~+360°。页面中间位置为“测量闸门时间”设置,下面测量范围选项及启动、停止,如果没有点击启动,测量时点击启动便会进入测量状态,并显示对应的测试结果、通道一频率值、通道一周期值以及通道一~通道二时间间隔值。

在测试的过程中该款相位计支持内外频标切换的功能,开机上电后,进入到首页相位测量界面之后,界面右上角显示内频标,即使用设备内部时钟源进行测量。在10MHz输入接口接入外部时钟信号时,界面右上角显示外频标,即使用外部时钟源进行相位测量测量。


GPS北斗标准同步时钟服务器

测试结果利用电脑串口通讯软件可以直接将数据导出。本设备的通信接口采用串口232通信方式,DB9接口,可以采用交叉串口线与电脑上的“DB9”相连接。串口设置波特率:115200,数据位:8;停止位:1;奇偶校验:无。测试数据是以ASCII码形式发出,以供客户利用电脑串口通讯软件直接看到。

相位测量技术的研究由来已久,最早的研究和应用是在数学的矢量分析和物理学的圆周运动以及振动学方面,随之在电力部门、机械部门、航空航天、地质勘探、海底资源等方面也相应得到重视和发展。随着电子技术和计算机技术的发展,相位测量技术得到了迅速的发展,目前相位测量技术已较完善,测量方法及理论也比较成熟,相位测量仪器已系列化和商品化。

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。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。

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。

现代相位测量技术的发展可分为三个阶段:第一个阶段是早期采用的诸如阻抗法、和/差法、三电压法、对比法和平衡法等,虽方法简单,但测量精度较低,第二阶段是利用数字专用电路,微处理器、FPGA/CPLD、DSP等构成测相系统,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虚拟测量技术,从而大大简化 设计 程序,增强功能,使得相应的时间服务器精度更高,功能更全,同时各种新的算法也随之出现。


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