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OS上の位相メーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くの電子位相計には、入力がガルバニック結合されているという非常に重大な欠点があります。この機能により、デバイスの実際の適用範囲が制限されます。

提案された位相計にはこの欠点がない。これは、比較ロジック要素をフォトカプラに置き換えることによって実現されました。このデバイスは、測定チャネルと電源のデカップリングも提供します。これらすべてが位相計の機能を拡張し、電気力学的システムの同様のデバイスに近づけます。電圧と電流間の位相角だけでなく、XNUMX つの電圧または XNUMX つの電流間の位相角も測定できます。

主な技術的特徴：

チャネル入力に適用される電圧 Uin1 (Uin2)、V.......0,03...100
チャネル入力回路の電流 Iin1 (Iin2)、А.......0,01...5
測定信号の周波数帯域、kHz........0,01...100
測定誤差、悪くない、%.......±3
消費電力、W ....... 1

装置の概略図を図1に示します。この装置は、同様の構造の 1 つの測定チャネルで構成されています。それぞれの入力信号はダイオード (VD4 ～ VD1) によって振幅が制限され、オペアンプ (DA2、DAXNUMX) のコンパレータは入力信号を入力電圧と逆位相の矩形パルスに変換します。その振幅は一定で電源電圧に近い。

図1（クリックすると拡大）

入力信号の位相シフト角がゼロに等しいと仮定します (図 2、a)。次に、コンパレータ DA1 の出力電圧の負の半サイクルで、トランジスタ VT1 が開き、フォトカプラ U1 の LED 回路に電流が流れます。 DA2 コンパレータの負の出力電圧は VD5 ダイオードに逆方向に印加されるため、PA1 微小電流計回路の電流は流れません。

OS位相計
Pic.2

コンパレータの出力に正の電圧がかかると、トランジスタ VT1 が閉じ、LED がオフになり、フォトカプラ U1 が閉じ、PA1 マイクロアンメータ回路にも電流が流れなくなります。したがって、入力電圧の期間にわたって微小電流計を流れる電流の平均値はゼロになります。

入力信号が相互に特定の角度だけシフトすると（コンパレータの出力電圧の符号の変化点が時間的にシフトします（図 2、b））、t1 から t2 までの時間間隔の間に、、入力信号間の位相シフト角に比例して、フォトカプラが開きます。入力電圧の期間中に微小電流計を流れる電流の平均値は、測定された位相角に比例します。

デバイスの測定チャネルは個別の整流器によって電力が供給され、互いに電気的に接続されていません。逆直列に接続された 1 つのツェナーダイオード (VD14、VD15) がネットワークトランス T9 の一次巻線回路に導入されます。したがって、一次巻線の電圧振幅が安定します。過剰な主電源電圧によりバラストコンデンサ C6 が消滅し、デバイスの電源がオフになった後、抵抗 RXNUMX がバラストコンデンサ CXNUMX を放電します。

ほぼ長方形の電圧が変圧器の各二次巻線の端子から取り出され、ダイオードブリッジを整流して容量性フィルターを平滑化します。この電源回路設計により、リップルのレベルが非常に低くなり、その平均値 (定数成分) は正弦波電圧整流器の平均値よりもはるかに高くなります。これにより、平滑フィルタの要件が軽減され、整流器全体の外部特性の剛性が高まります。

このデバイスは抵抗 MLT および SP3-1B (R5) を使用します。 OU K140UD1A の代わりに、K521SA3 などの標準電圧コンパレータが適しています。 KT203V トランジスタは、許容コレクタ電流が 10 ～ 20 mA の任意の pnp シリコン構造に置き換えることができます。ダイオード VD1 ～ VD4 は測定電流の制限値に従って選択されますが、順方向電圧降下が可能な限り小さくなければなりません。ツェナーダイオード VD14、VD15 は、それぞれ安定化電圧 30 ～ 100 V、安定化電流 30 ～ 10 mA のものに置き換えることができますが、この場合、ツェナーダイオードの巻数を変更する必要があります。変圧器 T1 の XNUMX 次巻線 (電圧が高くなると、巻数が増加します)。

トランス T1 は磁気回路 Ш10Х20 で作られています。ネットワーク巻線には 600 ターンの PEV-1 0,21 ワイヤが含まれており、各二次巻線には 2X180 ターンの PEV-1 0,13 ワイヤが含まれています。微小電流計 RA1 - 針の合計たわみ電流が 50 ... 100 μA の磁気電気システム。

電子位相計には均一なスケールがあり、その調整は抵抗器 R5 を使用してマイクロ電流計の針の最大偏向角を設定することで構成されます。この場合、位相計の入力は逆位相正弦波電圧源に接続され、そのパラメータはデバイスの入力電圧と周波数に対応します。

位相計を操作するときは、100 つの測定チャンネルの入力と XNUMX 番目の測定チャンネルの対応する入力の間に印加できる最大電圧がフォトカプラの許容値 (約 XNUMX V) を超えてはいけないことに注意してください。

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