Фаза є одним з основних параметрів коливального процесу в електричних колах і містить дві складові – постійну та змінну. Частіше вимірюють не власне фазу, а кут зсуву фаз (КЗФ) між двома коливними процесами (напругами чи струмом) однієї і тієї ж частоти в діапазоні від 0 до 360˚. Тоді КЗФ дорівнює різниці постійних складових фаз двох коливань і не залежить від початку відліку часу. Більшість сучасних методів вимірювання фази і КЗФ ґрунтуються на методах дискретизації та цифрової обробки сигналу – обробка комплексним перетворенням Фур’є, методом найменших квадратів тощо. Існує багато різновидів і удосконалень зазначених методів, які мають різні характеристики точності вимірювань. Графічне середовище програмування LabVIEW вже стало середовищем програмування загального призначення. До переваг LabVIEW належать простий мережевий зв’язок, реалізація загальних протоколів зв’язку, потужні набори інструментів для керування процесами та підгонки даних, швидка та проста конструкція інтерфейсу користувача та ефективне середовище виконання коду. У статті наведені результати автоматизації вимірювань на Державному еталоні кута зсуву фаз між двома напругами в діапазоні частот від 5 Гц до 10 МГц. Автоматизація прецизійних вимірювань КЗФ з використанням програмного середовища LabVIEW надає переваги в порівнянні з ручними вимірюваннями, зокрема скорочення часу виконання вимірювання і оброблення його результатів мінімум у три рази. Це забезпечує збільшення продуктивності метрологічних робіт; підвищення їх ефективності, якості, можливість збільшення кількості вимірювань (до 1000), що дозволяє покращити оцінку середньоквадратичного відхилення не менше ніж у півтора рази, і зменшити загальну стандарту невизначеність вимірювання відповідно.
[1] V. Isaiev, “Method of measuring the angle of phase shift between two voltages using a precision meter of the voltage”, Ukrainian Metrological Journal, 2017, No. 2, pp. 3–
7. DOI: 10.24027/2306-7039.2.2017.109620.
[2] O. M. Velychko, V. V. Isaiev, “Some features of the calibration method of multifunctional calibrators”, Collection of scientific works of the Odesa State Academy of
Technical Regulation and Quality, 2017, No. 2 (11), pp.39–45. DOI: 10.32684/2412-5288-2017-2-11-39-45.
[3] B. Hee-Jung, and S. Sugoog, “Phase Shift Analysis and Phase Identification for Distribution System with 3-Phase Unbalanced Constant Current Loads”, Journal of Electrical
Engineering and Technology, Vol. 8, 2013, Issue 4, pp. 729-736. DOI: 10.5370/JEET.2013.8.4.729.
[4] K. K. Clarke and D. T. Hess, “Phase measurement, traceability, and verification theory and practice”, 6th IEEE Conference Record., Instrumentation and Measurement
Technology Conference, 1989, pp. 214-218. doi:10.1109/IMTC.1989.36856.
[5] E. Mohns and M. Kahmann, “Heterodyne Measurement System (HMS) for Determining Phase Angles”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol.
56, no. 2, pp. 505-508, April 2007. DOI: 10.1109/TIM. 2007.890624.
[6] J. Manceau., I. Blanc, A. Bounouh., and R. Delaunay, “Application des méthodes d'échantillonnage aux mesures des déphasages pour des fréquences de 20 Hz à 20 kHz”, 2008. https://metrologie-francaise.lne.fr/sites/ default/files/media/document/p3-12-frm13-manceauechantillonnage-dephasage.pdf
[7] F. L. Bertottia, M. S. Harab, and P. J. Abattic, “A simple method to measure the phase difference between sinusoidal signals, Review of Scientific Instruments, vol. 81,
2010, issue 11, 115106, 2010. DOI: 10.1063/1.3498897.
[8] M. Šíra and S. Mašláň, “Uncertainty analysis of noncoherent sampling phase meter with four-parameter sine wave fitting by means of Monte Carlo”, 29th Conference
on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2014), 2014, pp. 334-335, DOI: 10.1109/CPEM. 2014.6898395.
[9] Y.-Z. Liu, and B. Zhao, “Phase-shift correlation method for accurate phase difference estimation in range finder”, Applied Optics, vol. 54, 2015, issue 11, pp. 3470-3477.
doi: 10.1364/AO.54.003470.
[10] Y. Tu, Y. Shen, and P. Chen, “Correlation theory-based phase difference estimation method for sinusoidal signals,” 35th Chinese Control Conference (CCC), 2016, pp.
5112-5115. doi: 10.1109/ChiCC.2016.7554148.
[11] T. Wang, Y. Hou, S. Tang, H. Lei, and Z. Deng, “Measuring phase difference of sinusoidal signals based on FPGA”, 13th IEEE International Conference on Control
& Automation (ICCA), 2017, pp. 1039-1042. DOI:10.1109/ICCA.2017.8003204.
[12] I. Choque, M. Servin, M. Padilla, M. Asmad, and S. Ordones, “Phase measurement of nonuniform phase-shifted interferograms using the frequency transfer function”,
Appl. Opt., Vol. 58, 2019, Issue 15, pp. 4157-4162. DOI 10.1364/AO.58.004157.
[13] Y. Antonenko, V. Kozheshkurt, D. Shtoda, V. Katrich, “An amplitude and phase detector for dielectric spectroscopy systems”, Radiofizika i elektronika, Vol. 25, 2020,
Issue 3, pp. 68-77. DOI: 10.15407/rej2020.03.068 (in Ukrainian).
[14] Velychko, Oleh, Valentyn Isaiev and Yu.R. Kulish. “Comparison of Phase Angle Measurement Results by Means of Two Methods.” 2018 Conference on Precision
Electromagnetic Measurements (CPEM 2018) (2018): 1-2. DOI: 10.1109/CPEM.2018.8500900.
[15] Y. G.,Hang Xu, and A. Chi, “Broadband Dynamic Phasor Measurement Method for Harmonic Detection”, Electronics, vol. 11, 2022, No. 11, pp. 1667. DOI:
10.3390/electronics11111667.
[16] Yu. Kulish, “Improvement of the metrological characteristics of State primary standard phase angle between two voltages unit by measurements automation”, Proc. of VII International Competition of COOMET “Best Young Metrologist”, 17–18 May 2017, Astana, Kazakhstan, pp.13–16. DOI: 10.24027/2306-7039.1A.2017.99394.
[17] O. M. Velychko, S. M. Shevkun, M. V. Dobroliubova, and Yu. M.Izbash, “The uncertainty estimates in the calibration of phase meters with using the State Standards of
phase angle between two voltages”, Information Processing Systems, Vol. 2(127), 2015, pp. 86-88. https://www.hups.mil.gov.ua/periodic-app/article/4336/eng (in Ukrainian).
[18] O. M. Velychko, S. M. Shevkun, Yu. M. Kulish, M. V.Dobroliubova, “Assessment of uncertainty in the calibration phase angle generators on the state primary standard
phase angle between two voltages at the fundamental frequency range”, Information systems, mechanics and control, 2017, No. 17, pp. 32–39. DOI: 10.20535/2219-
3804172017100051 (in Ukrainian).
[19] V. D. Ulieru, “Electric measurements with LabVIEW”, In Proceedings of the 8th WSEAS Int. Conf. on Math.methods and comp. techniques in el. eng.(MMACTEE’06). World Sc. and Eng. Academy and Society (WSEAS), Stevens Point, Wisconsin, USA, 2006, pp. 197–200. DOI: 10.5555/1983991.1984034.
[20] C. Elliott, V. Vijayakumar, W. Zink, R. Hansen, “Nat.Instr. LabVIEW: A Programming Environment for Lab. Aut. and Meas.”, JALA: Journal of the Association for
Laboratory Automation, 2007, vol. 12(1), pp. 17-24. DOI::10.1016/j.jala.2006.07.012.
[21] P. Otomański, Z. Krawiecki, and A Odon, “The application of the LabVIEW environment to evaluate the accuracy of alternating voltage measurements”, Journal of
Physics: Conference Series, Vol. 238, 13th IMEKO TC1-TC7 Joint Symposium 1–3 September 2010, City University London, UK. DOI:.10.1088/1742-6596/238/1/012005.
[22] A. Korgin, V. Ermakov, L. Zeyd Kilani, “Automation and Processing Test Data with LabVIEW Software”, IOP Conf. Series: Mat. Sc. and Eng., Vol.661, XXVIII R-P-S
Seminar 2019 9–13 Sept. 2019, Žilina, Slovakia. DOI:10.1088/1757-899X/661/1/012073.
[23] J. Kodosky. 2020. LabVIEW. Proc. ACM Program.Lang. 4, HOPL, Article 78 (June 2020), 54 p.doi.org/10.1145/3386328.
[24] The BIPM key comparison database (KCDB). Available at: http://kcdb.bipm.org.