Компенсационный метод

Для измерения фазового сдвига компенсационным мето­дом с осциллографической индикацией собирают измери­тельную установку, состоящую из однолучевого осциллографа, образцового φ_обр и вспомогательного φ_в фазовращателей. Сначала в установке устраняют собствен­ный фазовый сдвиг. Для этого замыкают переключатель П и напряжение u₁ подают на оба входа осциллографа. Ука­затель шкалы образцового фазовращателя устанавливают на нуль, а вспомогательный регулируют до получения на экране осциллографа прямой линии. При этом вспомо­гательным фазовращателем компенсируется собственный фа­зовый сдвиг измерительной установки. Для лучшей компенсации регулировку усиления обоих каналов осциллографа устанавливают на максимум. Осциллограмма при этом выходит за пределы экрана, но это не существенно, так как измерений ее делать не нужно. Затем размыкают переклю­чатель и подают напряжение u₁ в канал У и u₂ — в канал X; на экране появляется эллипс или его центральная часть в виде двух параллельных линий. Регулируя образцовый фазовращатель, добиваются слияния этих линий в одну прямую, т. е. общего нулевого фазового сдвига.

Значение фазового сдвига между напряжениями u₁ и u₂ по показанию шкалы образцового фазовращателя опреде­ляется следующим образом. Если напряжение u₁ опережает по фазе напряжение u₂, то показание по шкале образцового фазовращателя равно фазовому сдвигу: φ = φ_обр. Если напряжение u₁ отстает, то φ=360°- φ_обр.

Погрешность измерения определяется в основном погреш­ностью градуировки шкалы образцового фазовращателя.

На сверхвысоких частотах компенсационный метод реализуется способом короткого замыкания. Собирают измерительную установку, состоящую из генератора Г, развязывающего аттенюатора Am и фазовращателя φ, выход которого замыкают накоротко (а). Когда генератор включен, в тракте устанавливается стоячая волна. В произвольном сечении фазовращателя помещают зонд, соединенный с диодом и индикатором.

Регулируя фазовращатель, добиваются нулевого пока­зания индикатора, т. е. совмещают узел напряжения и плоскость сечения, где расположен зонд; делают отсчет по шкале фазовращателя φ₁. Затем вместо короткозамыкателя к выходу фазовращателя присоединяют испытуемое устройство Z (отрезок волновода, трансформатор, фильтр, переходное устройство и др.), также замкнутое накоротко (б). Узел напряжения смещается; регулировкой фазовращателя сдвигают узел на прежнее место, что фикси­руется по нулевому показа­нию микроамперметра, и де­лают второй отсчет по шкале фазовращателя φ₂. Фазовый сдвиг, вносимый исследуемым устройством φ, равен полу­разности этих показаний: φ=(φ₁-φ₂)/2. Для уменьше­ния погрешности тракт дол­жен быть согласованным, а индикатор чувствительным. В качестве индикатора можно применять селективный вольт­метр, а генератор модулиро­вать низкочастотным напря­жением. Частоты модуляции и настройки селективного милливольтметра должны сов­падать. Необходимо помнить, что устройство, геометрическая длина которого равна длине волны проходящего по нему колебания, вносит фазовый сдвиг, равный 360°.