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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Medidor de fase no sistema operacional. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Muitos medidores de fase eletrônicos têm uma desvantagem muito significativa, que consiste no fato de suas entradas serem acopladas galvanicamente. Esse recurso limita o escopo da aplicação prática do dispositivo. O medidor de fase proposto está livre desta desvantagem. Isso foi conseguido substituindo o elemento lógico de comparação por um optoacoplador. O dispositivo também fornece desacoplamento dos canais de medição e fonte de alimentação. Tudo isso amplia a funcionalidade do medidor de fase, aproximando-o de dispositivos similares do sistema eletrodinâmico. Ele permite medir o ângulo de fase não apenas entre tensão e corrente, mas também entre duas tensões ou duas correntes. Principais características técnicas:
O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na Fig.1. O dispositivo consiste em dois canais de medição, de estrutura semelhante. O sinal de entrada em cada um deles é limitado em amplitude pelos diodos (VD1-VD4), e os comparadores no amplificador operacional (DA1, DA2) o convertem em pulsos retangulares, antifase à tensão de entrada, cuja amplitude é constante e próximo da tensão de alimentação.
Vamos assumir que o ângulo de deslocamento de fase dos sinais de entrada é igual a zero (Fig. 2, a). Então, no semiciclo negativo da tensão de saída do comparador DA1, o transistor VT1 abre e a corrente flui no circuito de LED do optoacoplador U1. A tensão de saída negativa do comparador DA2 é aplicada ao diodo VD5 na direção oposta, de modo que a corrente no circuito do microamperímetro PA1 não flua.
Com uma tensão positiva na saída dos comparadores, o transistor VT1 está fechado, o LED está desligado, o optoacoplador U1 está fechado e também não há corrente no circuito do microamperímetro PA1. Assim, o valor médio da corrente que flui através do microamperímetro durante o período da tensão de entrada é zero. Se os sinais de entrada forem deslocados um em relação ao outro em um determinado ângulo (os pontos de mudança no sinal da tensão de saída dos comparadores são deslocados no tempo, Fig. 2, b), então durante o intervalo de tempo de t1 a t2 , proporcional ao ângulo de deslocamento de fase entre os sinais de entrada, o optoacoplador será aberto. O valor médio da corrente que flui através do microamperímetro durante o período da tensão de entrada é proporcional ao ângulo de fase medido. Os canais de medição do dispositivo são alimentados por retificadores separados, galvanicamente não conectados uns aos outros. Dois diodos zener (VD1, VD14) conectados em anti-série são introduzidos no circuito do enrolamento primário do transformador de rede T15. Portanto, a amplitude da tensão no enrolamento primário é estabilizada. O excesso de tensão da rede extingue o capacitor de lastro C9 e o resistor R6 o descarrega depois que o dispositivo é desligado. Uma tensão quase retangular é removida dos terminais de cada um dos enrolamentos secundários do transformador, o que retifica a ponte de diodos e suaviza o filtro capacitivo. Este projeto de circuito da fonte de alimentação fornece um nível muito baixo de ondulação, e o valor médio (componente constante) é muito maior do que o dos retificadores de tensão senoidal. Isso, por sua vez, reduz os requisitos para filtros de suavização e aumenta a rigidez da característica externa de todo o retificador. O dispositivo usa resistores MLT e SP3-1B (R5). Em vez de OU K140UD1A, comparadores de tensão padrão, por exemplo, K521SA3, são adequados. O transistor KT203V pode ser substituído por qualquer estrutura de silício pnp com uma corrente de coletor permitida de 10 ... 20 mA. Os diodos VD1-VD4 são selecionados de acordo com o valor limite da corrente medida, mas devem ter a menor queda de tensão direta possível. Os diodos Zener VD14, VD15 podem ser substituídos por outros com tensão de estabilização de 30 ... 100 V e corrente de estabilização de 30 ... 10 mA, respectivamente, mas neste caso é necessário alterar o número de voltas do enrolamento primário do transformador T1 (com uma tensão mais alta, o número de voltas aumenta). O transformador T1 é feito no circuito magnético Ш10Х20. O enrolamento da rede contém 600 voltas de fio PEV-1 0,21 e cada enrolamento secundário contém 2X180 voltas de fio PEV-1 0,13. Microamperímetro RA1 - sistema magnetoelétrico com corrente de deflexão total da agulha 50 ... 100 μA. O medidor de fase eletrônico possui escala uniforme, e seu ajuste consiste em definir o ângulo máximo de deflexão da agulha do microamperímetro com o resistor R5. Nesse caso, a entrada do medidor de fase é conectada a uma fonte de tensão senoidal antifase, cujos parâmetros correspondem à tensão de entrada e frequência do dispositivo. Ao operar o medidor de fase, lembre-se de que a tensão máxima que pode ser aplicada entre qualquer entrada de um canal de medição e a entrada correspondente do segundo não deve exceder a permitida para o optoacoplador (cerca de 100 V).
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