第四章 频率和相位的测量.ppt

第四章 频率和相位的测量 ? 第一节 频率的测量方法 ? 第二节 数字频率计的测量原理 ? 第三节 E312 系列数字频率 计 ? 第四节 相位的测量方法 ? 第五节 电动系相位表 ? 第六节 整步表 Electrical Measure 本章要点 ? 本章主要介绍测量频率的方法， 以及电子数字频率计的结构与原理。 用电子数字频率计测量频率，是今 后测量频率的主要手段，也是频率 计的发展方向。 ? 相位计和整步表是电力系统运行 中常用仪表，本章对其作一般性介 绍，以供相关专业使用。 第一节 频率的测量方法 一、工频的测量 -- 用电动系频率表测量工频 1. 电动系频率表的结构 采用比率表型，两可动线圈空间错开 90 °。 无工作时呈随遇平衡状态。被测频率等于固定线圈回路 的谐振频率时，指针停在标尺中心，即固定线圈轴线位置， 标尺两边示值分别为大于或小于谐振频率的值。 2 . 电动系频率表工作原理 ? 按接线图，两可动线圈所受力矩分别为 ) ) / 1 ( / 1 ( cos ) ( cos cos 1 2 0 1 ^ 1 1 1 1 C L R C L C UI k II II k M ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 0 0 2 ^ 2 2 2 2 ) / 1 ( 1 sin ) cos( ) 90 cos( C L R R R R UI k II II k M ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) ( ) 1 ( tg 0 0 2 0 ? ? ? ? ? Φ C L C R R R ? ? ? ? ? 。 （ 的函数 是频率 线中心的夹角） 仪表指针与固定线圈轴 即指针偏转角 ? ? ? 由于两个力矩方向相反，当平衡时两者相等。联立可得 3 . 电动系频率表标尺特性 。 , , 0 1 即固定线圈轴线位置 位于标尺中心 指针 偏转角 率时 当被测频率等于谐振频 ? ? ? ? ? C L 。 ， 顺时针偏转 指针将 为负角 则 若被测频率 , 0 C 1 - L , 0 ? ? ? ? ? ? ? , 0 C 1 - L , 0 。 ， 时针偏转 指针将反 为正角 则 若被测频率 ? ? ? ? ? ? ? 返回本章首页 工频的测量 -- 用变换式频率表测量工频 1. 变换式频率表的结构 变换式频率表由磁电系测量机构和变换电路组成， 变换电路包含方波形成、微分、整流、指示和偏置五 个环节，通过变换电路，被测频率转换为一定大小的 直流电流，然后通过磁电系测量机构进行测量 。 微分电路 指示仪表 双向限幅 整流电路 偏置电路 2. 变换式频率表工作原理 被测电压经稳压管双向限幅并经微分转换为尖脉冲， 由于电容小充电时间短，可形成尖脉冲波，若用 i 1 表示 充电电流，则电流脉冲波形可用下式表示 通过磁电系测量机构的电流平均值为 由于电路中 R i 、 C 0 很小故上式可简化为 按式可知，通过磁电系测量机构的电流可以反映被测 频率的大小。 0 2 1 C R t i i e R U i ? ? ) 1 ( 2 2 1 1 0 0 0 0 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? C R t C R t i T T CP i i e T UC dt e R U T dt i T I f UC I CP 0 2 ? 3 . 变换式电动系频率表标尺特性 工频频率表所测量的频率范围并不要求从 0 开始，标尺一般为 45 ～ 55Hz 、 900 ～ 1100Hz 等等。变换式频率表可通过调节偏置电阻， 改变机械零点的频率读数，得到相应标尺。以 45 ～ 65Hz 的频率表 为例，被测输入信号经微分得到的电流方向是从上到下，经过偏 置电路的电流是从下到上，调节偏置电路使偏置电流平均值等于 45Hz 时输入尖脉冲电流的平均值，则机械零点的频率值就等于 45Hz 。选择指示电表的灵敏度使满度为 65Hz 。 工频的测量 -- 用振簧式频率表测量工频