[发明专利]一种正弦信号相位差溯源系统及方法

说明书

本发明提供了一种正弦信号相位差溯源系统及方法，属于精密测量领域。所述正弦信号相位差溯源系统包括：多个相同的移相模块；每个所述移相模块均包括信号输入端和信号输出端；第一个移相模块的信号输入端为所述系统的信号输入端，第一个移相模块的信号输出端与第二个移相模块的信号输入端连接，第二个移相模块的信号输出端与第三个移相模块的信号输入端连接，以此类推，最后一个移相模块的信号输出端为所述系统的信号输出端。通过移相模块的级联，使得最后一个模块的输出信号与第一个模块的输入信号相位接近。然后利用零度左右相位可正交分解测量，解决了正弦信号非零度相位差的溯源问题，尤其是正交相位的溯源问题，从而实现了任意相位差的溯源。

技术领域

本发明属于精密测量领域，具体涉及一种正弦信号相位差溯源系统及方法。

背景技术

相位差的溯源技术在精密测量中起到重要作用，例如在电学领域中，功率及损耗的溯源都需要相位差溯源作为支持，在长度领域中，尺寸测量及空间定位也依赖于两个信号相位差的精确溯源。

差值测量技术可应用于0度左右相位差的精确溯源。将两路幅值相近信号的矢量差与参考信号通过乘法器进行正交分解，即可计算得到两路信号的比例差及相位差。

然而，对于相位差较大的情况，由于两信号的矢量差已经较大，尤其是正交相位时，矢量差已超过信号本身，因此上述差值测量技术难以保证正交分解后信号的测量精度，也就无法用于相位差溯源。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种正弦信号相位差溯源系统及方法，能够在任意相位差实现溯源。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种正弦信号相位差溯源系统，所述正弦信号相位差溯源系统包括：多个相同的移相模块；

每个所述移相模块均包括信号输入端和信号输出端；第一个移相模块的信号输入端为所述系统的信号输入端，第一个移相模块的信号输出端与第二个移相模块的信号输入端连接，第二个移相模块的信号输出端与第三个移相模块的信号输入端连接，以此类推，最后一个移相模块的信号输出端为所述系统的信号输出端。

所述系统包括N个移相模块；

每个移相模块均能够实现360/N度移相；

每个所述移相模块采用由电阻和电容组成的移相电路，或者由电阻和电感组成的移相电路，或者由电阻、电容和运算放大器组成的移相电路，或者数字移相器。

优选的，每个所述移相模块均包括：第一运算放大器、第二运算放大器、电阻R和电容C；

所述第一运算放大器的同相输入端为该移相模块的信号输入端，所述第一运算放大器的反相输入端与其信号输出端连接，所述第一运算放大器的信号输出端与电阻R的一端连接，电阻R的另一端与第二运算放大器的同相输入端以及电容C的一端连接；所述第二运算放大器的信号输出端与其反相输入端连接，同时所述第二运算放大器的信号输出端为该移相模块的信号输出端；所述电容C的另一端接地。

进一步的，所述系统包括外壳；

所有的移相模块均安装在所述外壳的内腔中；

在所述外壳上开有多个孔，所述系统的信号输入端、所述系统的信号输出端分别从孔内引出。

进一步的，各个所述移相模块的信号输出端分别从外壳上的孔引出，作为各个中间角度信号输出端。

本发明的第二个方面，提供了一种正弦信号相位差溯源方法，所述方法包括：

(1)，分别设置好N+1个移相模块，分别为PS0、PS1一直到PSN；

(2)，利用PS0将PS1到PSN调整为移相角度相同的移相模块；