Фазометр 360

Основные технические характеристики
1.Диапозон относительно сдвига фаз 0… (± )
2.Диапазон рабочих частот (Fp) 0.05…5кГц
3.Диапозон входных напряжений 2…380В
4.Максимально входной ток при максимальном напряжении 5mA
5. Начальный входной ток I0=2FpC2 :
- в диапазоне частот 0.05…1кГц 0.2mA
- в диапазоне частот 1…5кГц 0.2…1mA
6.Рабочий ток для токового канала 0.01…2(20)А
7.Погрешность измерения не более ±
8.Питание от внешнего стабилизированного источника 5-6В
9. Ток потребления не более 5mA

Примечание: В качестве источника питания может служить зарядное устройство от сотового телефона.

Фазометр состоит из канала напряжения, комбинированного канала ток-напряжение и выходного устройства. Основу измерительных каналов составляет “Нуль-орган” (”Н-О”), предназначенный для фиксации нуля исследуемого сигнала синусоидальной или иной формы. Принципиальная схема устройства изображена на рис.1.
“Нуль-орган” электрически изолирован и питается от исследуемого напряжения. Входное напряжение ограничивается двухсторонним ограничителем: Диодным -D1 и диодно-транзисторным (D4,Т1) до уровня примерно ±0.6В. При отрицательной полуволне напряжения , через диод D3 , заряжается конденсатор С2 до напряжения близкого к отрицательному напряжению ограничителя. При положительной полуволне подзаряжается конденсатор С1. Это двухполярное напряжение и служит источником питания ”Н-О”. От положительного напряжения, в момент времени нулевого уровня входного напряжения, компенсируется обратный ток диода D3 током диода D2, а резистор R2 обеспечивает базовый ток транзистора Т2, тем самым обеспечивается нулевой входной ток. Наличие входного тока, за счет входного сопротивления, приводит к смещению нулевого уровня входного напряжения на входе ”Н-О”.
При переходе входного напряжения от отрицательного уровня к положительному, в момент времени, при которых входное напряжение близко к нулю, открывается транзистор Т2. (Исходя из особенностей вольт-амперной характеристики транзисторов- порог открывания кремниевых транзисторов (”пята”) составляет величину около 0.6В,
(при Iк ? 0.1mA). Это напряжение ( с учетом разряда конденсатора С2, падения напряжения на D3 ) соответствует напряжению отрицательного ограничения (элементы схемы D3,D4 и Т1,Т2 образуют компенсированные пары).
При протекании тока через транзистор Т2, после достижения порогового уровня (также около 0.6В), включается блокинг-генератор (БГ) - (Т3,ИТ1,R6,R7,C3). Выходной импульс БГ (около 10мкс) и является импульсом фиксации нуля входного напряжения. Обратный выброс ИТ1 ограничивается диодом Д6. Во время формирования импульса (БГ), конденсатор С2 разряжается, что предотвращает последующую генерацию импульсов на восходящей ветви входного напряжения. Таким образом входной ток является источником заряда конденсатора С2 (I0=U0C22Fp, с запасом: I0=2FpC2).
Величина индуктивности импульсного трансформатора (ИТ1) определяется величиной тока транзистора Т3 (ок. 10мА), т.е. ? = ? (L/C2) ? 2Uo/I ? 100 Ом, а длительность импульса БГ: ?и ? 1/6 (2??(L*C2).
Примечание: подбор номинала резистора R3 обеспечивает корректировку “нуля фазы” при начальном токе и минимальном входном напряжении ( увеличение сопротивления смещает фазу в положительную сторону).
Входные сопротивления А,В,С служат для формирования нулевой точки 3х фазного напряжения, при этом, “Н-О” включен в фазу А. Сопряжение токового канала и канала напряжения второго измерительного канала осуществляется через резистор Rc. Резистор Rc ограничивает прохождение больших токов из токового канала в канал напряжения и уменьшает утечку рабочих токов канала напряжения шунтирующими свойствами входных диодов канала тока.
Для расширения диапазона токового канала до 20А используется, внешний диодно-токовый шунт (ДТШ) который, для избежания перегрева диодов, в интервале между измерениями, шунтируется выключателем “ШУНТ”.

Основным элементом выходного устройства является, выполненный на микросхеме DD1, RS-триггер. Триггер взводится по входу “S” в единичное состояние выходными импульсом канала напряжения, а по входу”R” происходит сброс триггера импульсом второго канала. Среднее значение выходного напряжения пропорционально измеряемому фазовому сдвигу. Выходное напряжение калибруется путем выставления потенциометром “калибр” выходного напряжения 3.6 в единичном состоянии RS-триггера, таким образом, крутизна преобразования напряжения в градусы равна 10mВ/гр. В качестве вольтметра используется мультиметр, с непосредственным показанием угла в цифровом формате.
Для перехода к пределу измерения ± , на входы каналов подаются напряжение в противофазе . При подаче одного напряжения на оба входа , с помощью потенциометра “уст 0 ” устанавливаются нулевые показания цифрового вольтметра.
При нулевом выходном напряжении, при подаче на входы равнофазного напряжения, чтобы не было хаотичных скачком - (“дребезг”) импульс сброса имеет приоритет. Для этой цели импульс сброса укорачивается дифференцирующей цепью (С6, R11) до 4мкс, а импульс установки цепью (C5,R10 ) до2мкс. Это приводит к тому, что вблизи области 3600 появляется переходной участок (“мертвая зона”) показания фазометра вначале не изменяются, а затем обнуляются. (На частоте 5кГц этот участок составляет около70, на частоте 500Гц этот участок в 10 раз меньше, а на частоте 50Гц – пренебрежительно мал).
Калибровку прибора желательно производить по одному и тому же мультиметру, который будет использован в процессе измерений.

Студент ФГБОУ ”КГТУ” гр.13-ЭА Дмитрий Ганжа
г. Калининград

0 комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Войти через
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении:
DMCA.com Protection Status © 2010-2018 Все права соблюдены.