用相位計(jì)精確測(cè)量移相誤差的方法
張文海
(成都電機(jī)廠，四川 成都 610051)
摘要：介紹采用定角度法實(shí)現(xiàn)用普通相位汁精確測(cè)量移相誤差，可排除儀器誤差和附加相移的影響。
關(guān)鍵詞：相位計(jì)；測(cè)量；移相誤差；定角度
1 引 言
用相位計(jì)直接測(cè)量電感移相器移栩誤差的方法，簡(jiǎn)單、方便、通用性強(qiáng)。不像倍頻器方法，只能頻率專用。但用相位計(jì)測(cè)移相誤差有一個(gè)致命弱點(diǎn)，測(cè)試精度不高。例如：hg4180相位計(jì)，它的測(cè)試精度為：o．001hz～20khz，±o．1o±5字；20～50khz，士o．2o±5字；50～800khz，±0．6o±5字；800khz～1mhz．±o．8o±5字。而電感移相器的移相精度，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：i級(jí)，±1 5’；ⅱ級(jí)，±30’；ⅲ級(jí)，士45’。這樣，既使用hg4180測(cè)試準(zhǔn)確度****的低頻段，要測(cè)試i級(jí)±1 5’的移相誤差也不能滿足要求。因一般對(duì)測(cè)試儀器的要求是，儀器自身的準(zhǔn)確度應(yīng)高于被測(cè)對(duì)象誤差一個(gè)等級(jí)。即要測(cè)試±15’的移相誤差．相位汁自身的測(cè)試誤差應(yīng)小于±1．5’，否則測(cè)試不準(zhǔn)確。更何況20khz以上高頻段測(cè)試誤差更大，要用它測(cè)試20khz以上的移相誤差根本不行。另外，對(duì)_丁頻率高丁20khz以上的移相器，測(cè)試時(shí)的分布參數(shù)對(duì)它影響也較大。測(cè)i式時(shí)引線長(zhǎng)點(diǎn)，絞合狀況不一樣，都會(huì)產(chǎn)生附加相移，且附加相移有時(shí)甚至大于儀器自身誤差。故從這兩方面看，要用相位計(jì)測(cè)試頻率低于20khz的移相誤差免強(qiáng)可以，若要用它測(cè)試頻率高于20khz以上的移相誤差，則根本不行。但是，采用定角度法測(cè)試，便可將這兩種影響排除出去，而且無(wú)論高低頻段都如此，實(shí)現(xiàn)用普通相位計(jì)精確測(cè)量移相誤差。
2定角度法測(cè)試原理
圖1是它的電路圖。圖中ygl為被測(cè)移相器，yg2為同型號(hào)參考移相器。ygl裝夾在光學(xué)分度頭上，yg2裝在1：48減速器中，旋柄轉(zhuǎn)動(dòng)2用，yg2轉(zhuǎn)子位移15o，并可微調(diào)。
移相器的工作原理是，把轉(zhuǎn)子的機(jī)械角位移變成副邊輸出信號(hào)對(duì)原邊參考信號(hào)電的相位移。對(duì)于單極移相器，轉(zhuǎn)子機(jī)械位移角度，應(yīng)等于電的相位移角度。移相誤差，則是電的相位移對(duì)機(jī)械角位移的誤差。顯然，如果用相位汁直接測(cè)0o～360o移相誤差，必然將儀器誤差和引線附加相移測(cè)進(jìn)去，使測(cè)試變得極不準(zhǔn)確。這里采用這樣的測(cè)試，把被測(cè)移棚器ygl的參考信號(hào)由原邊移至另一臺(tái)同型號(hào)移相器yg2的輸出，見圖1，讓ygl每旋轉(zhuǎn)15o，仗yg2進(jìn)行相位跟蹤，每步參考起始點(diǎn)，始終為oo，實(shí)現(xiàn)定角度測(cè)試。因?yàn)橄辔挥?jì)不管自身誤差有多大，對(duì)于同一角度點(diǎn)，它的誤差基本是不變的。另一個(gè)引線附加相移，在同一情況下也是不變的。這二者的不變性可以從測(cè)試的重復(fù)性中得到證明。有了這不變的前提，便可采用特殊的誤差計(jì)算方法，將這二者的影響排除出去。這種誤差的計(jì)算方法是，以第1點(diǎn)測(cè)試的棚移角作參考，用以后各點(diǎn)的測(cè)試值減第1點(diǎn)參考值作誤差，最后****正、負(fù)誤差****值之和除以2為總誤差。因固定的誤差，在定角度測(cè)試法中，只影響各點(diǎn)的誤差符號(hào)，不影響總的****誤差值。
3測(cè)試方法和步驟
選擇兩種電感移相器，28yg75，28yg4，28yg75，頻率75khz。電壓10v，移相參數(shù)：c=300pf，r=5．55kω。28yg4，電壓15v，頻率4khz，移相參數(shù)：c=6200pf．r=6．05kω。移相器按圖1接線，測(cè)試步驟為：
(1)將參考移相器yg2固定在減速器中，通電隨機(jī)處于一個(gè)位置。減速器減速比可任意選擇，但以1：48為好，這樣旋柄旋轉(zhuǎn)兩周正好為1 5o，且因變比大，微調(diào)方便準(zhǔn)確。
(2)將被試移相器ygl央在光學(xué)分度頭上，通
電觀察相位計(jì)，搖動(dòng)光學(xué)分度頭使相位角指示0o，
記下此時(shí)光學(xué)分度頭讀數(shù)。
(3)搖動(dòng)光學(xué)分度頭，使ygl轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過機(jī)械角15。，觀察此時(shí)相位計(jì)指示角度，將這個(gè)指示值定為參考角度。以后每點(diǎn)相位計(jì)上的指示值，與這個(gè)參考角度相減，大于這個(gè)角度，為正誤差；小于這個(gè)角度，為負(fù)誤差。****正、負(fù)誤差****值之和除以2，則為移相誤差。例如，假設(shè)第一點(diǎn)相位計(jì)指示的相位角為13o，說明此點(diǎn)儀器誤差和引線附加相移之和較大，因它是固定的，不會(huì)對(duì)總****誤差造成影響，以后每點(diǎn)則以13o作參考相減。
(4)光學(xué)分度頭固定，用減速器調(diào)節(jié)yg2，讓參考信號(hào)向被測(cè)信號(hào)推進(jìn)，以使相位計(jì)指示的相位角仍為0o，固定yg2不動(dòng)。
(5)搖動(dòng)光學(xué)分度頭，讓ygl轉(zhuǎn)子再前進(jìn) |
