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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medidor de fase en el sistema operativo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Muchos medidores de fase electrónicos tienen un inconveniente muy importante, que consiste en que sus entradas están acopladas galvánicamente. Esta característica limita el alcance de la aplicación práctica del dispositivo. El medidor de fase propuesto está libre de este inconveniente. Esto se logró reemplazando el elemento lógico de comparación con un optoacoplador. El dispositivo también proporciona desacoplamiento de los canales de medición y la fuente de alimentación. Todo esto amplía la funcionalidad del medidor de fase, acercándolo a dispositivos similares del sistema electrodinámico. Le permite medir el ángulo de fase no solo entre voltaje y corriente, sino también entre dos voltajes o dos corrientes. Principales características técnicas:
El diagrama esquemático del dispositivo se muestra en la Fig.1. El dispositivo consta de dos canales de medición, de estructura similar. La señal de entrada en cada uno de ellos está limitada en amplitud por los diodos (VD1-VD4), y los comparadores del amplificador operacional (DA1, DA2) la convierten en pulsos rectangulares, en oposición de fase a la tensión de entrada, cuya amplitud es constante y cerca de la tensión de alimentación.
Supongamos que el ángulo de cambio de fase de las señales de entrada es igual a cero (Fig. 2, a). Luego, en el semiciclo negativo del voltaje de salida del comparador DA1, el transistor VT1 se abre y la corriente fluye en el circuito LED del optoacoplador U1. El voltaje de salida negativo del comparador DA2 se aplica al diodo VD5 en la dirección opuesta, por lo que la corriente en el circuito del microamperímetro PA1 no fluye.
Con un voltaje positivo en la salida de los comparadores, el transistor VT1 está cerrado, el LED está apagado, el optoacoplador U1 está cerrado y tampoco hay corriente en el circuito del microamperímetro PA1. Por lo tanto, el valor promedio de la corriente que fluye a través del microamperímetro durante el período del voltaje de entrada es cero. Si las señales de entrada se desplazan entre sí en un cierto ángulo (los puntos de cambio en el signo de la tensión de salida de los comparadores se desplazan en el tiempo, Fig. 2, b), entonces durante el intervalo de tiempo de t1 a t2 , proporcional al ángulo de cambio de fase entre las señales de entrada, se abrirá el optoacoplador. El valor promedio de la corriente que fluye a través del microamperímetro durante el período del voltaje de entrada es proporcional al ángulo de fase medido. Los canales de medición del dispositivo son alimentados por rectificadores separados, galvánicamente no conectados entre sí. Dos diodos zener (VD1, VD14) conectados en antiserie se introducen en el circuito de devanado primario del transformador de red T15. Por lo tanto, se estabiliza la amplitud de voltaje en el devanado primario. El exceso de voltaje de la red apaga el capacitor de balasto C9 y la resistencia R6 lo descarga después de apagar el dispositivo. Se elimina un voltaje casi rectangular de los terminales de cada uno de los devanados secundarios del transformador, lo que rectifica el puente de diodos y suaviza el filtro capacitivo. Este diseño de circuito de la fuente de alimentación proporciona un nivel muy bajo de ondulación, y el valor medio (componente constante) del mismo es mucho mayor que el de los rectificadores de tensión sinusoidal. Esto, a su vez, reduce los requisitos para suavizar los filtros y aumenta la rigidez de la característica externa de todo el rectificador. El dispositivo utiliza resistencias MLT y SP3-1B (R5). En lugar de OU K140UD1A, son adecuados los comparadores de voltaje estándar, por ejemplo, K521SA3. El transistor KT203V se puede reemplazar por cualquier estructura de silicio pnp con una corriente de colector permitida de 10 ... 20 mA. Los diodos VD1-VD4 se seleccionan de acuerdo con el valor límite de la corriente medida, pero deben tener la menor caída de tensión directa posible. Los diodos Zener VD14, VD15 pueden ser reemplazados por otros con un voltaje de estabilización de 30 ... 100 V y una corriente de estabilización de 30 ... 10 mA, respectivamente, pero en este caso es necesario cambiar el número de vueltas del devanado primario del transformador T1 (con un voltaje más alto, aumenta el número de vueltas). El transformador T1 está hecho en el circuito magnético Ш10Х20. El devanado de la red contiene 600 vueltas de cable PEV-1 0,21, y cada devanado secundario contiene 2X180 vueltas de cable PEV-1 0,13. Microamperímetro RA1: sistema magnetoeléctrico con una corriente de desviación total de la aguja 50 ... 100 μA. El medidor de fase electrónico tiene una escala uniforme y su ajuste consiste en establecer el ángulo máximo de desviación de la aguja del microamperímetro con la resistencia R5. En este caso, la entrada del medidor de fase está conectada a una fuente de voltaje sinusoidal antifase, cuyos parámetros corresponden al voltaje de entrada y la frecuencia del dispositivo. Al operar el medidor de fase, recuerde que el voltaje máximo que se puede aplicar entre cualquier entrada de un canal de medición y la entrada correspondiente del segundo no debe exceder el permitido por el optoacoplador (alrededor de 100 V).
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