相位差测量

两同周期正弦电量对应点间角度差值的测量

相位差测量是两同周期正弦电量对应点间角度差值的测量。

简介

此两正弦电量可以同为电压、电流，或一为电压、一为电流等。对应点常取正弦电量由负到正的过零点，相当于正弦电量函数的初相角。相位差的单位是度或弧度，正、负号表示领先或滞后关系。

待测相位差的正弦电量的频率范围很广，因此采用的测量方法和仪器一般随频率的高低来选择。

常用的方法

直接法

使用专用的仪表如指针式相位表、数字相位表，或采用阴级示波器来测量相位差。采用阴极示波器时，将两同频正弦电压信号分别加到示波器的X、Y轴，得到如图1所示的椭圆图形，则两正弦电压之间的相位差∮=arc sin(b/α)。这一方法不能判断两信号哪一个领先或滞后，并且在∮值接近零时，椭圆也退化接近成为一条直线，即b值很小，所以∮值很难测准。

间接法

通常采用三电压表法。一般要求两电压信号有一公共点（设为a点），当分别测出两信号电压Uab、Uca，以及两电压的差值Ubc后，可画出电压三角形。按余弦定理，两信号电压间的相位差当∮很小时，可将Uab或Uca中较大的一个信号电压分压，使分压后两信号的数值相等。

发展现状和发展趋势

国外发展状况

国外对于相位差测量的研究起步早，如俄罗斯、英国、德国尤其美国该技术一直处于领先地位。如美国的Agilent（安捷伦）、德国德图、日本横河等公司在相位差测量技术方面取得优异的成就，Agilent 53132A型通用计数器，该计数器频率分辨率达12位/秒；频率范围：CH1和2：dc～225MHz；测量速度可达到200次测量/秒在GPIB上。美国CH公司生产的型号CH6000A高精度相位计，其分别率达0.001°，是迄今最好的相位计，精度0.020°，频率响应：5Hz～1MHz,增加了USB接口，利用了最新的数字技术和优化模拟设计。

国外的产品主要特点是可以测量幅值、周期还包括相位、频率等多种参数的测量，尤其重要的是他们的产品测量精度高，利用非常先进的数字芯片，这样的优点是测量精度高、频率范围宽、抗干扰好。

国内发展状况

与国外技术相比，我国该项目研究相对落后，它起步于上个世纪六、七十年代，我国在此后的几十年取得了较大成就，但是测量精度相对低、使用的频率范围窄以及采用的器件、方法和技术与国外相比还是有很大的差距。

随着国内技术发展迅速，国内相位计产品技术得到快速提高，如上海旺平电气有限公司生产的WP9066A多功能相位计，该相位计可用表或数字液晶显示。该相位计相位测量范围大、频率高、测量精度相对较高等众多优点，其功能主要用于双电力系统，测量交流电流，电压两电压之间，两电流之间，及电压、电流之间的相位角度。

总的来说，我国的相位差测量技术与发达国家相比还有很大的差距，主要表现在产品种类少、产品测试功能单一，尤其重要的是仪器测量精度、数字化和自动化程度低。

发展趋势

早期阶段的相位差测量技术一般采用的方法包括李沙育法、和差法、阻抗法等，这些测量方法虽然简单，但是重大弊端是测量精度低，不符合科学技术的发展和需要，所以出现利用数字电路、微处理器等构成电路系统，使得测量精度得到极大的提高。该技术极大的简化设计程序，使得测量精度更高、功能齐全，是社会未来发展的趋势。

相位差测量技术广泛应用于众多领域和部门，如今测量电路具有运行速度快、高精度、低成本等优点，它的应用领域宽广并取得了许多新的进展。尤其国防技术的发展，需要发展高精度、多种功能的相位计。因此，在各种实时系统之中对于相位差测量技术极其重要。

为了满足本课题的要求，设计了一个相位差检测电路，包括移相电路和显示电路，该电路的主要功能是可以测量原信号和一个经过移相电路的信号（正弦波）移相后之间存在的相位差，并最终由数码管显示。

全国各地天气预报查询

上海市

市辖区