Електронний фазометр. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Електронний фазометр. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

Коментарі до статті

Фазометр призначений для вимірювання кутів зсуву фаз між двома змінними періодично електричними коливаннями і може бути застосований в радіоаматорській практиці при розробці, регулюванні та експлуатації електронних та електротехнічних апаратів та пристроїв. Пропонований електронний фазометр дає одночасно інформацію про знак і величину кута зсуву фаз, що робить її наочнішою. У приладі вдалося спростити вузли виділення величини та знака кута та поєднати функції окремих елементів.

Основні технічні характеристики:

Діапазон вимірюваних кутів зсуву фаз, ел. град.......0...180
Діапазон робочих частот, Гц.......10...104
Діапазон вхідної напруги, В.......0,01...50
Діапазон вимірюваних струмів, А.......0,01...2
Похибка виміру, %, трохи більше.......2

Принципова схема електронного фазометра наведено на рис. 1.

Ріс.1

Вхідні напруги Uвх1 і Uвх2 довільної форми (наприклад, синусоїдальні) від вимірюваних ланцюгів через дільники R1VD1VD2 і R2VD3VD4 надходять на вхід формувачів DA1 і DA2 (компаратори напруги) і перетворюються на однополярні прямокутні імпульси з досить крутими. Ширина імпульсів відповідає тривалості напівперіоду вхідного сигналу, що ілюструється часовими діаграмами, представленими на рис.2.

Електронний фазометр
Ріс.2

Динамічний D-тригер (DD1) виділяє знак кута зсуву фаз, тобто фіксує в момент формування фронту імпульсу другого вимірювального каналу, що використовується в даній схемі як синхронізуючий (тактовий), випереджальний або відстаючий характер сигналу першого вимірювального каналу, вихід формувача якого з'єднаний з інформаційним входом D-тригера. При цьому синхронізуючий імпульс своїм фронтом переводить D-тригер у стан, який визначається рівнем напруги на його інформаційному вході в даний момент часу. Тому, якщо вхідна напруга Uвх1 випереджає по фазі напруга Uвх2 то прямому виході D-тригера (висновок 9 DD1.1) встановлюється напруга, відповідне логічної одиниці, але в інверсному виході - логічному нулю.

Вимірювач величини кута зсуву фаз реалізований на базі елемента збігу (DD2.2), один із входів якого з'єднаний безпосередньо з виходом формувача DA2, а другий через інвертор DD2.1 з формувачем DA1 вимірювального каналу. Ширина формованого імпульсу на виході такого елемента пропорційна куту взаємного перекриття вхідних імпульсів, тобто куту зсуву фаз між напругами Uвх1 і Uвх2, що підтверджується тимчасовими діаграмами на рис. 2. Об'єднання інформації про величину і знак кута в схемі, що розглядається, здійснюється за рахунок введення в її склад ще одного елемента збігу (DD2.3), що виконує ті ж функції вимірювання величини кута, що і описаний вище. Однак кожен з цих елементів 3І-НЕ (DD2.2 і DD2.3) одним зі своїх входів з'єднаний відповідно з прямим та інверсним виходами D-тригера, в результаті чого останній і визначає, на виході якого з елементів збігу виділяється імпульс по ширині рівний куту зсуву фаз.

Вимірювальний прилад РА1 включений між виходами елементів збігу DD2.2 і DD2.3, утворюючи при цьому диференціальну схему, внаслідок чого його стрілка відхилятиметься у бік, що визначається знаком кута, і на кут, що відповідає куту зсуву фаз між напругами Uвх1 і Uвх2. Конденсатор С1, включений паралельно індикатору PA1, призначений зменшення пульсації стрілки при вимірах на низьких частотах.

Побудова вхідних ланцюгів фазометра дозволяє вимірювати кут зсуву фаз не тільки між двома напругами, а й між струмом і напругою або між двома струмами, для чого вхідні дільники мають відповідні висновки.

Електронний фазометр виконано у вигляді окремого блоку. На передню панель виведені вхідні клеми вимірювальних каналів, мікроамперметр, шкала якого проградуйована в ел. град., і вимикач мережі живлення. Елементи приладу змонтовані на друкованій платі, виготовленій із одностороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм та закріпленої безпосередньо на вимірювальних затискачах мікроамперметра. З'єднання друкованої плати з вхідними клемами приладу виконані екранованим дротом, що викликане забезпеченням його стійкості до перешкод.

У пристрої використані резистори МЛТ і СП3-16 (R5), конденсатор С1 - типу МБМ, а як індикатор PA1 - мікроамперметр типу М906 з двосторонньою шкалою 50-0-50 мкА.

Замість зазначених у пристрої можуть бути використані мікросхеми інших серій аналогічного функціонального призначення при відповідному виборі їх напруги живлення. Формувачі однополярних імпульсів DA1 і DA2 можуть бути виконані не тільки на базі функціональних мікросхем К554СА3 або 521СА3, але і на операційних підсилювачах або транзисторних каскадах, що працюють у ключовому режимі та забезпечують необхідну крутість формованих фронтів імпульсів. Діоди VD1 - VD4 вибираються з умов протікання по них тривалого струму. Якщо фазометр призначений для вимірювання зсуву фаз тільки між двома напругами, то зазначені діоди можна замінити будь-якими іншими без пред'явлення вимог по струму і про зворотну напругу.

Живлення пристрою здійснено від одного джерела стабілізованої напруги однополярного (рис. 3).

Електронний фазометр
Ріс.3

Розширення меж вимірювання за напругою вхідного сигналу можна здійснити за рахунок пропорційної зміни параметрів резисторів R1 та R2. Якщо ж немає необхідності у вимірі знака фазового кута, то зі схеми можна виключити динамічний D-тригер, а вузол виділення сигналу різниці кута зсуву фаз (мал. 4) включити безпосередньо до компараторів виходів DA1 і DA2. У цьому пристрої елемент DD1.4 реалізує диференціальну схему включення індикатора PA1 та забезпечує компенсацію напруги логічного нуля.

Електронний фазометр
Ріс.4

Як індикатор контрольованого параметра PA1 можуть бути використані електронний осцилограф або цифровий вольтметр, це дозволить суттєво підвищити точність відтворення вимірюваної величини.

Електронний фазометр має лінійну шкалу, що полегшує його тарування. Для цього в якості калібрувальних напруг слід взяти дві лінійні напруги трифазної мережі (кут зсуву фаз лінійної напруги становить 120 ел. град.). У процесі тарування необхідно узгодити калібрувальну напругу з допустимим рівнем вхідної напруги. Величину відхилень стрілки індикатора не потрібну позначку шкали здійснюють резистором R5.

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Новий мінерал із метеориту 17.07.2011

У метеориті віком 4,5 мільярда років, знайденому в Антарктиді, група мінералогів зі США, Японії та Південної Кореї виявила раніше невідомий мінерал, що є сульфідом титану. Він відрізняється незвичайною кристалічною структурою. Кристаліки нового мінералу в сто разів тонші за волосся, довжина близько 450 нанометрів.

Новий мінерал назвали вессонітом на честь американського дослідника метеоритів Джона Вессона. Загалом у світі відомо близько 4500 мінералів.

Інші цікаві новини:

▪ Клітини дитини залишаються в головному мозку матері

▪ Нанопроводи на графені ростуть самі

▪ Генерація стабільних фемтосекундних імпульсів

▪ Синхронні регулятори DC-DC Texas Instruments LM76002/3

▪ Віртуальний ді-джей Spotify

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Прошивки. Добірка статей

▪ стаття Історія медицини. Шпаргалка

▪ стаття Що таке омела? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на стаціонарних та ручних розкрійних електричних машинах. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Джойстик своїми руками. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Незвичайний циліндр. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт