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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Многофункциональный адаптер Xiaomi USB-C Multi-Function 31.05.2017 Компания Xiaomi представила многофункциональный адаптер USB-C Multi-Function. Новинка пригодится для владельцев новых MacBook, которые не имеют стандартного разъема. Аксессуар может передавать данные для вывода иллюстрации на экран либо даже телевизор в разрешении 4K Ultra HD. Стоимость девайса составит приблизительно около 21 доллара. В нем есть 4 порта USB 3.0, которые работают на максимальной вероятной скорости. Все кабеля в адаптере Xiaomi для телефонов, планшетов и ноутбуков сделаны из луженой меди, которая обеспечивает стабильность и высокую пропускную стоимость передачи сигнала на высокой скорости.

Другие интересные новости:

▪ Окно, производящее электричество и тепловую энергию

▪ Самая маленькая лупа видит связи между атомами

▪ Bluetooth-лампочки и сенсоры для умного дома

▪ Чашка меняет вкус чая

▪ Трансивер KNX для витой пары STMicroelectronics STKNX

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Ораторами становятся, поэтами - рождаются. Крылатое выражение

▪ статья Что такое аффирмация? Подробный ответ

▪ статья Работник предприятий нефтепродуктообеспечения. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель на 200 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Два устройства для аварийной защиты от превышения сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026