Электронный фазометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Фазометр предназначен для измерения углов сдвига фаз между двумя изменяющимися периодически электрическими колебаниями и может быть применен в радиолюбительской практике при разработке, регулировке и эксплуатации электронных и электротехнических аппаратов и устройств. Предлагаемый электронный фазометр дает одновременно информацию о знаке и величине угла сдвига фаз, что делает ее более наглядной. В приборе удалось существенно упростить узлы выделения величины и знака угла и совместить функции отдельных элементов.

Основные технические характеристики:

• Диапазон измеряемых углов сдвига фаз, эл. град.......0...180
• Диапазон рабочих частот, Гц.......10...104
• Диапазон входных напряжений, В.......0,01...50
• Диапазон измеряемых токов, А.......0,01...2
• Погрешность измерения, %, не более.......2

Принципиальная схема электронного фазометра приведена на рис. 1.

Рис.1

Входные напряжения Uвх1 и Uвх2 произвольной формы (например, синусоидальные) от измеряемых цепей через делители R1VD1VD2 и R2VD3VD4 поступают на вход формирователей DA1 и DA2 (компараторы напряжения) и преобразуются в однополярные прямоугольные импульсы с достаточно крутыми фронтами и спадами. Ширина импульсов соответствует длительности полупериода входного сигнала, что иллюстрируется временными диаграммами, представленными на рис.2.

Рис.2

Динамический D-триггер (DD1) выделяет знак угла сдвига фаз, т. е. фиксирует в момент формирования фронта импульса второго измерительного канала, используемого в данной схеме в качестве синхронизирующего (тактового), опережающий или отстающий характер сигнала первого измерительного канала, выход формирователя которого соединен с информационным входом D-триггера. При этом синхронизирующий импульс своим фронтом переводит D-триггер в состояние, определяемое уровнем напряжения на его информационном входе в данный момент времени. Поэтому, если входное напряжение Uвх1 опережает по фазе напряжение Uвх2 то на прямом выходе D-триггера (вывод 9 DD1.1) устанавливается напряжение, соответствующее логической единице, а на инверсном выходе - логическому нулю.

Измеритель величины угла сдвига фаз реализован на базе элемента совпадения (DD2.2), один из входов которого соединен непосредственно с выходом формирователя DA2, а второй - через инвертор DD2.1 с формирователем DA1 измерительного канала. Ширина формируемого импульса на выходе такого элемента пропорциональна углу взаимного перекрытия входных импульсов, т. е. углу сдвига фаз между напряжениями Uвх1 и Uвх2 что подтверждается временными диаграммами на рис. 2. Объединение информации о величине и знаке угла в рассматриваемой схеме осуществляется за счет введения в ее состав еще одного элемента совпадения (DD2.3), выполняющего те же функции измерения величины угла, что и описанный выше. Однако каждый из этих элементов 3И-НЕ (DD2.2 и DD2.3) одним из своих входов соединен соответственно с прямым и инверсным выходами D-триггера, в результате чего последний и определяет, на выходе какого из элементов совпадения выделяется импульс, по ширине равный углу сдвига фаз.

Измерительный прибор РА1 включен между выходами элементов совпадения DD2.2 и DD2.3, образуя при этом дифференциальную схему, вследствие чего его стрелка будет отклоняться в сторону, определяемую знаком угла, и на угол, соответствующий углу сдвига фаз между напряжениями Uвх1 и Uвх2. Конденсатор С1, включенный параллельно индикатору PA1, предназначен для уменьшения пульсации стрелки при измерениях на низких частотах.

Построение входных цепей фазометра позволяет измерять угол сдвига фаз не только между двумя напряжениями, но и между током и напряжением или между двумя токами, для чего входные делители снабжены соответствующими выводами.

Электронный фазометр выполнен в виде отдельного блока. На лицевую панель выведены входные клеммы измерительных каналов, микроамперметр, шкала которого проградуирована в эл. град., и выключатель питающей сети. Элементы прибора смонтированы на печатной плате, изготовленной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и закрепленной непосредственно на измерительных зажимах микроамперметра. Соединения печатной платы с входными клеммами прибора выполнены экранированным проводом, что вызвано обеспечением его помехоустойчивости.

В устройстве использованы резисторы МЛТ и СП3-16 (R5), конденсатор С1 - типа МБМ, а в качестве индикатора PA1 - микроамперметр типа М906 с двусторонней шкалой 50-0-50 мкА.

Вместо указанных в устройстве могут быть использованы микросхемы других серий аналогичного функционального назначения при соответствующем выборе их питающего напряжения. Формирователи однополярных импульсов DA1 и DA2 могут быть выполнены не только на базе функциональных микросхем К554СА3 или 521СА3, но и на операционных усилителях или транзисторных каскадах, работающих в ключевом режиме и обеспечивающих требуемую крутизну формируемых фронтов импульсов. Диоды VD1 - VD4 выбираются из условий протекания по ним длительно измеряемого тока. Если же фазометр предназначен для измерения сдвига фаз только между двумя напряжениями, то указанные диоды можно заменить любыми другими без предъявления требований по току и о обратному напряжению.

Питание устройства осуществлено от одного источника однополярного стабилизированного напряжения (рис. 3).

Рис.3

Расширение пределов измерения по напряжению входного сигнала можно осуществить за счет пропорционального изменения параметров резисторов R1 и R2. Если же нет необходимости в измерении знака фазового угла, то из схемы можно исключить динамический D-триггер, а узел выделения сигнала разности угла сдвига фаз (рис. 4) включить непосредственно к выходам компараторов DA1 и DA2. В этом устройстве элемент DD1.4 реализует дифференциальную схему включения индикатора PA1 и обеспечивает компенсацию напряжения логического нуля.

Рис.4

В качестве индикатора контролируемого параметра PA1 могут быть использованы электронный осциллограф или цифровой вольтметр, это позволит существенно повысить точность воспроизведения измеряемой величины.

Электронный фазометр имеет линейную шкалу, что облегчает его тарировку. Для этого в качестве калибровочных напряжений следует взять два линейных напряжения трехфазной сети (угол сдвига фаз линейных напряжений составляет 120 эл. град.). В процессе тарировки необходимо согласовать калибровочные напряжения с допустимым уровнем входных напряжений. Величину отклонений стрелки индикатора не требуемую отметку шкалы осуществляют резистором R5.

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Дисплей Samsung Galaxy S III лучше дисплея Apple iPhone 5 15.10.2012 Источник утверждает, что дисплей смартфона Samsung Galaxy S III по некоторым параметрам превосходит дисплей смартфона Apple iPhone 5. В частности, использование технологии in-cell touch позволило уменьшить толщину дисплея iPhone 5, но по этому параметру он все еще отстает от дисплея Galaxy S III. Толщина дисплея iPhone 5 равна 1,5 мм, что на 0,6 мм меньше толщины дисплея iPhone 4S, равной 2,1 мм. Толщина дисплея флагманского смартфона Samsung равна 1,1 мм. Цветовой охват в случае iPhone 4S равен 50% пространства NTSC. В модели iPhone 5 охват удалось довести до 72% пространства NTSC. Дисплей Galaxy S III охватывает 100% пространства NTSC. Источник спешит отметить, что меньшая толщина экрана не всегда соответствует меньшей толщине всего аппарата в целом. Например, в случае Samsung Galaxy S III и Apple iPhone 5 ситуация обратная. Толщина Apple iPhone 5 равна 7,6 мм, Samsung Galaxy III - 8,6 мм. Если говорить о цветовом охвате, то он не является единственным техническим параметром, определяющим восприятие изображения. С одной стороны, охват 72% пространства NTSC удовлетворяет потребности большинства пользователей. С другой стороны, за счет лучшей калибровки можно получить более реалистичные цвета, а использование технологии in-cell touch помогло повысить яркость экрана. Добавим, что результаты наших собственных измерений позволили сделать вывод, что "в сравнении с iPhone 4S у новой версии смартфона цветовой охват шире и практически равен sRGB, а также выше эффективность антибликового фильтра". В Galaxy III используется экран на органических светодиодах, а в iPhone 5 - жидкокристаллический.

Другие интересные новости:

▪ Мобильники не представляют угрозу для здоровья в краткосрочной перспективе

▪ Новый VoIP-чип для систем Wi-Fi-телефонии

▪ ЖК-дисплеи серии HS

▪ Встраиваемая умная бытовая техника Samsung

▪ Первые масляные картины

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Праздник, который всегда с тобой. Крылатое выражение

▪ статья Какой писатель подстроил результаты психологического теста, чтобы затем сбежать из тюрьмы? Подробный ответ

▪ статья Цитрусы. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Скелетно-щелевая антенна: мифы и реальность. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Повышающий стабилизатор переменного напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026