Elektroniczny miernik fazy. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Elektroniczny miernik fazy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Miernik faz jest przeznaczony do pomiaru kątów przesunięcia fazowego między dwoma okresowo zmieniającymi się oscylacjami elektrycznymi i może być stosowany w amatorskiej praktyce radiowej przy opracowywaniu, regulacji i eksploatacji aparatury i urządzeń elektronicznych i elektrycznych. Proponowany elektroniczny miernik fazy dostarcza jednocześnie informacji o znaku i wielkości kąta przesunięcia fazowego, co czyni go bardziej wizualnym. W urządzeniu udało się znacznie uprościć węzły wyboru wielkości i znaku kąta oraz połączyć funkcje poszczególnych elementów.

Główne cechy techniczne:

Zakres mierzonych kątów przesunięcia fazowego, el. st......0...180
Zakres częstotliwości pracy, Hz......10...104
Zakres napięcia wejściowego, V......0,01...50
Zakres mierzonych prądów, A......0,01...2
Błąd pomiaru, %, nie więcej .......2

Schemat ideowy elektronicznego miernika fazy pokazano na ryc. jeden.

Ris.1

Napięcia wejściowe Uin1 i Uin2 o dowolnym kształcie (na przykład sinusoidalny) z mierzonych obwodów przez dzielniki R1VD1VD2 i R2VD3VD4 są podawane na wejście kształtowników DA1 i DA2 (komparatory napięcia) i są przekształcane w jednobiegunowe prostokątne impulsy z dość stromymi wzrostami i spada. Szerokość impulsów odpowiada czasowi trwania półokresu sygnału wejściowego, co ilustrują wykresy czasowe pokazane na rys.2.

Elektroniczny miernik fazy
Ris.2

Dynamiczny wyzwalacz typu D (DD1) podświetla znak kąta przesunięcia fazowego, tj. w momencie powstania czoła impulsu drugiego kanału pomiarowego wykorzystywanego w tym obwodzie jako sygnał synchronizujący (taktujący) wyprzedzający lub opóźniający charakter sygnału pierwszego kanału pomiarowego, wyjście układu kształtującego podłączonego do wejścia informacyjnego przerzutnika typu D. W tym przypadku impuls synchronizujący swoim frontem przenosi przerzutnik typu D do stanu określonego przez poziom napięcia na jego wejściu informacyjnym w danej chwili. Dlatego jeśli napięcie wejściowe Uwe1 jest w fazie z napięciem Uwe2, to wyjście bezpośrednie przerzutnika D (pin 9 DD1.1) jest ustawione na napięcie odpowiadające jednostce logicznej, a wyjście odwrotne jest ustawione do logicznego zera.

Miernik kąta przesunięcia fazowego realizowany jest w oparciu o element koincydencji (DD2.2), którego jedno z wejść jest podłączone bezpośrednio do wyjścia układu DA2, a drugie jest połączone poprzez falownik DD2.1 z kształtownik kanału pomiarowego DA1. Szerokość generowanego impulsu na wyjściu takiego elementu jest proporcjonalna do kąta wzajemnego nakładania się impulsów wejściowych, czyli kąta przesunięcia fazowego pomiędzy napięciami Uwe1 i Uwe2, co potwierdzają wykresy czasowe na rys. 2. Łączenie informacji o wielkości i znaku kąta w rozpatrywanym schemacie odbywa się poprzez wprowadzenie do jego składu jeszcze jednego elementu koincydencji (DD2.3), który spełnia te same funkcje pomiaru wielkości kąta, jak opisano powyżej . Jednak każdy z tych elementów 3I-NOT (DD2.2 i DD2.3) jest podłączony przez jedno ze swoich wejść odpowiednio do wyjść bezpośrednich i odwrotnych przerzutnika D, w wyniku czego ten ostatni określa na wyjściu którego z elementów koincydencji emitowany jest impuls o szerokości równej kątowi przesunięcia fazowego.

Miernik PA1 jest włączony między wyjścia elementów koincydencyjnych DD2.2 i DD2.3, tworząc w ten sposób obwód różnicowy, w wyniku czego jego strzałka odchyli się w kierunku określonym znakiem kąta i kąt odpowiadający kątowi przesunięcia fazowego między napięciami Uwe1 i Uwe2. Kondensator C1, połączony równolegle ze wskaźnikiem PA1, ma na celu zmniejszenie pulsacji strzałki podczas pomiaru przy niskich częstotliwościach.

Budowa obwodów wejściowych miernika faz pozwala na pomiar kąta fazowego nie tylko między dwoma napięciami, ale również między prądem a napięciem lub między dwoma prądami, dla których dzielniki wejściowe wyposażone są w odpowiednie wyprowadzenia.

Elektroniczny miernik fazy jest wykonany jako oddzielna jednostka. Na panelu przednim wyświetlane są zaciski wejściowe kanałów pomiarowych, mikroamperomierz, którego skala jest skalibrowana w el. stopni i wyłącznik zasilania. Elementy urządzenia zamontowane są na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnej folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm i zamocowane bezpośrednio na zaciskach pomiarowych mikroamperomierza. Połączenia płytki drukowanej z zaciskami wejściowymi urządzenia wykonane są przewodem ekranowanym, co jest spowodowane zapewnieniem jego odporności na zakłócenia.

W urządzeniu zastosowano rezystory MLT i SP3-16 (R5), kondensator C1 - typ MBM, a jako wskaźnik PA1 - mikroamperomierz typu M906 z dwustronną skalą 50-0-50 μA.

Zamiast wskazanych w urządzeniu można zastosować mikroukłady innych serii o podobnym przeznaczeniu funkcjonalnym z odpowiednim doborem ich napięcia zasilania. Jednobiegunowe układy kształtujące impulsy DA1 i DA2 mogą być wykonane nie tylko na bazie układów funkcyjnych K554CA3 lub 521CA3, ale także na wzmacniaczach operacyjnych lub stopniach tranzystorowych pracujących w trybie kluczowym i zapewniających wymaganą stromość generowanych czoła impulsów. Diody VD1 - VD4 dobierane są z warunków przepływu przez nie długotrwale mierzonego prądu. Jeżeli miernik fazy jest przeznaczony do pomiaru przesunięcia fazowego tylko między dwoma napięciami, to diody te można zastąpić dowolnymi innymi bez przedstawiania wymagań dotyczących prądu i napięcia wstecznego.

Urządzenie zasilane jest z jednego źródła napięcia stabilizowanego unipolarnie (rys. 3).

Elektroniczny miernik fazy
Ris.3

Rozszerzenie granic pomiarowych napięcia sygnału wejściowego można przeprowadzić poprzez proporcjonalną zmianę parametrów rezystorów R1 i R2. Jeżeli nie ma potrzeby mierzenia znaku kąta fazowego, wówczas dynamiczny D-trigger można wyłączyć z obwodu, a układ ekstrakcji sygnału różnicy fazowej (rys. 4) można podłączyć bezpośrednio do wyjść komparatorów DA1 i DA2. W tym urządzeniu element DD1.4 realizuje różnicowy obwód przełączający dla wskaźnika PA1 i zapewnia kompensację logicznego napięcia zerowego.

Elektroniczny miernik fazy
Ris.4

Jako wskaźnik kontrolowanego parametru PA1 można zastosować oscyloskop elektroniczny lub woltomierz cyfrowy, co znacznie poprawi dokładność odtwarzania mierzonej wartości.

Elektroniczny miernik fazy ma skalę liniową, co ułatwia jego kalibrację. W tym celu jako napięcia kalibracyjne należy przyjąć dwa napięcia liniowe sieci trójfazowej (kąt fazowy napięć liniowych wynosi 120 el. deg.). W procesie kalibracji konieczne jest dopasowanie napięć kalibracyjnych do dopuszczalnego poziomu napięć wejściowych. Wartość odchyleń igły wskaźnika i wymaganego znaku skali jest realizowana przez rezystor R5.

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Nowy minerał meteorytu 17.07.2011

W meteorycie sprzed 4,5 miliarda lat znalezionym na Antarktydzie zespół mineralogów z USA, Japonii i Korei Południowej odkrył nieznany wcześniej minerał, którym jest siarczek tytanu. Posiada niezwykłą strukturę krystaliczną. Kryształy nowego minerału są sto razy cieńsze od włosa i mają długość około 450 nanometrów.

Nowy minerał został nazwany Wessonite na cześć amerykańskiego badacza meteorytów Johna Wessona. W sumie na świecie znanych jest około 4500 minerałów.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Komórki dziecka pozostają w mózgu matki

▪ Nanodruty na grafenie rosną same

▪ Generowanie stabilnych impulsów femtosekundowych

▪ Synchroniczne regulatory DC-DC Texas Instruments LM76002/3

▪ Wirtualny DJ Spotify

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Firmware. Wybór artykułu

▪ artykuł Historia medycyny. Kołyska

▪ artykuł Czym jest jemioła? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Praca na maszynach elektrycznych stacjonarnych i ręcznych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ Artykuł dla majsterkowiczów Joystick. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Niezwykły cylinder. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn