Осцилоскопски метод
Измерването на фазовото отместване по метода на осцилоскопа може да се осъществи с помощта на линеен, синусоидален и кръгов метод на сканиране. Ограничаваме се до разглеждането на първите два метода, като най-често срещаните.
Метод на линейно почистване. Напрежения и се прилагат към каналите за вертикално отклонение на двулъчев или двуканален осцилоскоп; времевата база на осцилоскопа е включена. Изравнете амплитудите на двете напрежения. Формата на вълната ще изглежда така. Фазовото отместване се изчислява по формула (1), като се заместват измерените дължини на сегментитеlи ∆l, съответстващи на T и ∆T.
където B и A са съответно максималните вертикални и хоризонтални отклонения.
Поставяйки x \u003d 0, получаваме вертикален сегмент y0 \u003d B sin; като поставим y=0, получаваме хоризонтален сегмент x0 = A sin φ. Следователно: sin φ = ± y0/B = ± x0/A. Преди измерване е удобно да се изравнят максималните отклонения вертикално и хоризонтално (A = B); тогава y0 = x0. За да се изчисли фазовото изместване, от осцилограмата се измерват сегментите 2x0 или 2y0, отрязани на координатните оси и страната на правоъгълника 2A или 2B, в който е вписана елипсата:
(4)
Методът на синусоидалното изместване не позволява еднозначно определяне на фазовото изместване. Когато осите на елипсата съвпадат с координатните оси, фазовото изместване φ е 90° или 270°. Ако голямата ос на елипсата е разположена в първия и третия квадрант, тогава фазовото изместване е 0° или 330°. Въведени са допълнителни +90°. Ако осцилограмата остане в същите квадранти, тогава φ = 330°;ако се премести на второ и четвърто, тогава φ=30°. Осцилоскопският метод не изисква никакви допълнителни инструменти и е прост като концепция. Той обаче еиндиректен, изисква линейни измервания и изчисления, което води до значителни грешки. Общата грешка се състои от случайни грешки - измерване на дължината на сегментите, съпоставяне на лъчевата следа с линиите на мащабната мрежа и крайната стойност на диаметъра на светлинното петно върху екрана на осцилоскопа и систематични - инструментални и методични. Инструменталната грешка възниква поради наличието на присъщи фазови измествания в каналите на осцилоскопа. Методическата грешка е свързана с наличието на хармоници в изследваните напрежения.
Грешката на измерване наlсегменти може да бъде намалена чрез внимателно фокусиране на лъча при ниска яркост и използване на осцилоскоп с катодно-лъчева тръба, в която мащабна решетка е приложена към вътрешната повърхност на екрана. Фазовото изместване в каналите на осцилоскопа се открива лесно чрез прилагане на едно и също напрежение към двата входа на осцилоскопа. Ако няма фазово изместване, на екрана ще се появи права линия. Ако се появи елипса, тогава е необходимо да се измери стойността на фазовото изместване по формула (4) и да се направи подходяща корекция на резултата от измерването. Ако корекцията не може да бъде определена точно, тогава грешката може да бъде елиминирана чрез метода на компенсация. За да направите това, трябва да извършите две измервания: първото - както обикновено, а второто - чрез прилагане на изследваните напрежения към противоположните входове на осцилоскопа. В резултат на първото измерване получаваме φ1 = φ +∆φ, където ∆φ е неизвестното фазово отместване в каналите на осцилоскопа. В резултат на второто получаваме φ2 = (360° - φ) + ∆φ. От разликата φ2- φ1 = 360°- 2φ намираме желаното фазово отместване φ = 180° - [(φ2 - φ1)/2].