頻率與相位的測(cè)量 頻率計(jì) 相位計(jì)

1、電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第一節(jié)第一節(jié) 頻率頻率的測(cè)量方法的測(cè)量方法第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量原理數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量原理第三節(jié)第三節(jié) E312E312系列數(shù)字頻率系列數(shù)字頻率第四節(jié)第四節(jié) 相位的測(cè)量方法相位的測(cè)量方法第五節(jié)第五節(jié) 電動(dòng)系相位表電動(dòng)系相位表第六節(jié)第六節(jié) 整步表整步表 電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量本章要點(diǎn)本章要點(diǎn) 本章介紹測(cè)量頻率的方法以及本章介紹測(cè)量頻率的方法以及電動(dòng)系頻電動(dòng)系頻率表和

2、電子數(shù)字頻率計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理，用率表和電子數(shù)字頻率計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理，用電子數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量頻率，是頻率測(cè)量的電子數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量頻率，是頻率測(cè)量的主要手段，也是頻率計(jì)的發(fā)展方向。主要手段，也是頻率計(jì)的發(fā)展方向。 相位雖然不是常見的測(cè)量對(duì)象，但在電相位雖然不是常見的測(cè)量對(duì)象，但在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，也是評(píng)價(jià)運(yùn)行質(zhì)量的一項(xiàng)力系統(tǒng)運(yùn)行中，也是評(píng)價(jià)運(yùn)行質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，本章主要介紹重要指標(biāo)，本章主要介紹電動(dòng)系電動(dòng)系相位相位表的表的原理和原理和使用方法。使用方法。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第一節(jié)第一節(jié) 頻率的測(cè)量方法頻率的測(cè)量方法一、工頻

3、的測(cè)量一、工頻的測(cè)量-用電動(dòng)系頻率表測(cè)量工頻用電動(dòng)系頻率表測(cè)量工頻用振簧式頻率計(jì)用振簧式頻率計(jì)用變換式頻率計(jì)用變換式頻率計(jì)用電動(dòng)系頻率計(jì)用電動(dòng)系頻率計(jì)電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第一節(jié)第一節(jié) 頻率的測(cè)量方法頻率的測(cè)量方法 一、工頻的測(cè)量一、工頻的測(cè)量-用電動(dòng)系頻率表測(cè)量工頻用電動(dòng)系頻率表測(cè)量工頻 1.電動(dòng)系頻率表的結(jié)構(gòu)電動(dòng)系頻率表的結(jié)構(gòu) 采用比率表型，兩可動(dòng)線圈空間錯(cuò)開采用比率表型，兩可動(dòng)線圈空間錯(cuò)開90。無工作時(shí)呈。無工作時(shí)呈隨遇平衡狀態(tài)。被測(cè)頻率等于固定線圈回路的諧振頻率時(shí)，隨遇平衡狀態(tài)。被測(cè)頻率等于固定線圈回路的諧

4、振頻率時(shí)，指針停在標(biāo)尺中心，即固定線圈軸線位置，標(biāo)尺兩邊示值指針停在標(biāo)尺中心，即固定線圈軸線位置，標(biāo)尺兩邊示值分別為大于或小于諧振頻率的值。分別為大于或小于諧振頻率的值。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 二、工作原理二、工作原理 11111022coscos()1/ cos(1/)Mk IIIILCk IUCRLC 2222022202cos(90) cos()1 sin(1 /)Mk IIIIRk IURRRLC 由于由于 兩個(gè)力矩方向相反，當(dāng)平衡時(shí)兩者相等。兩個(gè)力矩方向相反，當(dāng)平衡時(shí)兩者相等。聯(lián)立可得聯(lián)立可得21、MM0

5、2001tg()()RRCLRC 。 的函數(shù)是頻率即指針偏轉(zhuǎn)角按接線圖，兩可動(dòng)線圈所受力矩分別為按接線圖，兩可動(dòng)線圈所受力矩分別為 1 2電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量三、標(biāo)尺特性三、標(biāo)尺特性 01 , L-0, C若被測(cè)頻率則為正角,指針將反時(shí)針偏轉(zhuǎn)返回本章首頁。, 01 即固定線圈軸線位置即固定線圈軸線位置位于標(biāo)尺中心位于標(biāo)尺中心指針指針偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角率時(shí)當(dāng)被測(cè)頻率等于諧振頻當(dāng)被測(cè)頻率等于諧振頻 CL02001tg()( )RRCLRC 。，順時(shí)針偏轉(zhuǎn)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)指針將指針將為負(fù)角為負(fù)角則若被測(cè)頻率若被測(cè)頻率 , 0C1-

6、L , 0 電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量工頻的測(cè)量工頻的測(cè)量-用變換式頻率表測(cè)量工頻用變換式頻率表測(cè)量工頻1.變換式頻率表的結(jié)構(gòu)變換式頻率表的結(jié)構(gòu) 變換式頻率表由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和變換電路組成，變換式頻率表由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和變換電路組成，變換電路包含變換電路包含方波形成方波形成、微分微分、整流整流、指示指示和和偏置偏置五五個(gè)環(huán)節(jié)，通過變換電路，被測(cè)頻率轉(zhuǎn)換為一定大小的個(gè)環(huán)節(jié)，通過變換電路，被測(cè)頻率轉(zhuǎn)換為一定大小的直流電流，然后通過磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量直流電流，然后通過磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量 。微分電路微分電路整流電路整流

7、電路指示儀表指示儀表偏置電路偏置電路雙向限幅雙向限幅電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量2.變換式頻率表工作原理變換式頻率表工作原理被測(cè)電壓經(jīng)穩(wěn)壓管雙向限幅并經(jīng)微分被測(cè)電壓經(jīng)穩(wěn)壓管雙向限幅并經(jīng)微分轉(zhuǎn)換為尖脈沖，由于電容小充電時(shí)間轉(zhuǎn)換為尖脈沖，由于電容小充電時(shí)間短，可形成尖脈沖波，若用短，可形成尖脈沖波，若用 表示充表示充電電流，則電流脈沖波形可用下式表示電電流，則電流脈沖波形可用下式表示 通過磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流平均值為通過磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流平均值為 由于電路中由于電路中 很小故上式可簡(jiǎn)化為很小故上式可簡(jiǎn)化為 按式可知，通過磁

8、電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流可以反映被測(cè)按式可知，通過磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的電流可以反映被測(cè)頻率的大小。頻率的大小。iiiCRtieRUi0211i) 1(2211000001iiiiiiCRtCRtiTTCPeTUCdteRUTdtiTIfUCICP02 0、CRi電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量3 .變換式電動(dòng)系頻率表標(biāo)尺特性變換式電動(dòng)系頻率表標(biāo)尺特性 工頻頻率表所測(cè)量的頻率范圍并不要求工頻頻率表所測(cè)量的頻率范圍并不要求從從0開始，標(biāo)尺一般為開始，標(biāo)尺一般為4555Hz、9001100Hz等等。變換式頻率表可通過調(diào)等等。變換式頻率表可通

9、過調(diào)節(jié)偏置電阻，改變機(jī)械零點(diǎn)的頻率讀數(shù)。得到節(jié)偏置電阻，改變機(jī)械零點(diǎn)的頻率讀數(shù)。得到相應(yīng)標(biāo)尺。以相應(yīng)標(biāo)尺。以4565Hz的頻率表為例，被測(cè)輸入信號(hào)經(jīng)微分得到的的頻率表為例，被測(cè)輸入信號(hào)經(jīng)微分得到的電流方向是從上到下，經(jīng)過偏置電路的電流是從下到上，調(diào)節(jié)偏電流方向是從上到下，經(jīng)過偏置電路的電流是從下到上，調(diào)節(jié)偏置電路使偏置電流平均值等于置電路使偏置電流平均值等于45Hz時(shí)輸入尖脈沖電流的平均值，時(shí)輸入尖脈沖電流的平均值，則機(jī)械零點(diǎn)的頻率值就等于則機(jī)械零點(diǎn)的頻率值就等于45Hz。選擇指示電表的靈敏度使?jié)M度。選擇指示電表的靈敏度使?jié)M度為為65Hz。 電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程

10、大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量工頻的測(cè)量工頻的測(cè)量-用振簧式頻率表測(cè)量工頻用振簧式頻率表測(cè)量工頻 早期還常用振簧式頻率表測(cè)量工頻頻率，振簧式頻早期還常用振簧式頻率表測(cè)量工頻頻率，振簧式頻率表是利用交流電磁鐵吸引一排機(jī)械振動(dòng)頻率不同的率表是利用交流電磁鐵吸引一排機(jī)械振動(dòng)頻率不同的簧片，簧片固有振動(dòng)頻率與電源頻率相同時(shí)，產(chǎn)生共簧片，簧片固有振動(dòng)頻率與電源頻率相同時(shí)，產(chǎn)生共振的簧片振幅最大，從窗口看，好像簧片頂端被拉長(zhǎng)。振的簧片振幅最大，從窗口看，好像簧片頂端被拉長(zhǎng)。可以從產(chǎn)生共振的簧片位置讀出頻率值。可以從產(chǎn)生共振的簧片位置讀出頻率值。 電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)

11、南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 二、低頻和高頻的測(cè)量二、低頻和高頻的測(cè)量 差拍法差拍法李沙育圖形測(cè)頻李沙育圖形測(cè)頻率率混頻法混頻法 1. 1.比較法比較法將被測(cè)頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率相比較，通過檢測(cè)將被測(cè)頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率相比較，通過檢測(cè)差拍差拍、李沙育李沙育圖形圖形或或混頻后的頻率混頻后的頻率求得被測(cè)頻率。求得被測(cè)頻率。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 2.無源測(cè)量法無源測(cè)量法RCfRCRRCRXXX21 )j/11()j1(322411LCfX21諧振回路測(cè)頻率諧振回路測(cè)頻率 文氏電橋測(cè)頻率文氏電橋測(cè)

12、頻率無源測(cè)量法是指測(cè)量電路不需要另加電源，直接用被測(cè)信號(hào)無源測(cè)量法是指測(cè)量電路不需要另加電源，直接用被測(cè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量如文氏電橋測(cè)頻率進(jìn)行測(cè)量如文氏電橋測(cè)頻率 和諧振回路測(cè)頻率。和諧振回路測(cè)頻率。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第二節(jié)第二節(jié)數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量原理數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量原理 一、硬件計(jì)數(shù)頻率計(jì)一、硬件計(jì)數(shù)頻率計(jì) 硬件計(jì)數(shù)頻率計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示，被測(cè)信號(hào)通過硬件計(jì)數(shù)頻率計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示，被測(cè)信號(hào)通過整形，轉(zhuǎn)換為與被測(cè)信號(hào)頻率相同的脈沖，然后對(duì)脈整形，轉(zhuǎn)換為與被測(cè)信號(hào)頻率相同的脈沖，然后對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，也就是把頻率測(cè)量轉(zhuǎn)換

13、為脈沖個(gè)數(shù)的測(cè)沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，也就是把頻率測(cè)量轉(zhuǎn)換為脈沖個(gè)數(shù)的測(cè)量。計(jì)數(shù)器可選用專用的集成電路，外圍再配上顯示量。計(jì)數(shù)器可選用專用的集成電路，外圍再配上顯示器、放大整形以及電源電路即可組成頻率計(jì)。器、放大整形以及電源電路即可組成頻率計(jì)。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量返回本章首頁計(jì)數(shù)法測(cè)頻率（高頻）計(jì)數(shù)法測(cè)頻率（高頻）計(jì)數(shù)法測(cè)周期計(jì)數(shù)法測(cè)周期(低頻低頻)計(jì)數(shù)法可適用于工頻、低頻與高頻，由于集成化程度的提高，計(jì)數(shù)法可適用于工頻、低頻與高頻，由于集成化程度的提高，計(jì)數(shù)器電路體積小，價(jià)格便宜，幾乎取代了所有其他形式的計(jì)數(shù)器電路體積小，

14、價(jià)格便宜，幾乎取代了所有其他形式的測(cè)頻儀器。測(cè)頻儀器。第二節(jié)第二節(jié)數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量原理數(shù)字頻率計(jì)的測(cè)量原理電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 二、軟件計(jì)數(shù)頻率計(jì)二、軟件計(jì)數(shù)頻率計(jì) 1.軟件計(jì)數(shù)頻率計(jì)的結(jié)構(gòu)軟件計(jì)數(shù)頻率計(jì)的結(jié)構(gòu) 軟件計(jì)數(shù)是指用單片機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)數(shù)而構(gòu)成的頻率計(jì)，軟件計(jì)數(shù)是指用單片機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)數(shù)而構(gòu)成的頻率計(jì)，它由單片機(jī)，以及外圍配置的顯示器件、放大整形、電源它由單片機(jī)，以及外圍配置的顯示器件、放大整形、電源等電路組成。等電路組成。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量

15、頻率和相位的測(cè)量2.軟件計(jì)數(shù)頻率計(jì)的工作原理軟件計(jì)數(shù)頻率計(jì)的工作原理 整形放大：整形放大：將任意波形的被測(cè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為前沿陡峭的將任意波形的被測(cè)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為前沿陡峭的脈沖，以利計(jì)數(shù)。脈沖，以利計(jì)數(shù)。 計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)：由單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)單元完成，每當(dāng)被測(cè)信號(hào)從由單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)單元完成，每當(dāng)被測(cè)信號(hào)從低到高變化時(shí)，將計(jì)數(shù)器加低到高變化時(shí)，將計(jì)數(shù)器加 1，并由內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)時(shí)，并由內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)時(shí)，每一秒所計(jì)的變化次數(shù)，就等于被測(cè)信號(hào)的頻率。每一秒所計(jì)的變化次數(shù)，就等于被測(cè)信號(hào)的頻率。 數(shù)碼轉(zhuǎn)換與顯示：數(shù)碼轉(zhuǎn)換與顯示：讀出的頻率值由軟件將它轉(zhuǎn)換為讀出的頻率值由軟件將它轉(zhuǎn)換為七段碼，送七段碼，送LED數(shù)碼管顯示

16、。數(shù)碼管顯示。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 三、計(jì)數(shù)器的測(cè)量誤差三、計(jì)數(shù)器的測(cè)量誤差 1. 秒信號(hào)時(shí)間不準(zhǔn)造成的誤差：秒信號(hào)時(shí)間不準(zhǔn)造成的誤差： 由于電子數(shù)字頻率計(jì)是把規(guī)定的一秒鐘內(nèi)所計(jì)的信由于電子數(shù)字頻率計(jì)是把規(guī)定的一秒鐘內(nèi)所計(jì)的信號(hào)個(gè)數(shù)作為頻率，如果秒信號(hào)本身不準(zhǔn)確，必然造成號(hào)個(gè)數(shù)作為頻率，如果秒信號(hào)本身不準(zhǔn)確，必然造成計(jì)數(shù)誤差。計(jì)數(shù)誤差。 2.觸發(fā)誤差：觸發(fā)誤差： 由于干擾造成計(jì)數(shù)器的誤觸發(fā)所產(chǎn)生的誤差。由于干擾造成計(jì)數(shù)器的誤觸發(fā)所產(chǎn)生的誤差。 3.量化誤差：量化誤差： 計(jì)數(shù)閘門開啟時(shí)間不剛好是被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍

17、，計(jì)數(shù)閘門開啟時(shí)間不剛好是被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍，而且脈沖到達(dá)時(shí)刻不剛好是閘門開啟時(shí)刻，因此在相而且脈沖到達(dá)時(shí)刻不剛好是閘門開啟時(shí)刻，因此在相同的開啟時(shí)間內(nèi)，可能會(huì)有正負(fù)一個(gè)數(shù)的誤差。同的開啟時(shí)間內(nèi)，可能會(huì)有正負(fù)一個(gè)數(shù)的誤差。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量量化誤差示意圖量化誤差示意圖 計(jì)數(shù)閘門開啟時(shí)間不剛好是計(jì)數(shù)閘門開啟時(shí)間不剛好是被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍造成的被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍造成的量化誤差。在時(shí)間量化誤差。在時(shí)間 T 內(nèi)脈沖內(nèi)脈沖個(gè)數(shù)為個(gè)數(shù)為7.5,測(cè)出數(shù)可能為測(cè)出數(shù)可能為6。 計(jì)數(shù)開始不剛好是第一個(gè)脈計(jì)數(shù)開始不剛好是第一

18、個(gè)脈沖到達(dá)時(shí)刻，造成的量化誤差。沖到達(dá)時(shí)刻，造成的量化誤差。 在時(shí)間在時(shí)間 T 內(nèi)，被測(cè)脈沖個(gè)數(shù)為內(nèi)，被測(cè)脈沖個(gè)數(shù)為7，測(cè)出數(shù)可能為，測(cè)出數(shù)可能為5。返回本章首頁電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第三節(jié)第三節(jié) E312系列數(shù)字頻率系列數(shù)字頻率一、頻率計(jì)數(shù)器專用集成電路一、頻率計(jì)數(shù)器專用集成電路ICM7226B電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量二、由二、由ICM7226B組成的組成的E312X系列數(shù)字頻率計(jì)電路系列數(shù)字頻率計(jì)電路電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工

19、程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量由由ICM7226B組成的電子數(shù)字頻率計(jì)外圍電路組成的電子數(shù)字頻率計(jì)外圍電路返回本章首頁電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第四節(jié)第四節(jié) 相位的測(cè)量方法相位的測(cè)量方法 一、相位含義一、相位含義 一般是指一般是指兩個(gè)同頻率波形兩個(gè)同頻率波形，過零點(diǎn)的時(shí)間差。而在，過零點(diǎn)的時(shí)間差。而在工業(yè)供電系統(tǒng)中通常指電壓、電流兩波形過零點(diǎn)的時(shí)工業(yè)供電系統(tǒng)中通常指電壓、電流兩波形過零點(diǎn)的時(shí)間差。因?yàn)橐粋€(gè)電壓、電流過零點(diǎn)的時(shí)間差角，對(duì)應(yīng)間差。因?yàn)橐粋€(gè)電壓、電流過零點(diǎn)的時(shí)間差角，對(duì)應(yīng)

20、一個(gè)該角的余弦，所以工業(yè)上測(cè)量相位角，與測(cè)量功一個(gè)該角的余弦，所以工業(yè)上測(cè)量相位角，與測(cè)量功率因數(shù)都稱為測(cè)量相位。率因數(shù)都稱為測(cè)量相位。 二、測(cè)量相位方法二、測(cè)量相位方法 1.直接法：直接法：可用指示儀表，例如可用指示儀表，例如變換式變換式、電動(dòng)式電動(dòng)式或或數(shù)數(shù)字式字式相位表進(jìn)行測(cè)量。相位表進(jìn)行測(cè)量。 2.間接法：間接法：通過測(cè)量電壓、電流、功率求得通過測(cè)量電壓、電流、功率求得I、U間的間的相位角。相位角。 3.比較法：比較法：可以用示波器測(cè)量?jī)蓚€(gè)波形間的相位差。可以用示波器測(cè)量?jī)蓚€(gè)波形間的相位差。電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位

21、的測(cè)量 三、變換式相位表三、變換式相位表 變換式相位表由電壓回路、電流回路和指示電路三部變換式相位表由電壓回路、電流回路和指示電路三部分構(gòu)成，通過檢流計(jì)的電流分構(gòu)成，通過檢流計(jì)的電流 I 。 式中式中 值值與與u、i 相位差有關(guān)。因此可根據(jù)相位差有關(guān)。因此可根據(jù)檢流檢流計(jì)的計(jì)的電流值測(cè)得相位差。電流值測(cè)得相位差。221121RURUII21 、UU電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量當(dāng)當(dāng) u、i 同相時(shí)變換式相位表波形同相時(shí)變換式相位表波形 。，U、iuU、iu。，U，iUi。、UU，u對(duì)應(yīng)相位差為零對(duì)應(yīng)相位差為零平均值為零平均

22、值為零因此通過檢流計(jì)的電流因此通過檢流計(jì)的電流平均值平均值的的上的壓降上的壓降在在的平均值等于的平均值等于上的壓降上的壓降在在由由如圖中黑線所示如圖中黑線所示成壓降成壓降上形上形的負(fù)半波可以在的負(fù)半波可以在上形成壓降上形成壓降的正半波可以在的正半波可以在圖中紅線所示圖中紅線所示如如形成壓降形成壓降才能有電流通過才能有電流通過正半波正半波只有只有261151261521651VD VD 3. VD VD 2. VD、 VD. 1 電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量當(dāng)當(dāng) u、i 相位差為相位差為 90時(shí)變換式相位表波形時(shí)變換式相位

23、表波形。）。）、iuUU，U、iuU在在u。U，iUi。UU，u的大的大并不比單獨(dú)形成并不比單獨(dú)形成同時(shí)在上面形成的壓降同時(shí)在上面形成的壓降為穩(wěn)壓管壓降為穩(wěn)壓管壓降由于由于其示值對(duì)應(yīng)相位差為其示值對(duì)應(yīng)相位差為為零為零檢流計(jì)的檢流計(jì)的電流平均值不電流平均值不通過通過大一倍大一倍上的壓降上的壓降在在比比上的壓降上的壓降如圖中黑線所示如圖中黑線所示上形成壓降上形成壓降以在以在的負(fù)半波可的負(fù)半波可上形成壓降上形成壓降的正半波可以在的正半波可以在紅線所示紅線所示如圖中如圖中形成壓降形成壓降有電流通過有電流通過正半波正半波121261151261521651 (90,VD VD 2. VD VD VD V

24、D . 1 o o、i電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 通過表頭的電流可反映通過表頭的電流可反映 u、i間的相位間的相位 u、i 同相時(shí)：同相時(shí)： 通過電表的電流平均值為零。在整個(gè)周期內(nèi)，指針通過電表的電流平均值為零。在整個(gè)周期內(nèi)，指針都停在零點(diǎn)。都停在零點(diǎn)。 u、i 相位差為相位差為90時(shí)：時(shí)： 通過電表的電流平均值最大通過電表的電流平均值最大，電表指針將停在最大電表指針將停在最大位置。位置。 u、i 相位差不同：相位差不同： 電表指針將停在不同位置。電表指針將停在不同位置。 返回本章首頁電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工

25、程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量第五節(jié)第五節(jié)電動(dòng)系相位表電動(dòng)系相位表 一、電動(dòng)系相位表結(jié)構(gòu)一、電動(dòng)系相位表結(jié)構(gòu) 采用比率型結(jié)構(gòu)，兩個(gè)可動(dòng)線圈在空間錯(cuò)開采用比率型結(jié)構(gòu)，兩個(gè)可動(dòng)線圈在空間錯(cuò)開 角。無工角。無工作時(shí)呈隨遇平衡狀態(tài)。適當(dāng)配置作時(shí)呈隨遇平衡狀態(tài)。適當(dāng)配置 ，可使指針即可動(dòng)，可使指針即可動(dòng)線圈線圈B1的軸線位置與標(biāo)尺中心夾角等于被測(cè)的軸線位置與標(biāo)尺中心夾角等于被測(cè)U、I 間的相位間的相位角。角。11、RL電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量二、電動(dòng)系相位表工作原理二、電動(dòng)系相位表工作原理

26、 按接線圖，兩可動(dòng)線圈所受力矩分別為按接線圖，兩可動(dòng)線圈所受力矩分別為U111111222222 coscos( ) coscos() cos()cos( ) cos()cosMk I II Ik I IMk I II Ik I I。，IUIIIIkkMM分度將是不均勻的分度將是不均勻的刻度刻度如按如按均勻均勻則分度則分度如果按相位角刻度如果按相位角刻度可得可得個(gè)可動(dòng)線圈的夾角個(gè)可動(dòng)線圈的夾角為兩為兩的相位差的相位差與與為為使使配置電路阻抗配置電路阻抗聯(lián)立求解得聯(lián)立求解得可認(rèn)為可認(rèn)為基本相同基本相同并考慮可動(dòng)線圈的結(jié)構(gòu)并考慮可動(dòng)線圈的結(jié)構(gòu)可動(dòng)部分平衡可動(dòng)部分平衡時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng) cos ，) , (

27、， )cos(cos)cos(cos ,121122121 1I2IUI電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量電動(dòng)系三相相位表與電動(dòng)系單相相位表的結(jié)構(gòu)完全相同，電動(dòng)系三相相位表與電動(dòng)系單相相位表的結(jié)構(gòu)完全相同，只是兩個(gè)可動(dòng)線圈所連接的元件不同，單相相位表接只是兩個(gè)可動(dòng)線圈所連接的元件不同，單相相位表接R、L元件，而元件，而三相相位表兩路都是接電阻三相相位表兩路都是接電阻，分別，分別為為 。返回本章首頁21 、RR三、電動(dòng)系三相相位表三、電動(dòng)系三相相位表電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章 頻率和相位

28、的測(cè)量頻率和相位的測(cè)量 電動(dòng)系三相相位表只適用于三相三線制，使電動(dòng)系三相相位表只適用于三相三線制，使用時(shí)可動(dòng)線圈用時(shí)可動(dòng)線圈B1通過電阻通過電阻 接接A、B相，相，可動(dòng)線圈可動(dòng)線圈B2不接電感而是通過電阻不接電感而是通過電阻 接接A、C 相。從相量圖可知相。從相量圖可知)F( )30cos()30cos()cos(cos 30 30 1221IIIIII 指針偏轉(zhuǎn)角指針偏轉(zhuǎn)角 是相位角是相位角 的函數(shù)，的函數(shù)，指針位置可直接反映相位角。指針位置可直接反映相位角。1R2R四、電動(dòng)系三相相位表工作原理四、電動(dòng)系三相相位表工作原理電氣測(cè)量技術(shù)電氣測(cè)量技術(shù)南京信息工程大學(xué)南京信息工程大學(xué)第四章第四章