用相位計精確測量移相誤差的方法

    張文海

    (成都電機廠，四川  成都  610051)

摘要：介紹采用定角度法實現用普通相位汁精確測量移相誤差，可排除儀器誤差和附加相移的影響。

關鍵詞：相位計；測量；移相誤差；定角度

1  引  言

    用相位計直接測量電感移相器移栩誤差的方法，簡單、方便、通用性強。不像倍頻器方法，只能頻率專用。但用相位計測移相誤差有一個致命弱點，測試精度不高。例如：hg4180相位計，它的測試精度為：o．001hz～20khz，±o．1^o±5字；20～50khz，士o．2^o±5字；50～800khz，±0．6o±5字；800khz～1mhz．±o．8^o±5字。而電感移相器的移相精度，有關標準規定為：i級，±1 5’；ⅱ級，±30’；ⅲ級，士45’。這樣，既使用hg4180測試準確度****的低頻段，要測試i級±1 5’的移相誤差也不能滿足要求。因一般對測試儀器的要求是，儀器自身的準確度應高于被測對象誤差一個等級。即要測試±15’的移相誤差．相位汁自身的測試誤差應小于±1．5’，否則測試不準確。更何況20khz以上高頻段測試誤差更大，要用它測試20khz以上的移相誤差根本不行。另外，對_丁頻率高丁20khz以上的移相器，測試時的分布參數對它影響也較大。測i式時引線長點，絞合狀況不一樣，都會產生附加相移，且附加相移有時甚至大于儀器自身誤差。故從這兩方面看，要用相位計測試頻率低于20khz的移相誤差免強可以，若要用它測試頻率高于20khz以上的移相誤差，則根本不行。但是，采用定角度法測試，便可將這兩種影響排除出去，而且無論高低頻段都如此，實現用普通相位計精確測量移相誤差。

2定角度法測試原理

    圖1是它的電路圖。圖中ygl為被測移相器，yg2為同型號參考移相器。ygl裝夾在光學分度頭上，yg2裝在1：48減速器中，旋柄轉動2用，yg2轉子位移15^o，并可微調。

    移相器的工作原理是，把轉子的機械角位移變成副邊輸出信號對原邊參考信號電的相位移。對于單極移相器，轉子機械位移角度，應等于電的相位移角度。移相誤差，則是電的相位移對機械角位移的誤差。顯然，如果用相位汁直接測0^o～360^o移相誤差，必然將儀器誤差和引線附加相移測進去，使測試變得極不準確。這里采用這樣的測試，把被測移棚器ygl的參考信號由原邊移至另一臺同型號移相器yg2的輸出，見圖1，讓ygl每旋轉15^o，仗yg2進行相位跟蹤，每步參考起始點，始終為o^o，實現定角度測試。因為相位計不管自身誤差有多大，對于同一角度點，它的誤差基本是不變的。另一個引線附加相移，在同一情況下也是不變的。這二者的不變性可以從測試的重復性中得到證明。有了這不變的前提，便可采用特殊的誤差計算方法，將這二者的影響排除出去。這種誤差的計算方法是，以第1點測試的棚移角作參考，用以后各點的測試值減第1點參考值作誤差，最后****正、負誤差****值之和除以2為總誤差。因固定的誤差，在定角度測試法中，只影響各點的誤差符號，不影響總的****誤差值。

3測試方法和步驟

    選擇兩種電感移相器，28yg75，28yg4，28yg75，頻率75khz。電壓10v，移相參數：c=300pf，r=5．55kω。28yg4，電壓15v，頻率4khz，移相參數：c=6200pf．r=6．05kω。移相器按圖1接線，測試步驟為：

    (1)將參考移相器yg2固定在減速器中，通電隨機處于一個位置。減速器減速比可任意選擇，但以1：48為好，這樣旋柄旋轉兩周正好為1 5^o，且因變比大，微調方便準確。

    (2)將被試移相器ygl央在光學分度頭上，通

電觀察相位計，搖動光學分度頭使相位角指示0^o，

記下此時光學分度頭讀數。

    (3)搖動光學分度頭，使ygl轉子轉過機械角15。，觀察此時相位計指示角度，將這個指示值定為參考角度。以后每點相位計上的指示值，與這個參考角度相減，大于這個角度，為正誤差；小于這個角度，為負誤差。****正、負誤差****值之和除以2，則為移相誤差。例如，假設第一點相位計指示的相位角為13^o，說明此點儀器誤差和引線附加相移之和較大，因它是固定的，不會對總****誤差造成影響，以后每點則以13^o作參考相減。

    (4)光學分度頭固定，用減速器調節yg2，讓參考信號向被測信號推進，以使相位計指示的相位角仍為0^o，固定yg2不動。

    (5)搖動光學分度頭，讓ygl轉子再前進