相位测量仪

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单片机相位测量仪

单片机相位测量仪

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结语
9 88 该 系 统 电路 结 构 简 单 ,可 靠 性 强 , 显 示稳 定 ,测 量 空 航 天 大 学 出 版 社 , 1 9 . .
Hale Waihona Puke 精 度 高 , 辨 率 可 达 0 3 。 , A以 下 的 负 载 电流 可 直 接 分 . 6 5 0
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相位测量仪报告

相位测量仪报告

相位测量仪摘要:本设计以单片机和可编程逻辑器件FPGA为控制核心,实现数字信号的产生、逻辑信号的采集和示波器的显示。

系统主要由三个模块组成:信号发生,数据采集与波形显示。

本设计经过单片机产生逻辑信号,利用FPGA作为数据处理器和DAC控制器,能准确、清晰的在模拟示波器上显示出逻辑波形、触发标记、光标。

利用键盘输入和液晶显示,能实现逻辑预设和触发模式设置。

经验证,本方案完成了全部基本功能和扩展功能。

关键词:逻辑分析仪可编程逻辑器件单片机Abstract:The design of the microcontroller and FPGA programmable logic devices for the control of the core, digital signal generation, logic signal acquisition and oscilloscope display. System consists of three modules: signal, data acquisition and waveform display. After the microcontroller generates the logic signal design , as a data processor using FPGA and DAC controllers , accurate, clearly shows the logic waveforms. The use of keyboard and LCD display , and to achieve pre-trigger mode logic. Proven, the program completed all the basic features and extensions. Keywords:logical link control Programmable logic devices MCU一、方案设计与论证1、数字式移相信号发生器方案一:采用FPGA实现DDS直接频率合成技术。

使用相位测量仪进行测量的方法和技巧

使用相位测量仪进行测量的方法和技巧

使用相位测量仪进行测量的方法和技巧引言:相位测量仪是一种用来测量信号相位差的仪器,它在电子、通信、光学等领域起着重要的作用。

准确的相位测量对于许多科学研究和工程应用都至关重要。

本文将介绍使用相位测量仪进行测量的方法和技巧。

一、选择合适的相位测量仪在选择相位测量仪之前,需要考虑测量的信号类型以及测量的精度要求。

不同的相位测量仪有着不同的测量范围和精度,因此要根据实际需求选择合适的仪器。

二、校准相位测量仪在进行相位测量之前,需要对相位测量仪进行校准,以确保测量结果的准确性。

校准过程中可以利用标准信号源来进行精确的校准,也可以利用已知相位差的信号进行校准。

校准的目的是减小仪器本身带来的误差,提高测量结果的可靠性。

三、选择合适的测量方法相位测量仪有多种测量方法,包括直接法、相差法和干涉法等。

在选择测量方法时,需要根据实际情况选择合适的方法。

直接法适用于相位差较小、频率较高的信号测量;相差法适用于频率较低的信号测量;干涉法适用于光学相位测量等。

四、减小外界干扰在进行相位测量时,外界的干扰会对测量结果产生影响。

为了减小外界干扰,可以采取以下措施:使用屏蔽器减少电磁干扰;保持测量环境静止,避免震动干扰;定期对测量系统进行维护,检查是否有损坏或老化的元件。

五、注意信号的频率范围不同的相位测量仪有不同的测量频率范围,因此在进行相位测量时需要注意信号的频率范围是否在仪器的测量范围之内。

如果信号的频率超过了仪器的测量范围,可能会导致测量结果不准确。

六、处理测量数据进行相位测量之后,需要对测量得到的数据进行处理和分析。

常见的处理方法包括拟合曲线、平均值计算等。

通过对测量数据的处理,可以得到更加准确和可靠的结果。

结论:相位测量仪作为一种重要的测量仪器,在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。

选择合适的相位测量仪、校准仪器、选择合适的测量方法、减小外界干扰、注意信号的频率范围以及处理测量数据都是使用相位测量仪进行测量的重要方法和技巧。

六角图伏安相位仪

六角图伏安相位仪

RTZC-650六角图伏安相位仪具有变压器六角图测试和三相伏安相位测试的功能,另外还具有无线同步测量的功能,可以进行互感器二次无线核相。

采用高性能ARM和高精度采样芯片、先进的制造工艺,保证了产品性能稳定可靠,功能完备、自动化程度高。

产品特点●功能全面,既能够测量变压器六角图又能够测量诸多电气参数,同时还具有无线同步测量的功能。

●能够测量三相电压,电流,有功,无功,功率因素,频率,相位等参数。

●手持测量仪用于测量,室外机用于输出电压电流。

遥控对一次侧施加电压、电流进行测量。

●能够自动测量电力系统变压器差动保护接线正确与否。

通过六角图的方式给出测量结果,便于直观判断。

能够自动分析Y,Y0,△1,△11等变压器主接线方式及互感器二次接线方式各种组合的测量结果。

●具有无线同步测量的功能,可以对不同位置的互感器二次的电压线或电流线进行无线核相。

最后通过矢量图或图表的方式给出测量结果。

●采用7寸触摸彩屏,显示清晰,操作方便,通过SD卡保存测量结果,以及方便的导出测量结果。

●仪器带有大容量的锂电池。

通过电池可以工作约10小时。

技术指标手持机1.二次电压测量范围:0~300V,精度:0.2%2.二次电流钳测量范围: 0A ~ 6A, 精度:0.2%3.六角图输入端测量范围: 10~200mA,精度0.5%4.无线通讯距离:1000米5.相位测量精度:≤3°6.频率范围:45~65Hz室外机1.一次加压最大输出电压:2000V/0.3A2.一次通流最大输出电流:200A/10V3.六角图测试输出一次电流:0~10A4.六角图测试输出一次电压:0~440V5.一次电流电压测量精度:0.2%6.供电电源:AC220V/10A以上就是RTZC-650六角图伏安相位仪的相关内容,如果你想详细了解RTZC-650无线遥测六角图伏安相位仪该仪器的产品信息,欢迎来电咨询。

三相相位测试仪使用方法

三相相位测试仪使用方法

三相相位测试仪使用方法一、引言三相相位测试仪是一种用于测量电力系统中三相电压和电流之间的相位差的仪器。

它可以帮助电力工程师和技术人员准确判断电力系统的运行状态,确保电力系统的稳定和安全运行。

本文将介绍三相相位测试仪的使用方法,以帮助读者更好地了解和应用该设备。

二、准备工作在使用三相相位测试仪之前,需要进行一些准备工作。

首先,确保测试仪的电源充足并正确连接。

其次,检查测试仪的各个部件是否完好无损,如显示屏、按键、接口等。

最后,准备好所需的测试电缆和夹具,以便能够正确连接到电力系统中的相应位置。

三、连接测试电缆根据实际需要,选择合适的测试电缆,并将其连接到测试仪的相应接口上。

在连接电缆时,需要确保电缆的连接牢固可靠,避免出现接触不良或断开的情况。

同时,还需要注意电缆的极性,确保正负极正确连接,以免影响测试结果。

四、选择测试模式三相相位测试仪通常具有多种测试模式可供选择,根据实际需要选择相应的模式。

一般来说,常用的测试模式包括相位差测量、频率测量、功率因数测量等。

在选择测试模式时,需要根据具体的测试要求和电力系统的特点进行判断,并按照相应的操作步骤进行设置。

五、进行测试在连接完成并选择好测试模式后,即可进行实际的测试操作。

首先,将测试仪的探头正确接触到电力系统中需要测量的相位位置上,确保接触良好。

然后,按下测试仪上的相应按键,开始进行测试。

在测试过程中,要注意观察测试仪的显示屏上的数据变化,并根据测试仪的使用说明进行相应的操作。

六、记录和分析测试结果测试完成后,将测试仪的显示屏上的数据记录下来,并进行相应的分析。

根据测试结果,可以判断电力系统中的相位差是否正常,是否存在异常情况。

如果测试结果与预期不符,可能需要进一步检查电力系统的其他部分,以确定问题的具体原因。

七、注意事项在使用三相相位测试仪时,需要注意以下事项:1. 使用前要仔细阅读和理解测试仪的使用说明书,确保正确操作;2. 在进行测试前,应确保电力系统的安全,避免发生触电等意外事故;3. 测试过程中要保持仪器和测试环境的干燥和清洁,避免灰尘和湿气对测试结果的影响;4. 测试结束后要及时断开电源,彻底关闭测试仪,做好设备的保养和维护工作。

数字式相位测量仪

数字式相位测量仪

• 93•数字式相位测量仪是用数字形式显示两个同频信号之间相位差的仪器,是一种具有读数方便、精度高、测量速度快的电子仪器。

本文基于RS触发器检相原理,以可编程逻辑器件FPGA和单片机STM32为核心,通过对被测量信号的整形处理、数据采集、运算控制、显示等电路功能设计,最终实现了一个数字式相位测量仪系统。

引言:目前,随着社会经济的迅速发展与科技的不断进步,在各种测量方面对测量仪器的测量精度与整体性能的要求不断提高,越来越崇尚数字式的测量仪器。

由此可见,传统的模拟式测量仪器已无法满足现社会的需求,而在相位差测量方面的研究更是不容乐观;因此,对高精度的相位差测量的研究和相位差测量系统的设计,刻不容缓。

所以,本文设计了一台高精度的数字式相位测量仪。

本测量仪可以测量频率范围为10Hz ~100kHz 、信号峰峰值范围为 0.5V-5V 的任何两路同频率周期性波形的相位差及其频率,测量两路信号相位差的范围为 0°至359.9°,测量绝对误差小于1°;其频率测量绝对误差小于等于0.1Hz 。

1.总体框架本系统主要分为四大基本部分组成:LM393滞回比较器的整形电路、FPGA 数据采集与计数电路、RS 触发器数字电路和STM32数据拟合处理与显示电路。

系统设计中,可编程器件FPGA 采用等精度测量原理对经整行后的信号进行测频,采取其频率信息,同时对两路待测同频信号进行RS 触发器处理并通过计数器对两路待测同频信号相位差所对应的时间差进行测量。

单片机STM32通过与FPGA 进行SPI 通信,读取FPGA 测量得到的数据,并根据读取得到的数据进行计算两路待测同频信号之间的相位差及其频率,同时对数据进行多次测量与验证后,通过MATLAB 对数据进行拟合优化,最终通过使用人机界面友好的TFT 屏显示出来待测信号的相位差信息以及其频率信息。

总体框图如图1:图1 总框图1.1 LM393滞回比较器的整形电路的设计本系统中使用了两个精密运算放大器对两路信号进行放大或衰减,使两路待测输入信号的输入电压范围变宽,从而实现0.5V 到5V 的输入电压输入;滞回比较器在单限比较器的基础上引入了正反馈网络和上拉电阻,使其的门限电压随着输出电压Uo 的变化而改变,从而,使滞回比较器具有避免过零点多次触发的现象、提高了其抗干扰能力;因此,本系统采用了基于LM393的滞回比较器对放大或衰减后的信号进行整形,使两路待测输入信号变成方波信号,便于FPGA 对输入信号的信息采集,减少了FPGA 的计数误差,更准确地测出两路待测信号的相位差及其频率。

相位法测量仪的误差分析和实验研究

相位法测量仪的误差分析和实验研究
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阻尼 材料 在减 振 、 降噪 中具有 独 特 的优越 性 , 近
1 理 论 基础
相 位 法 因 其 可 连 续 扫 频 测 量 , 且 测 量 精 度 并
年 来被 广泛 应 用 于 实际 工程 中f。然 而 在选 取 合 适 1 ] 的阻尼 材 料 时 , 先 需要 准 确地 了解 阻 尼材 料 的动 首
中图 分 类 号 : B 5 T 9
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Ero ay i n x e m e t l s a c n M e s r g Da i g rr An l ssa d E p r i n a Re e r h o a u i mp n n M a e a sBa e n P a eM e h d tr l s d o h s t o i
影 响 : 忽 略 下 夹 持器 刚度 和 阻尼 的影 响 时 , 夹 持 器 的 质 量越 大 , 量 结 果 的 误 差 也越 大 。最 后 , 用 自行设 计 加 工 在 下 测 利

相位检测仪 原理

相位检测仪 原理

相位检测仪原理
相位检测仪是一种测量信号相位差的仪器。

它可用于测量不同信号源之间的相位差,也可以用于测量信号在传输过程中的相位变化。

相位检测仪的原理基于干涉原理。

当两个相干光束叠加时,它们的相位差会影响叠加后的光强。

相位检测仪利用这一原理实现相位差的测量。

相位检测仪通常由一个光源和一个光探测器组成。

光源产生一个稳定的光束,经过分光器分成两个光束。

其中一个光束经过被测物体(如介质或光路),另一个光束则绕过被测物体。

两个光束再次相遇,通过光探测器接收光信号。

当两个光束相遇时,其相位差(简称相位差)会引起光波的干涉。

如果相位差为0或整数倍的2π,光波叠加后的光强将增强(称为相长干涉);如果相位差为奇数倍的π,光波叠加后的光强将减弱(称为相消干涉)。

光探测器可以测量叠加后的光强,从而获得相位差信息。

实际应用中,相位检测仪通常采用调制技术。

通过调制信号源的频率或幅度,可以改变两束光的相位差,从而实现对不同相位差的测量。

常见的调制技术包括电调制、光调制和电光混频等。

相位检测仪的应用非常广泛。

例如,在光纤通信中,相位检测仪可用于测量信号在光纤中传输过程中的相位偏移,从而实现
相位同步和解调;在无线通信中,相位检测仪可用于测量不同天线之间的相位差,从而实现波束成形和多天线接收等技术。

总之,相位检测仪利用干涉原理测量信号的相位差。

通过调制技术和光探测器的反馈,可以获得准确的相位差信息,广泛应用于通信、雷达、导航等领域。

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辽宁工业大学
电子综合设计与制作(论文)题目:低频数字式相位测量仪
院(系):电子与信息工程学院
专业班级:电子班
学号:
学生姓名:
指导教师:
教师职称:
起止时间:2013.12.13-2014.1.10
电子综合设计与制作(论文)任务及评语
摘要
该设计是低频数字式相位测量仪,设计思路为输入一个低频正弦信号通过分支路正常输出,另一路不通过移相器输出一个相位改变频率不变的正弦波。

得到上述两路频率相同相位不同的信号后就要测出两信号的相位差和频率,在做此工作前先要经过相位测量前置级信号处理电路,由阻抗变换和放大、限幅、电平转换、整形电路组成。

经过相位测量前置级信号处理电路得到两路方波,通过异或门输出一个脉冲序列与晶振产生的基准脉冲波进行与操作得到调制后的波形,在一定的时间范围内对脉冲的个数进行计数通过计算得到相位差和频率。

再通过单片机控制显示器显示出所需结果。

关键词:低频;正弦;移相器;异或门;整形;
目录
第1章可编程增益放大器设计方案论证 (1)
1.1可编程增益放大器的应用意义 (1)
1.2可编程增益放大器设计的要求及技术指标 (1)
1.3 设计方案论证 (2)
1.4 总体设计方案框图及分析 (3)
第2章可编程增益放大器各单元电路设计 (4)
2.1 输入调整电路设计 (5)
2.2 中间级放大电路设计 (5)
2.3 输出级电路设计 (5)
2.4 增益调整电路设计 (6)
第3章可编程增益放大器整体电路设计 (7)
3.1 整体电路图及工作原理 (7)
3.2 电路参数计算 (7)
3.3 整机电路性能分析 (8)
第4章设计总结 (9)
参考文献 (10)
第一章低频数字式相位测量仪设计方案论证
1.1低频数字式相位测量仪的应用意义
近年来,随着科学技术的迅速发展,很多测量仪逐渐向“智能仪器”和“自动测试系统”发展,这使得仪器的功能丰富而使用简单。

低频数字式相位测试仪在工业领域中是经常用到的通用测量工具。

在电力系统中电网并网合闸时,要求两电网的信号相同,这就要求精确的测量两工频信号之间的相位差。

还有测量两列同频信号的相位差在研究网络、系统的频率特性中具有重要意义。

本低频数字式相位测量仪由AT89C51芯片和小规模集成电路构成。

由于AT89C51芯片和可编程逻辑器件的集成度高,智能程度高,功能强大,使得它实现起来比较简单,而且具有体积小、性价比高、性能稳定的特点。

1.2低频数字式相位测量仪的要求及技术指标
任务和要求:
(1)设计并制作一个低频数字式相位测量仪
a.频率范围:20Hz~20kHz。

b.相位测量仪的输入阻抗≥100k 。

c.允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V~5V范围内变化。

d.相位测量绝对误差≤2°。

e.具有频率测量及数字显示功能。

f.相位差数字显示:相位读数为0o~359.9o,分辨力为0.1°。

(2)制作一个移相网络
a.输入信号频率:100Hz、1kHz、10kHz。

b.连续相移范围:-45°~+45°。

c.输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V~5V范围内变化。

1.3设计方案论证
方案一:输入两路低频率正弦信号通过方波整形输出方波,再由异或门得出一个方波信号,经过计数填充的方法求得相位差。

由单片机控制显示器得出结果。

方案二:输入一路低频正弦信号,一边通过移相器输出,一侧原路输出,再分别由整形电路输出方波吗,再由异或门得出一个方波信号,经过计数填充的方法求得相位差。

由单片机控制显示器得出结果。

1.4总体设计方案框图及分析
根据设计方案的简便易操作原理,这里采取方案二。

整体框图如下,计数器输出结果和移相器到显示器的结果由双刀双掷开关控制,通过单片机控制显示器分别显示所需要的结果。

第二章 低频数字式相位测量仪各单元电路设计
2.1输入正弦信号电路设计
输入正弦信号后,相位测量前置级信号处理电路,由阻抗变换和放大、限幅、电平转换、整形电路组成。

如下图所示。

2.2相位和频率测量电路设计 (1)相位测量
输入两路同频率的正弦波信号,其波形表达
式分别为:
)sin(111ϕω+=t V v m )sin(222ϕω+=t V v m
当两路信号的频率相同时,相角差2θϕϕ1=-是一个与时间无关的常数,将此两路正弦波信号经过放大整形成两路方波信号f1、f2,经过异或门输出一个脉冲序列A ,与晶振产生的基准脉冲波B 进行与操作得到调制后的波形C ,在一定的时间范围内对B 、C 中脉冲的个数进行计数得b N 、C N ,则其相位差计算公式为
C N 360×N 2
b οθ=
采用多个周期计数取平均值的方式以提高测相精度。

(2)频率测量
数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率.频率是在单位时间(1S)内信号周期性变化的次数.如果我们能在给定的1S 时间内对信号波形计数,并将计数结果显示出来,就能读取被测信号的频率. 其频率可表示为:
N f =
数字频率计首先必须获得相对稳定与准确时间,同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号,然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数,将其换算后显示出来.这就是数字频率计的基本原理. 2.3移相电路设计
可调电阻3p R 下端电位为:jwC
R jwC
V V in +⨯
=下
上端电位为:jwC
R R
V V in +⨯
=上(V in 为输入信号,w 为输入信号的角频率)。

通过调
节电位器R P3来改变比例常数A 、B ,从而改变输出信号的相位。

通过调节电位器Rw2
和Rw3改变输出信号幅度,矢量图如图10。

输出电压
))()((2
11
11V B A j B A V j
V B j V A V B A V in
in in OUT --+=
-⨯⨯++⨯⨯=⨯+⨯=下上 该模拟电路主要采用高、低通电路的临界截止点来产生极值相位的偏移。

当高、低通电路的截止频率等于输入信号频率时,根据其幅频特性,信号波形所产生的相位分别为45°和-45°,恰好满足要求的连续相移范围-45°~45°的调节。

由于高、低通电路在截止点时会产生幅度的衰减,故电路在后级加了放大电路,且采用了电压串联负反馈的
方式提高了输入阻抗并降低了输出阻抗,电路最后还设计有调幅装置,能够很好地满足
A、B输出的正弦信号峰—峰值可分别在0.3V—5V范围内变化。

第三章低频数字式相位测量仪整体电路设计3.1整体电路图及工作原理
3.2电路参数计算
3.3整机电路性能分析
第四章系统软件设计
4.1主程序图设计
单片机在获取数据时,开始的是一般的读取指令MOV指令,分别从单片机的P0口、P2口、P1口的低3位读入数据,组合为一个19位的二进制数据。

经过多次测试,采用这种方式获得了比较好的效果。

4.2 相位测量程序图设计
首先判断两路输入信号的上升沿,如果上升沿到达则计数器开始计数,否则继续等待。

在计数过程中继续判断第二路输入信号的上升沿是否到达,如果到达则将计数结果保存并且继续计数,直到第一路信号的下降沿到来后停止计数。

第五章设计总结
通过设计低频数字式相位测量仪,使我更好的掌握了所学知识的实践运用。

本次设计中输入正弦信号通过移相网络得到两个频率相同相位不同的信号,为后面的相位测量提供两个信号,这个地方简便了设计要求,合理化了设计网络。

参考文献
[1] 徐亲知,陈淑华.石油经济学.第二版.哈尔滨:黑龙江人民出版社,1988: 38-135
[2] 米契尔·卡特,罗德尼·马多克.合理预期理论.余永定译.北京:中国金融出版社,1988:43-85
[3] 张文中.论石油价格与石油工业发展.世界石油经济,1990(2):14-21
[4] 齐中英,叶元煦.对我国能源问题的回顾与思考.邱大雄.市场经济与中国能源发展战略论文集.
北京:原子能出版社,1992:53-58
[5] 黄良君.大庆地区经济发展战略研究.哈尔滨工业大学硕士学位论文.1994。

2
附录:器件清单。

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