OS의 위상 측정기. 계획, 설명

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많은 전자 위상 측정기에는 입력이 전기적으로 결합되어 있다는 사실로 구성된 매우 중요한 단점이 있습니다. 이 기능은 장치의 실제 적용 범위를 제한합니다.

제안된 위상계는 이러한 단점이 없다. 이는 비교 논리 소자를 광커플러로 교체함으로써 달성되었습니다. 이 장치는 또한 측정 채널과 전원 공급 장치의 분리를 제공합니다. 이 모든 것이 위상 미터의 기능을 확장하여 전기 역학 시스템의 유사한 장치에 더 가깝게 만듭니다. 전압과 전류 사이뿐만 아니라 두 전압 또는 두 전류 사이의 위상각을 측정할 수 있습니다.

주요 기술 특성 :

채널 입력에 적용된 전압 Uin1(Uin2), V.......0,03...100
채널 입력 회로의 전류 Iin1(Iin2), А.......0,01...5
측정된 신호의 주파수 대역, kHz.......0,01...100
측정 오류, 나쁘지 않음, %.......±3
소비 전력, W ....... 1

장치의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 이 장치는 구조가 유사한 두 개의 측정 채널로 구성됩니다. 각각의 입력 신호는 다이오드 (VD1-VD4)에 의해 진폭이 제한되고 연산 증폭기 (DA1, DA2)의 비교기는 입력 전압에 역 위상 인 직사각형 펄스로 변환하며 진폭은 다음과 같습니다. 일정하고 공급 전압에 가깝습니다.

그림 1(확대하려면 클릭)

입력 신호의 위상 편이 각도가 2이라고 가정합니다(그림 1, a). 그런 다음 비교기 DA1의 출력 전압의 음의 반주기에서 트랜지스터 VT1이 열리고 옵토 커플러 U2의 LED 회로에 전류가 흐릅니다. DA5 비교기의 음의 출력 전압은 VD1 다이오드에 반대 방향으로 적용되므로 PAXNUMX 마이크로 전류계 회로의 전류는 흐르지 않습니다.

OS 위상 측정기
Pic.2

비교기 출력에 양의 전압이 있으면 트랜지스터 VT1이 닫히고 LED가 꺼지고 광 커플러 U1이 닫히고 PA1 마이크로 전류계 회로에도 전류가 없습니다. 따라서 입력 전압 기간 동안 마이크로 전류계를 통해 흐르는 전류의 평균값은 XNUMX입니다.

입력 신호가 특정 각도만큼 서로에 대해 이동하면 (비교기의 출력 전압 부호의 변화 지점이 시간에 따라 이동됨, 그림 2, b) t1에서 t2까지의 시간 간격 동안 , 입력 신호 사이의 위상 편이 각도에 비례하여 광 커플러가 열립니다. 입력 전압 기간 동안 마이크로암미터를 통해 흐르는 전류의 평균값은 측정된 위상각에 비례합니다.

장치의 측정 채널은 전기적으로 서로 연결되지 않은 별도의 정류기에 의해 전원이 공급됩니다. 역직렬로 연결된 두 개의 제너 다이오드(VD1, VD14)가 네트워크 변압기 T15의 9차 권선 회로에 도입됩니다. 따라서 6차 권선의 전압 진폭이 안정화됩니다. 과도한 전원 전압은 밸러스트 커패시터 CXNUMX를 끄고 저항 RXNUMX은 장치가 꺼진 후 방전합니다.

다이오드 브리지를 정류하고 용량 성 필터를 평활화하는 변압기의 각 XNUMX 차 권선 단자에서 거의 직사각형 전압이 제거됩니다. 이 전원 공급 장치의 회로 설계는 매우 낮은 수준의 리플을 제공하며 평균값(일정한 구성 요소)은 정현파 전압 정류기보다 훨씬 높습니다. 이것은 차례로 필터 평활화에 대한 요구 사항을 줄이고 전체 정류기의 외부 특성 강성을 증가시킵니다.

이 장치는 저항 MLT 및 SP3-1B(R5)를 사용합니다. OU K140UD1A 대신 표준 전압 비교기(예: K521SA3)가 적합합니다. KT203V 트랜지스터는 허용 콜렉터 전류가 10 ... 20 mA인 모든 pnp 실리콘 구조로 대체할 수 있습니다. 다이오드 VD1-VD4는 측정된 전류의 한계값에 따라 선택되지만 순방향 전압 강하가 가장 작아야 합니다. 제너 다이오드 VD14, VD15는 각각 30 ... 100 V의 안정화 전압과 30 ... 10 mA의 안정화 전류로 다른 것으로 교체할 수 있지만 이 경우에는 변압기 T1의 XNUMX차 권선(전압이 높을수록 권선 수가 증가함).

변압기 T1은 자기 회로 Ш10Х20에서 만들어집니다. 네트워크 권선에는 PEV-600 1 와이어가 0,21회 감겨 있고 각 2차 권선에는 PEV-180 1 와이어가 0,13X1회 감겨 있습니다. Microammeter RA50 - 바늘의 총 편향 전류가 100 ... XNUMX μA 인 자기 전기 시스템.

전자 위상계는 균일한 눈금을 가지며 조정은 저항 R5를 사용하여 마이크로 전류계 바늘의 최대 편향각을 설정하는 것으로 구성됩니다. 이 경우 위상계의 입력은 장치의 입력 전압 및 주파수에 해당하는 매개 변수인 역상 정현파 전압 소스에 연결됩니다.

위상계를 작동할 때 한 측정 채널의 입력과 두 번째 측정 채널의 해당 입력 사이에 적용할 수 있는 최대 전압이 광커플러에 허용되는 값(약 100V)을 초과해서는 안 된다는 점을 기억하십시오.

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