相位差测试仪简介

小康
2016-07-29
来源:西安同步原创

前言

随着科学技术突飞猛进的发展,电子技术广泛的应用于工业、农业、交通运输、航空航天、国防建设等国民经济的诸多领域中,而相位测量技术又是电子技术中进行信息检测的重要手段,在现代科学技术中占有举足轻重的作用和地位。

相位差测试仪是工业领域中是经常用到的一般测量工具,比如在电力系统中电网并网合闸时,需要两电网的电信号相同,这就需要精确的测量两工频信号之间的相位差。更有测量两列同频信号的相位差在研究网络、系统的频率特性中具备重要意义。相位测量的方法很多,典型的传统方法是通过显示器观测,这种方法误差较大,读数不方便。为此,我们设计了一种数字相位差测量仪,实现了两列信号相位差的自动测量及数显。近年来,随着科学技术的迅速发展,很多测量仪逐渐向“智能仪器”和“自动测试系统”发展,这使得仪器的使用比较简单,功能越越多。

相位差测试仪应用于电力线路、变电所的相位校验和相序校验,具有核相、测相序、验电等功能。具备很强的抗干扰性,适应各种电磁场干扰场合。被测高电压相位信号由采集器取出,经过处理后直接发射出去。由接收器接收并进行相位比较,对核相后的结果定性。因本产品是无线传输,真正达到安全可靠、快速准确,适应各种核相场合。

相位的概念

相位(phase)是对于一个波,特定的时刻在它循环中的位置:一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。相位描述信号波形变化的度量,通常以度(角度)作为单位,也称作相角。 当信号波形以周期的方式变化,波形循环一周即为360° 。

相位常应用在科学领域,如数学、物理学等。例如:在函数y=Acos(ωx+φ)中,ωx+φ称为相位。在astrolog32中点击ALT+SHIFT+A可以显示相位设定菜单。

在交流电中,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=Isin2πft。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2πft相当于弧度,它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2πft叫做相位,或者叫做相。

相位差

两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差,或者叫做相差。 这两个频率相同的交流电,可以是两个交流电流,可以是两个交流电压,可以是两个交流电动势,也可以是这三种量中的任何两个。两个同频率正弦量的相位差就等于初相之差。是一个不随时间变化的常数。

也可以是一个元件上的电流与电压的相位变化。

任意一个正弦量y = Asin(wt+ j0)的相位为(wt+ j0),本章只涉及两个同频率正弦量的相位差(与时间t无关)。设第一个正弦量的初相为j01,第二个正弦量的初相为 j02,则这两个正弦量的相位差为   j12 = j01 - j02

相位差的测量

两正弦电量可以同为电压、电流,或一为电压、一为电流等。对应点常取正弦电量由负到正的过零点,相当于正弦电量函数的初相角。相位差的单位是度或弧度,正、负号表示**或滞后关系。

待测相位差的正弦电量的频率范围很广,因此采用的测量方法和仪器一般随频率的高低来选择。常用的方法是直接法和间接法。

直接法 使用专用的仪表如指针式相位表、数字相位表,或采用阴级示波器来测量相位差。采用阴极示波器时,将两同频正弦电压信号分别加到示波器的X、Y轴,得到如图1所示的椭圆图形,则两正弦电压之间的相位差∮=arc sin(b/α)。这一方法不能判断两信号哪一个**或滞后,并且在∮值接近零时,椭圆也退化接近成为一条直线,即b值很小,所以∮值很难测准。

间接法 通常采用三电压表法。一般要求两电压信号有一公共点(设为a点),当分别测出两信号电压Uab、Uca,以及两电压的差值Ubc后,可画出如图2所示的电压三角形。按余弦定理,两信号电压间的相位差当∮很小时,可将Uab或Uca中较大的一个信号电压分压,使分压后两信号的数值相等。




产品概述

SYN5607型相位计具有操作简便、使用方便、安全,由于采用电流耦合、高阻输入方式对轨道电路相位差、相邻区段极性交叉进行检查,解决了相邻区段有车占用时极性交叉无法检查的问题。

产品功能

1)   对正弦/三角/梯形波/方波的相位差进行精密测量。

产品特点

高度集成,精度高;

b)   稳定性好,性能可靠;

典型应用

1)   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;

2)   适用于25Hz相敏轨道电路设备的电压、电流和频率、相位差的检测。

技术指标

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 ~ 99Hz

幅度范围

0.5~250V分六个量程,自动选择量程

测量精度

相位测量精度

±1°(典型值正弦波:10Hz-99Hz )

相位分辨率

0.1°

相位重复性

±0.01°或更好

频率测量精度

±0.5Hz

频率分辨率

0.1Hz

幅度精度

±1.5%

幅度分辨率

1mV、0.01V、0.1V

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)

相位差测试仪的发展与现状

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。

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/CPLDDSP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,使得相应的产品精度更高,功能更全,同时各种新的算法也随之出现。

厂家简介

西安同步电子科技有限公司是一家专业从事工业仪器仪表、时间/频率产品的研发、生产、销售、服务及代理为一体的高科技公司,公司坐落于陕西省西安市高新技术产业开发区,为客户提供完整的时频产品及系统解决方案。

公司实验室配有时间频率综合测试仪、铷原子频率标准、GPS北斗接收机、高稳晶振频率标准、频谱分析仪、示波器、信号源、高温箱、高精度频率计等计量测试标准,依据国家计量检定规程及客户要求,对产品的各项参数进行测试,确保每一台出厂设备的测量值满足检定规程和客户的需求。

公司拥有一支团结奋进、富有创新、朝气蓬勃的专业团队,形成了从硬件到软件的一系列成熟的系统解决方案,目前我们的产品和方案已成功应用在通信系统、铁路交通、天文研究、石油石化、金融证券、航空航天、海洋船舶、智能电网、计量测试、公安消防、雷达通讯、网络服务、卫星监测、医疗和兵器等各个领域。

保修说明

西安同步电子科技有限公司对所提供的产品进行品质保证,并提供完善的技术支持和售后服务,非人为造成产品故障损坏的,我司提供壹拾贰(12)个月免费保质期。质量保证期自设备交货验收之日起。在产品质量保证期内,出现因产品自身质量造成的故障情况,采取整机返修、寄送配件、提供备用产品等方式,提供全面免费保修服务。

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