Фазометр предназначен для измерения углов сдвига фаз между двумя электрическими колебаниями одинаковой частоты. Такой прибор необходим при регулировке и эксплуатации электронных приборов и электротехнических устройств.
Прибор выполнен на основе электронного фазометра, описанного в [1]. Недостатком этого фазометра является отсутствие гальванической развязки между каналами электрической цепи, между каналами и конструкцией прибора.
Предлагаемый фазометр устраняет эти недостатки за счет использования двухканального опт- рона, а применение микросхем К561, позволило сделать его автономным, т.к. питание прибора осуществляется от батареи 12 В.
Принципиальная схема фазометра приведена на рис.1.
Оба измерительных канала выполнены по одинаковой схеме и работают аналогично. Поэтому рассмотрим работу одного канала. Входные цепи фазометра позволяют измерить угол сдвига фаз не только между двумя напряжениями, но и между током и напряжением, или между двумя токами. Расширение пределов измерения по напряжению входного сигнала осуществляется за счет изменения величины резисторов R1...R4.
Диоды VD1...VD8 выбираются из условия протекания по ним длительного измеряемого тока. Если фазометр предназначен для измерения только между двумя напряжениями, то диоды VD1 ...VD8 можно убрать. Предположим, что мы измеряем фазовый сдвиг между двумя токами. В этом случае тумблер SA1 замкнут. Положительная полуволна синусоидального тока проходит через диоды VD1,VD2 и создает падение напряжения 1,4В.
Светодиод оптрона U1.1 не светит, так как к нему приложено обратное напряжение. На коллекторе 7 оптрона U1.1 уровень логической единицы.
Отрицательная полуволна синусоидального тока проходит через диоды VD3, VD4 и светодиод U1.1.
Он светит, транзистор оптрона U 1.1 открыт и на его коллекторе 7 логический нуль.
Если тумблер SA1 разомкнут, то измеряется напряжение в этом канале. Ширина импульсов соответствует длительности полупериода входного сигнала. Итак, положительный полуволне соответствует логическая единица, отрицательной полуволне логический нуль. Диоды VD1...VD8 ставятся последовательно по два, для надежного открытия светодиода оптронаU1.1. Светодиод оптрона U1.1 излучает инфракрасные лучи и поэтому напряжение, при котором начинается свечение составляет не более 1,3 В. Предельное напряжение (прямое и обратное) не должно превышать 1,6 В. Быстродействие оптрона составляет 10 мксек. Напряжение изоляции составляет 1500 В.
Таким образом, использование оптронов позволило получить прямоугольные импульсы с крутыми фронтами и спадами, причем без использования компараторов, а также гальваническими развязать измерительные цепи друг от друга, и от самого фазометра.
D-триггер DD2.1 выделяет знак угла сдвига фаз. Он фиксирует в момент формирования фронта импульса второго используемого в качестве синхронизирующего, опережающий или отстающий характер имеет сигнал первого канала. Таким образом сигнал первого канала подается на информационный вход D-триггера, а второго канала на синхронизирующий вход 3 триггера DD2.1.Если в момент действие фронта синхронизирующего импульса на входе D-триггера DD2.1 действует уровень логической единицы, то она передается на
Вячеслав Калашник
г.Воронеж