Chapter 10: Phase and Time measurement
Content
l General Concept l Measuring phase by straight conversion method l Measuring phase by complement conversion method
General Concept
l Phase angle
– Basic parameters of oscillation process
X(t) = Xm.cos(ωt+φ)
– 2 oscillations with the same frequency
x1 = X1m.cos(ωt+φ1) x2 = X2m.cos(ωt+φ2)
1
2
Dephasing angle: φ = φ1 – φ2
-=
+
j
j
=
j
j
j
2
1
2
1
w w
w hoăc w
1
2
If frequency of 2 oscillation are multiple j - ̣
With multi-harmonic signal, dephasing angle φ is angle of first harmonic.
General Concept
l Phase angle measurement method:
– Based on conversion method : straight conversion method and
– Based on measured information achieving method : use
complement conversion method
information when signal overcomes a determined threshold, and all achieved information is used.
l Electrodynamic Fazometter
Measuring phase angle by straight conversion method
)
=
F
f
( ) a
– Use electrodynamic logometer indicator – Phase angle between U and I is measured phase φ – U va I lêch nhau goc φ cân đo – Moving coil 1 is connected in series with its current I1 – Movig coil 2 is connected with L2, current I2 cos( ) I )
I I cos( . 1 I I cos( .
cos( I
- ) g a cos a
- b j cos j
� � I � � 1 � = F � � � � � � �
� � I � � 1 � = F � � � � � � �
� � � � � �
� I � 1 � � � I � 2
2
2
2
Choose I1=I2 β = γ α = φ
̀ ̣ ́ ̀
Đo goc pha băng ph
ng phap biên đôi thăng
ươ
́ ̀ ́ ́ ̉ ̉
l Fazomet điên đông ượ
̣ ̣
ỉ ệ
– Nh ượ – Sai s ph thu c t n s , vì có cu n c m trong m ch – Khăc phuc sai sô: chia cuôn 1 thanh 2 cuôn song song
ể ố ụ c đi m : ch tính đ ộ ầ ố c cho m t c p đi n áp ộ ấ ạ ộ ả
́ ̣ ́ ̣ ̀ ̣
ωL = 1/ωC
ề ề ở ộ ộ ầ
ẽ ượ ệ
M r ng thang đo v dòng : phân cu n tĩnh ra làm nhi u ph n khác nhau m c n i ti p ho c song song, ặ ắ ố ế ta s đ c các c p dòng đi n khác ấ nhau
Đo goc pha băng ph
ng phap biên đôi thăng
ươ
l Fazomet điên t ̣ ử ệ
ự
ế
ự ế
ệ
ế
ờ ữ
– d a trên vi c bi n đ i góc l ch pha tr c ti p thành dòng hay áp. ổ đ u vào, nh các b t o xung đã bi n đ – các tín hi u hình sin ộ ộ ạ ở ầ ệ l ch pha thành kho ng th i gian gi a các xung ả ệ ộ
– Sai s c a phép đo này ch y u do s bi n đ ng c a Im và sai s ố
ờ ủ ế
ự ế
ố ủ
ủ
c a phép đo dòng trung bình Itb . ủ
– đo góc l ch pha 0 ±180o, t n s 20Hz ÷ 200kHz
ầ ố
ệ
j
́ ̀ ́ ́ ̉ ̉
=
=
I
I
I
.
tb
m
m
o
t T
360
o
tb
=j
360.
I I
m
D
Đo goc pha băng ph
ng phap biên đôi thăng
ươ
l Fazomet chi thi sô
́ ̀ ́ ́ ̉ ̉
̉ ̣ ́
Đo goc pha băng ph
ng phap biên đôi thăng
ươ
l Fazomet chi thi sô
́ ̀ ́ ́ ̉ ̉
ắ
ự
ổ
ữ
ế
ờ
– d a trên nguyên t c bi n đ i góc pha thành mã ế – góc l ch pha gi a 2 tín hi u đ ệ ượ – l p đ y kho ng th i gian đó b ng các xung v i t n s đã bi ằ ả
c bi n thành kho ng th i gian t ế
ả ớ ầ ố
ờ
ệ ầ ấ cướ tr
=
=
j
=
j
N
.
.
x
x
x o
o
t u T
. Tk 0 T
T 360
k 360
x
t x T 0
x
. T 0
ộ
– Phép đo này không ph thu c t n s f0 và fx nên có đ chính xác cao ộ ầ ố – Sai s này ch ph thu c vào h s k c a b chia t n đ t o kho ng ệ ố
ủ ộ
ỉ ụ
ụ ộ
ể ạ
ầ
ả
ố th i gian tu
ờ
̉ ̣ ́
Đo goc pha băng ph
ng phap bu
ươ
l Nguyên ly:́
́ ̀ ́ ̀
– góc l ch pha c n đo đ ượ ạ
ầ c so sánh v i góc l ch pha chu n φk ệ ẩ ớ
ệ do m t b quay pha t o ra ộ ộ φx – φk = Δφ
– So sanh cân băng Δφ = 0 – So sanh không cân băng φx = φk + Δφ
́ ̀
́ ̀
Đo goc pha băng ph
ng phap bu
ươ
́ ̀ ́ ̀
̉ ̀ ̀ ̉ ̀
v trí ‘0’ b ng cách thay đ i quay pha ph đ ụ ể ổ
l Fazomet kiêu bu điêu khiên băng tay – quay pha φk ở ị c v trí 0 đ t đ ạ ượ ị – khóa S đ ượ ẩ
ỉ
b ch th cân b ng. ị
– k t qu đo s đ ả
ằ b quay pha chu n φk ằ b ch th cân b ng. ị ở ộ ỉ ằ c chuy n sang v trí 2 và đi u ch nh quay pha ề ị ể chu n cho đ n khi đ t v trí 0 ạ ị ở ộ ỉ ế c đ c ẽ ượ ọ ở ộ ế ẩ
Đo goc pha băng ph
ng phap bu
ươ
́ ̀ ́ ̀
c đ a tr c ti p đ n b ch th cân b ng
ị
ế ộ ỉ ố ế
ằ ϕ
ϕ
ạ
– Đ l ch pha s đ
c n đ nh b i nh ng b quay pha, m ch phân ộ
ữ
l Fazomet kiêu bu t ̀ ự – M t đ u vào U2 đ ự ế ộ ầ – đ u vào U1 qua m t lo t các b quay pha n i ti p nhau 1 ÷ n , ộ ầ ng ng 180o/20 ... 180o/2n-1 chúng cho ra góc l ch pha t ươ ứ ị ộ ệ ở ạ b b ng trig và b ch th đ u ra. ị ở ầ ơ ố ằ
̉ ̣
• Quay pha thông số
• Quay pha troǹ
• Quay pha đ
ng dây trê
ườ
đông ượ ư ộ ệ ẽ ượ ấ ộ ỉ
̃
Đo khoang th i gian
ờ
̉
c bi u hi n d ể ệ ượ ườ
l Vi c đo th i gian th ờ ộ ệ l V i m t máy đ m đi n t ộ ộ ể ạ
ớ ờ ế i d ng đ dài các ộ ệ ướ ạ n xung ườ ộ ả ờ
ng đ xung, đ l ch th i gian gi a các xung, đ dài s ữ , đ đo th i gian c n ph i có 2 đ u ầ ệ ử ể ộ ể ạ ắ ầ ấ
l Th i gian cân đo ờ
ầ vào, m t đ t o xung “b t đ u”, và m t đ t o xung “ch m d t”ứ ờ ̀
ơ
́ ̀ ́ ̀
́ ̣ ́
– Th i gian co chu ki/ không co chu ki – Tin hiêu đ n chiêc – Tin hiêu dang xung – Khoang th i gian gi a 2 m c cua 1 xung
ữ
ứ
ờ
́ ̣ ̣
̉ ̉
Đo khoang th i gian
ờ
̉
̉ ̀ ́ ́ ̀ ́ ̉ ́
ờ
ả ượ ư
c đ a vào máy đ m qua khóa K ế
ẩ ầ ố
ừ
trong kho ng th i gian tx.
l Đo khoang th i gian băng cach biên thanh sô xung ti lê v i no – Kho ng th i gian khóa K m b ng kho ng th i gian c n đo tx ở ằ ả máy phát chu n t n s f0 đ – Xung t ả
– Sô xung đêm đ
may đêm
ờ ờ ̣ ớ ầ
=
=
N
f
.0 t
x
tx = N.T0
ờ c t ượ ừ t x T 0
́ ́ ́ ́
Đo khoang th i gian
ờ
̉
̣ ờ ̉ ́ ̉ ̣
ế
ầ
ị ờ ỉ ệ ớ ộ
ộ ủ
ổ v i đ dài kho ng th i gian đó ả c bi n đ i thành kho ng th i gian
– Biên đ c a xung ti p theo l
l Đo khoang th i gian v i s biên đôi toa đô th i gian ớ ự c bi n đ i – bi n đ i t a đ th i gian : giá tr th i gian c n đo tx đ ế ượ ờ ả
thành xung mà biên đ c a nó t l i đ ạ ượ
ộ ủ
ế
ế
ổ
ờ
t’x
t’x = k.tx
ở
đâu ra m khoa K ở
ờ ổ ọ ộ ờ
̀ ́
x
x
=
N
. fk
. t
x
0
– Xung qua bô đêṃ ' t = = T 0
. tk T 0
ộ
u đi m : có đ chính xác – cao và đ tác đ ng nhanh cao ộ
Ư ể ộ
́
Bai tâp
l M t công t
̀ ̣
ộ
m t pha ghi 600 vòng/kWh. Sai s ố
ắ
ơ ộ ả
c 3 vòng.
2%. M c cho t i có cos=0,71. Trong 10 giây công t ơ
l Công su t toàn ph n c a t i ?
quay đ ượ ấ
ầ ủ ả
Bai tâp
l M t công t
̀ ̣
m t pha ghi 600 vòng/kWh,
ộ
ơ ộ
ở
ắ
ầ
ấ
l S vòng quay c a công t
trong 1 phút ?
Uđm=220V, Iđm=10A. M c đo t i thu n tr có ả công su t P=9,9kW, Uđm=110V. ủ
ơ
ố
Bai tâp
̀ ̣
