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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medidor de fase electrónico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición El medidor de fase está diseñado para medir los ángulos de cambio de fase entre dos oscilaciones eléctricas que cambian periódicamente y puede usarse en la práctica de radioaficionados en el desarrollo, ajuste y operación de dispositivos y dispositivos electrónicos y eléctricos. El medidor de fase electrónico propuesto proporciona simultáneamente información sobre el signo y la magnitud del ángulo de cambio de fase, lo que lo hace más claro. El dispositivo logró simplificar significativamente los nodos para seleccionar la magnitud y el signo de un ángulo y combinar las funciones de elementos individuales. Principales características técnicas:
El diagrama esquemático del medidor de fase electrónico se muestra en la fig. una.
Los voltajes de entrada Uin1 y Uin2 de forma arbitraria (por ejemplo, sinusoidal) de los circuitos medidos a través de los divisores R1VD1VD2 y R2VD3VD4 se suministran a la entrada de los controladores DA1 y DA2 (comparadores de voltaje) y se convierten en pulsos rectangulares unipolares con subidas y bajadas bastante pronunciadas. . El ancho del pulso corresponde a la duración del semiciclo de la señal de entrada, que se ilustra en los diagramas de tiempos presentados en la Fig. 2.
El disparador D dinámico (DD1) selecciona el signo del ángulo de cambio de fase, es decir, fija, en el momento de la formación del frente de pulso del segundo canal de medición, utilizado en este circuito como sincronización (reloj), el principal o naturaleza retrasada de la señal del primer canal de medición, cuya salida se forma conectada a la entrada de información del D-flip-flop. En este caso, el pulso de sincronización con su frente mueve el flip-flop D a un estado determinado por el nivel de voltaje en su entrada de información en un momento dado. Por lo tanto, si el voltaje de entrada Uin1 está por delante del voltaje Uin2 en fase, entonces el voltaje correspondiente al lógico se establece en la salida directa del flip-flop D (pin 9 DD1.1), y el voltaje correspondiente a se establece un cero lógico en la salida inversa. El medidor de ángulo de cambio de fase se implementa sobre la base de un elemento de coincidencia (DD2.2), una de cuyas entradas está conectada directamente a la salida del controlador DA2, y la segunda a través del inversor DD2.1 con el controlador DA1. del canal de medición. El ancho del pulso generado en la salida de dicho elemento es proporcional al ángulo de superposición mutua de los pulsos de entrada, es decir, el ángulo de cambio de fase entre los voltajes Uin1 y Uin2, lo cual se confirma mediante los diagramas de tiempos en la Fig. 2. La combinación de información sobre la magnitud y el signo del ángulo en el esquema considerado se realiza introduciendo en su composición otro elemento de coincidencia (DD2.3), que realiza las mismas funciones de medir la magnitud del ángulo como se describe. arriba. Sin embargo, cada uno de estos elementos 3I-NOT (DD2.2 y DD2.3) está conectado con una de sus entradas, respectivamente, a las salidas directa e inversa del D-flip-flop, por lo que este último determina en la salida de cuál de los elementos de coincidencia se asigna el pulso, de ancho igual al ángulo de cambio de fase. El dispositivo de medición PA1 está conectado entre las salidas de los elementos de coincidencia DD2.2 y DD2.3, formando así un circuito diferencial, como resultado de lo cual su flecha se desviará en la dirección determinada por el signo del ángulo y por la ángulo correspondiente al ángulo de cambio de fase entre los voltajes Uin1 y Uin2. El condensador C1, conectado en paralelo con el indicador PA1, está diseñado para reducir la ondulación de la aguja al realizar mediciones a bajas frecuencias. La construcción de los circuitos de entrada del medidor de fase permite medir el ángulo de desfase no sólo entre dos tensiones, sino también entre corriente y tensión o entre dos corrientes, para lo cual los divisores de entrada están equipados con los terminales correspondientes. El medidor de fase electrónico está diseñado como una unidad separada. El panel frontal contiene los terminales de entrada de los canales de medición, un microamperímetro cuya escala está calibrada electrónicamente. grados y el interruptor principal. Los elementos del dispositivo se montan en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de una cara con un espesor de 1,5 mm y se fijan directamente a las pinzas de medición del microamperímetro. Las conexiones de la placa de circuito impreso a los terminales de entrada del dispositivo se realizan con cable blindado, lo que garantiza su inmunidad al ruido. El dispositivo utiliza resistencias MLT y SP3-16 (R5), el condensador C1 es del tipo MBM y como indicador PA1 es un microamperímetro tipo M906 con una escala de doble cara de 50-0-50 μA. En lugar de los especificados en el dispositivo, se pueden utilizar microcircuitos de otras series de finalidad funcional similar con la selección adecuada de su tensión de alimentación. Los formadores de impulsos unipolares DA1 y DA2 se pueden fabricar no solo sobre la base de microcircuitos funcionales K554CA3 o 521CA3, sino también sobre amplificadores operacionales o etapas de transistores que funcionan en modo de conmutación y proporcionan la pendiente requerida de los frentes de impulsos generados. Los diodos VD1 - VD4 se seleccionan en función de las condiciones para el flujo de corriente medida a largo plazo a través de ellos. Si el medidor de fase está diseñado para medir el cambio de fase solo entre dos voltajes, entonces los diodos indicados se pueden reemplazar por cualquier otro sin presentar requisitos de corriente y voltaje inverso. El dispositivo se alimenta de una única fuente de voltaje estabilizado unipolar (Fig. 3).
Se pueden ampliar los límites de medición del voltaje de la señal de entrada cambiando proporcionalmente los parámetros de las resistencias R1 y R2. Si no es necesario medir el signo del ángulo de fase, entonces el disparador D dinámico se puede excluir del circuito y la unidad de extracción de señal de diferencia de ángulo de fase (Fig.4) se puede conectar directamente a las salidas de los comparadores DA1. y DA2. En este dispositivo, el elemento DD1.4 implementa un circuito diferencial para encender el indicador PA1 y proporciona compensación por el voltaje cero lógico.
Se puede utilizar un osciloscopio electrónico o un voltímetro digital como indicador del parámetro monitoreado PA1; esto aumentará significativamente la precisión de la reproducción del valor medido. El medidor de fase electrónico tiene una escala lineal, lo que facilita su calibración. Para ello, se deben tomar como tensiones de calibración dos tensiones lineales de una red trifásica (el ángulo de fase de las tensiones lineales es de 120 grados eléctricos). Durante el proceso de calibración, es necesario hacer coincidir los voltajes de calibración con el nivel permitido de voltajes de entrada. La magnitud de la desviación de la aguja indicadora de la marca de escala requerida se logra mediante la resistencia R5.
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