Фазометр на ОУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Многие электронные фазометры имеют весьма существенный недостаток, заключающийся в том, что их входы гальванически связаны. Эта особенность ограничивает область практического применения прибора.

Предлагаемый фазометр свободен от указанного недостатка. Этого удалось достигнуть заменой логического элемента сравнения оптроном. В приборе также обеспечена развязка измерительных каналов и по питанию. Все это расширяет функциональные возможности фазометра, приближая его к аналогичным приборам электродинамической системы. Он позволяет измерять угол сдвига фазы не только между напряжением и током, но и между двумя напряжениями или двумя токами.

Основные технические характеристики:

• Напряжение Uвх1 (Uвх2), прикладываемое к входу канала, В.......0,03...100
• Ток Iвх1 (Iвх2) в цепи входа канала, А.......0,01...5
• Частотная полоса измеряемых сигналов, кГц.......0,01...100
• Погрешность измерения, не хуже, %.......±3
• Потребляемая мощность, Вт.......1

Принципиальная схема устройства показана на рис.1. Прибор состоит из двух измерительных каналов, близких по структуре. Входной сигнал в каждом из них ограничивают по амплитуде диоды (VD1-VD4), а компараторы на ОУ (DA1, DA2) преобразуют его в прямоугольные импульсы, противофазные входному напряжению, амплитуда которых постоянна и близка к напряжению питания.

Рис.1 (нажмите для увеличения)

Предположим, что угол сдвига фазы входных сигналов равен нулю (рис.2, а). Тогда в отрицательный полупериод выходного напряжения компаратора DA1 открывается транзистор VT1 и в цепи светодиода оптрона U1 протекает ток. Отрицательное выходное напряжение компаратора DA2 приложено к диоду VD5 в обратном направлении, поэтому ток в цепи микроамперметра РА1 не протекает.

Рис.2

При положительном напряжении на выходе компараторов транзистор VT1 закрыт, светодиод выключен оптрон U1 закрыт и ток в цепи микроамперметра РА1 также отсутствует. Таким образом, среднее значение тока, протекающего через микроамперметр за период входного напряжения, равно нулю.

Если же входные сигналы сдвинуты один относительно другого на некоторый угол (точки изменения знака выходного напряжения компараторов смещены во времени, рис.2, б), то в течение промежутка времени от t1 до t2, пропорционального углу сдвига фазы между входными сигналами, оптрон будет открыт. Среднее значение тока, протекающего за период входного напряжения через микроамперметр, пропорционально измеряемому углу сдвига фазы.

Измерительные каналы устройства питаются от отдельных выпрямителей, гальванически не связанных между собой. В цепь первичной обмотки сетевого трансформатора Т1 введены два стабилитрона (VD14, VD15), включенных встречно-последовательно. Поэтому амплитуда напряжения на первичной обмотке стабилизирована. Излишек сетевого напряжения гасит балластный конденсатор С9, а резистор R6 разряжает его после выключения прибора.

С выводов каждой из вторичных обмоток трансформатора снимают напряжение почти прямоугольной формы, которое выпрямляет диодный мост и сглаживает емкостный фильтр. Такое схемное решение блока питания обеспечивает очень низкий уровень пульсации, а среднее значение (постоянная составляющая) у него намного выше, чем у выпрямителей синусоидального напряжения. Это, в свою очередь, снижает требования к сглаживающим фильтрам и увеличивает жесткость внешней характеристики всего выпрямителя.

В устройстве применены резисторы МЛТ и СП3-1Б (R5). Вместо ОУ К140УД1А подойдут стандартные компараторы напряжения, например, К521СА3. Транзистор КТ203В можно заменить любым кремниевым структуры p-n-p с допустимым током коллектора 10...20 мА. Диоды VD1-VD4 выбирают в соответствии с предельным значением измеряемого тока, но они должны иметь возможно меньшее прямое падение напряжения. Стабилитроны VD14, VD15 можно заменить другими с напряжением стабилизации 30... 100 В и током стабилизации 30...10 мА соответственно, однако в этом случае необходимо изменить и число витков первичной обмотки трансформатора Т1 (при большем напряжении число витков увеличивают).

Трансформатор T1 выполнен на магнитопроводе Ш10Х20. Сетевая обмотка содержит 600 витков провода ПЭВ-1 0,21, а каждая вторичная - 2Х180 витков провода ПЭВ-1 0,13. Микроамперметр РА1 - магнитоэлектрической системы с током полного отклонения стрелки 50...100 мкА.

Электронный фазометр имеет равномерную шкалу, и его налаживание заключается в установке резистором R5 максимального угла отклонения стрелки микроамперметра. При этом вход фазометра подключают к источнику противофазного синусоидального напряжения, параметры которого соответствуют входному напряжению и частоте прибора.

При эксплуатации фазометра следует помнить, что максимальное напряжение, которое можно прикладывать между каким-либо входом одного измерительного канала и соответствующим входом второго, не должно превышать допустимого для оптрона (около 100 В).

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Acer Aspire Ethos 5951G 24.07.2011 Интересные особенности обновленной серии ноутбуков Acer Aspire Ethos - очень тонкая рамка вокруг экрана, защищенного от царапин закаленным стеклом Gorilla Glass, и съемный тачпад, который можно использовать в качестве пульта ДУ. Модель 5951G оснащена дисплеем диагональю 15,6" с разрешением 1366x768 точек и построена на базе платформы Intel Sandy Bridge с различными модификациями процессоров Intel Core второго поколения и видеокарт серии GeForce GT 500М. У 8951G экран 18,4-дюймовый с поддержкой Full HD. Ноутбуки комплектуются продвинутым аккумулятором, способным сохранять 80% емкости в течение 1000 циклов перезарядки.

Другие интересные новости:

▪ Навигация внутри помещений

▪ Взрослые оценивают детей по словам

▪ Создана наименьшая подвижная форма жизни

▪ Интернет летом замедляется

▪ Жидкостные линзы: массовое производство

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Веселые задачки. Подборка статей

▪ статья Класть зубы на полку. Крылатое выражение

▪ статья Кто сделал первую фотографию? Подробный ответ

▪ статья Антильский огурец. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Приставка для измерения частотных характеристик. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья КВ регенератор с низковольтным питанием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025