ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ФАЗОВОГО СДВИГА ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В. И. Канарейкин

Аннотация


Преобразователи фазового сдвига (фазовращатели и калибраторы фазы) широко применяются в информационно-измерительных системах и системах управления. На практике их используют в составе прецизионных двухфазных генераторов, компенсаторах, компенсационных фазометрах, а также в фазометрической аппаратуре. В нефтегазовой отрасли применяются автоматические компенсаторы переменного тока при измерении электропроводности (автоматический солемер), при измерении расхода глинистого раствора электромагнитными датчиками, в геофизических исследованиях для определения ортогональных составляющих сигнала датчика (электронные каротажные станция).

Актуальным научно-исследовательским направлением является нахождение решений для точного измерения и воспроизведения угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями.

В статье предложен способ построения широкополосных преобразователей фазового сдвига на основе функциональных ЦАП. Устройство состоит из широкополосного квадратурного устройства и блока функционального преобразования. Разработаны математическая и схемотехническая модели преобразователя фазового сдвига на основе гибридных функциональных ЦАП с использованием сплайновой аппроксимации. Установлено, что при увеличении порядка сплайна n точность приближения синусной и косинусной зависимостей увеличивается в 10 раз, а при увеличении количества интервалов аппроксимации точность увеличивается не менее чем в 2 раза.

Экспериментальные исследования преобразователя фазовых сдвигов с разрешающей способностью 0,02° на базе 12-разрядных функциональных ЦАП показали, погрешность воспроизведения по углу фазового сдвига составляют 0,04°, что соответствует требованиям, предъявляемым к эталонам угла фазового сдвига первого разряда (0,01º - 0,2º).


Ключевые слова


compensation method of measurement;compensators of alternating current;converters of phase shift;corner of phase shift;functional digit-analog converters (functional DAC);information and measuring systems;sensors;датчики;информационно-измерительные системы;компенсаторы переменного тока;компенсационный метод измерения;преобразователи фазового сдвига;угол фазового сдвига;функциональные цифроаналоговые преобразователи

Полный текст:

PDF

Литература


Экспериментальное исследование функционального ЦАП/ А.А. Газизов, В.И. Канарейкин, А.Д. Максутов, В.М. Сапельников // Датчики и системы. 2009. №5. С. 58-60.

Исследование погрешности калибратора фазового сдвига/ А.А. Газизов, В.И. Канарейкин, А.Д. Максутов, В.М. Сапельников // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. № 3. С. 16-17.

Кравченко С.А. Калибраторы фазы. Л.: Энергоиздат, 1981. 100 с.

Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. М.: Энергоатомиздат, 1986. 448 с.

Функциональный ЦАП/ Сапельников В.М., Канарейкин В.И., Клименко С.С.: пат. на изобретение №2408136 МПК Н03М 1/66. №2408136: заявитель ГОУ ВПО УГНТУ; заявл. 20.05.2009; опубл. 27.12.2010// Бюл. № 36. 7 c.: ил.

Сапельников В.М., Канарейкин В.И., Клименко С.C. Повышение точности измерения коэффициента мощности // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. №3. С. 23-25.

Сапельников В.М., Газизов А.А., Канарейкин В.И. Применение лабораторных виртуальных приборов LabVIEW для исследования погрешностей функциональных ЦАП // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2008. С. 119 – 122.

Сапельников В.М., Кравченко С.А., Чмых М.К. Проблемы воспроизведения смещаемых во времени электрических сигналов и их метрологическое обеспечение. Уфа: Изд-во Баш. гос. ун-та, 2000. 196 с.

Сапельников В.М., Канарейкин В.И. Широкополосное квадратурное устройство для калибраторов фазы // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: сб. науч. тр. II Всерос. науч.-техн. конф. в 2 т. / редкол.: В. А. Шабанов [и др.]. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. Т. 2. С. 157 – 160.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2015-6-443-466

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.