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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Medidor de fase eletrônico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O medidor de fase é projetado para medir os ângulos de mudança de fase entre duas oscilações elétricas que mudam periodicamente e pode ser usado na prática de rádio amador no desenvolvimento, ajuste e operação de dispositivos e dispositivos eletrônicos e elétricos. O medidor eletrônico de fase proposto fornece simultaneamente informações sobre o sinal e a magnitude do ângulo de mudança de fase, o que o torna mais claro. O dispositivo conseguiu simplificar significativamente os nós para selecionar a magnitude e o sinal de um ângulo e combinar as funções de elementos individuais. Principais características técnicas:
O diagrama esquemático do medidor de fase eletrônico é mostrado na fig. 1.
Tensões de entrada Uin1 e Uin2 de formato arbitrário (por exemplo, senoidal) dos circuitos medidos através dos divisores R1VD1VD2 e R2VD3VD4 são fornecidas à entrada dos drivers DA1 e DA2 (comparadores de tensão) e são convertidas em pulsos retangulares unipolares com subidas e descidas bastante acentuadas . A largura do pulso corresponde à duração do meio ciclo do sinal de entrada, que é ilustrada pelos diagramas de temporização apresentados na Fig.
O D-trigger dinâmico (DD1) seleciona o sinal do ângulo de mudança de fase, ou seja, fixa, no momento da formação da frente de pulso do segundo canal de medição, utilizado neste circuito como sincronizador (relógio), o condutor ou natureza atrasada do sinal do primeiro canal de medição, cuja saída é formada conectada à entrada de informação do flip-flop D. Neste caso, o pulso de sincronização com sua frente move o flip-flop D para um estado determinado pelo nível de tensão em sua entrada de informação em um determinado momento. Portanto, se a tensão de entrada Uin1 estiver à frente da tensão Uin2 em fase, então a tensão correspondente à lógica é definida na saída direta do flip-flop D (pino 9 DD1.1), e a tensão correspondente a um zero lógico é definido na saída inversa. O medidor de ângulo de mudança de fase é implementado com base em um elemento de coincidência (DD2.2), uma das entradas é conectada diretamente à saída do driver DA2, e a segunda é conectada através do inversor DD2.1 ao driver DA1 do canal de medição. A largura do pulso gerado na saída de tal elemento é proporcional ao ângulo de sobreposição mútua dos pulsos de entrada, ou seja, o ângulo de mudança de fase entre as tensões Uin1 e Uin2, o que é confirmado pelos diagramas de temporização na Fig. 2. A combinação de informações sobre a magnitude e o sinal do ângulo no esquema em consideração é realizada introduzindo em sua composição outro elemento de coincidência (DD2.3), que desempenha as mesmas funções de medição da magnitude do ângulo descritas acima. Porém, cada um desses elementos 3I-NOT (DD2.2 e DD2.3) está conectado com uma de suas entradas, respectivamente, às saídas direta e inversa do flip-flop D, como resultado este último determina na saída de qual dos elementos correspondentes um pulso é alocado, em largura igual ao ângulo de mudança de fase. O dispositivo de medição PA1 é conectado entre as saídas dos elementos de coincidência DD2.2 e DD2.3, formando assim um circuito diferencial, com o qual sua seta se desviará na direção determinada pelo sinal do ângulo, e pelo ângulo correspondente ao ângulo de mudança de fase entre as tensões Uin1 e Uin2. O capacitor C1, conectado em paralelo com o indicador PA1, foi projetado para reduzir a ondulação da agulha ao realizar medições em baixas frequências. A construção dos circuitos de entrada do medidor de fase permite medir o ângulo de mudança de fase não só entre duas tensões, mas também entre corrente e tensão ou entre duas correntes, para as quais os divisores de entrada estão equipados com terminais correspondentes. O medidor eletrônico de fase é projetado como uma unidade separada. O painel frontal contém os terminais de entrada dos canais de medição, um microamperímetro cuja escala é calibrada eletronicamente. graus e o interruptor principal. Os elementos do dispositivo são montados em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro unilateral com 1,5 mm de espessura e fixada diretamente nas pinças de medição do microamperímetro. As conexões da placa de circuito impresso aos terminais de entrada do dispositivo são feitas com fio blindado, o que garante sua imunidade a ruídos. O dispositivo utiliza resistores MLT e SP3-16 (R5), o capacitor C1 é do tipo MBM e como indicador PA1 é um microamperímetro tipo M906 com escala dupla face de 50-0-50 μA. Em vez dos especificados no dispositivo, podem ser utilizados microcircuitos de outras séries com finalidades funcionais semelhantes, com a seleção adequada de sua tensão de alimentação. Os modeladores de pulso unipolares DA1 e DA2 podem ser feitos não apenas com base nos microcircuitos funcionais K554CA3 ou 521CA3, mas também em amplificadores operacionais ou estágios de transistor operando em modo de comutação e fornecendo a inclinação necessária das frentes de pulso geradas. Os diodos VD1 - VD4 são selecionados com base nas condições para o fluxo de corrente medida de longo prazo através deles. Se o medidor de fase for projetado para medir a mudança de fase apenas entre duas tensões, então os diodos indicados podem ser substituídos por quaisquer outros sem apresentar requisitos de corrente e tensão reversa. O dispositivo é alimentado por uma única fonte de tensão estabilizada unipolar (Fig. 3).
A expansão dos limites de medição da tensão do sinal de entrada pode ser feita alterando proporcionalmente os parâmetros dos resistores R1 e R2. Se não houver necessidade de medir o sinal do ângulo de fase, o gatilho D dinâmico pode ser excluído do circuito e a unidade de extração de sinal de diferença de ângulo de fase (Fig. 4) pode ser conectada diretamente às saídas dos comparadores DA1 e DA2. Neste dispositivo, o elemento DD1.4 implementa um circuito diferencial para ligar o indicador PA1 e fornece compensação para a tensão zero lógica.
Um osciloscópio eletrônico ou voltímetro digital pode ser usado como indicador do parâmetro monitorado PA1; isso aumentará significativamente a precisão da reprodução do valor medido. O medidor de fase eletrônico possui escala linear, o que facilita sua calibração. Para fazer isso, duas tensões lineares de uma rede trifásica devem ser tomadas como tensões de calibração (o ângulo de fase das tensões lineares é de 120 graus elétricos). Durante o processo de calibração, é necessário combinar as tensões de calibração com o nível permitido de tensões de entrada. A quantidade de desvio da agulha indicadora da marca de escala necessária é alcançada pelo resistor R5.
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