172412. lajstromszámú szabadalom • Berendezés dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszerek paramétereinek mérésére
3 .172412 4 két állít elő. Ezeket két párhuzamosan kapcsolt szorzóegységre vezetik, míg ezen jelek egyikét a vizsgálandó vezérlési tartománnyal rendelkező rendszer bemenetére vezetik. A vezérlési tartomány kimenetéről a jel egy bemenő átalakítón át a szorzóegységek második bemenetére kerül. Mindegyik szorzóegység kimenetére két integráló erősítőn keresztül két kijelző készülék csatlakozik, amelyek közül az egyik készülék a dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszer amplitudó-fázis-frekvencia karakterisztikájának meddőkomponensét, a másik pedig a wattos komponensét méri. Bár ez a berendezés igen bonyolult felépítésű, a méréssel csak az amplitudó-fázis-frekvencia karakterisztikák meddő és wattos komponenseit lehet mérni. A fázistolás és amplitudóarány meghatározására egy sor időrabló matematikai számítási műveletet kell végezni, nevezetesen négyzetreemelést, gyökvonást, szögfüggvényszámítást, és ehhez a két kijelző készüléken mért meddő és wattos komponenseket használják fel. Emellett a mérési pontosság 10-20 %4cal csökken, és a mérési idő növekszik. A mérendő jelben jelenlevő egyenáramú komponensek esetén a mérési pontosság az integráló erősítőknél jelentkező nulla-pont vándorlás következtében tovább csökken. A berendezés nem kielégítő zavarvédettsége is csökkenti a mérési pontosságot. Amikor a dinamikus vezérlési tartományt egészében vizsgálják, az említett berendezés nem teszi lehetővé a rendszer egyéb tagjainak vizsgálatát, ami pedig különböző dinamikus vezérlési tartományok vizsgálata során szükséges. Ismeretes egy készülék a fázistolás és az amplitúdó mérésére is. A készülék két variométert tartahéaz, amelyek állórésztekercsei össze vannak kötve egymással. Az egyik variométer forgórészét egy hajtómű változó sebességgel mozgatja; ez a hajtómű egy szervoerősítőt és egy tachogenerátort tartalmaz. A meghajtó variométer forgórészét váltakozó áramú szabályozórendszereknél kívülről, a követőrendszer áramköréről gerjesztik és váltakozó áramú rendszerek használatánál a geijegrtés belső generátorról történik. Á forgatható variométer tengelyén szinkronizáló kapcsoló van rögzítve, amely fűrészífog jelet enged át. A készülék ezenkívül egy vívőfrekvenciaerősítőt tartalmaz, amelynek bemenetére a második variométer kimenete csatlakozik, és ez a második variométer fázis-körskálával van mechanikusan összekötve. A készülékhez tartozik egy kimenőjel erősítő is, amely amplitúdó kijelző készülékkel van összekötve. A fáziskülönbségek kijelzésére függőleges és vízszintes eltérítésű oszcülográfot használnak. A második variométerről, amely a fázis-körskálával van összekötve, és fázisforgató tagként szolgál, a jel az oszcillográf függőleges eltérítő fokozatára jut, míg az első variométer jelét az oszcillográf vízszintes eltérítő áramkörére vezetik. Az oszcillográf ernyőjén Lissajous-ábra keletkezik, amelyre nagyfrekvenciás rezgések szuperponálódnak. A fázistolás meghatározására a fázis-körskálát a forgatható variométerrel együtt annyira elforgatják, hogy az oszcillográf ernyőjén leképzett ábra a nulla-fázistolásnak feleljen meg. Minthogy a fázis-körskála a jelet a rendszerben lévő fáziskülönbséggel azonos és ellentétes értékkel tolja el, a fáziskülönbséget a hitelesített skáláról történő közvetlen leolvasással lehet meghatározni. Ez az ismert készülék tehát a Solartton készülékkel 2 szemben haladást jelent, minthogy lehetőséget ad arra, hogy a fázistolást járulékos számítás nélkül, közvetlenül fokokban határozzák meg. Ez a készülék azonban az amplitúdó értékeket csak a rendszer kimenetén méri. A modulus meghatározására a rendszer kimenetére vonatkozó kijelzett amplitúdó értéket osztani kell a rendszer bemenetén levő amplitúdó értékkel; ezzel a művelettel azonban járulékos hiba kerül a mérésbe, míg maga a mérési folyamat bonyolultabbá válik. Minthogy a készülékben variométert használnak fázisforgató tagként, nincs lehetőség arra, hogy a készülékkel 0,1 Hz érték alatti kisfrekvenciás jeleket mérjenek, vagyis az ellenőrzőjel frekvenciatartománya ennél a készüléknél korlátozott. Bemeneti behatások keltése ennél a készüléknél mechanikus úton történik, szervomotor felhasználásával és itt a tápfeszültség változása esetén jelentős hibák keletkeznek. Emellett a készülék zavarvédettsége csekély és nincs lehetőség arra, hogy a fáziseltéréseket két önkényesen választott harmonikus jelnél mérjék. Ismeretes egy másik berendezés is, amely dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszerek paramétereinek mérésére alkalmas, és periodikus rezgéseket szolgáltató fonást tartalmaz, amely a dinamikus vezérlési tartományra van kapcsolva, míg a dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszer kimenete kijelző egységgel van villamosán összekötve. Ebben a készülékben a fázistolásokat Lissajous-ábrák segítségével mérik. Egy dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszer és egy periodikus rezgéseket szolgáltató forrás kimenetéről kapott jeleket egy oszcillográf vízszintes és függőleges eltérítő lemezeire vezetik; itt az oszcillográfot kijelző egységként használják. Az oszcillográf képernyőjén ekkor egy ellipszis képe jelenik meg. Az ellipszis paramétereinek mérésével és járulékos számítások segítségével az ellenőrzőjel fázistolásának és amplitudóarányának értékét kapják. Az említett paraméterek minimális hibával történő meghatározása az ismertetett berendezésnél szükségessé teszi, hogy az oszcillográf vízszintes és függőleges eltérítő lemezeinek erősítési tényezői szigorúan azonosak legyenek és az ellipszis szigorúan központosán helyezkedjék el az oszcillográf katódsugárcsövének képernyőjén. Ezeket a követelményeket azonban gyakorlatilag nem lehet megvalósítani. Emellett az említett berendezés nem működik, ha a dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszer kimenetéről jövő jelben zaj és egyenfeszühség komponens van jelen. Emellett tekintélyes idő szükséges az ellipszis paramétereknek fázistolási értékekre ésamplitudóarány-értékekre való átszámítására. A berendezés az erősítők nullapont vándorlása szempontjából igen érzékeny és nem alkalmas nemlineáris vezérlési tartományok vizsgálására. Feladatul tűztük ki, hogy a találmány segítségével olyan berendezést alakítsunk ki dinamikus vezérlési tartománnyal rendelkező rendszerek paramétereinek mérésére, amelynek szerkezeti felépítése lehetővé teszi, hogy zaj esetén is nagy mérési pontosságot biztosítsunk, még akkor is, ha a zaj amplitúdója tíz-huszszorosa a vizsgálandó lineáris vagy nemlineáris vezérlési tartomány jelamplitudójának. Célunk továbbá a mérési frekvenciatartomány kibővítése, a mérési pontosság növelése, továbbá a dinamikus vezérlési tartó- , mánnyal rendelkező rendszerek paraméterei mérésének egyszerűsítése és rövidítése. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
