操作系统上的相位计。方案、说明

操作系统上的相位计。无线电电子电气工程百科全书

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许多电子相位计有一个非常显着的缺点，即它们的输入是电流耦合的。这一特性限制了该装置的实际应用范围。

所提出的相位计没有这个缺点。这是通过用光耦合器替换比较逻辑元件来实现的。该器件还提供测量通道和电源的解耦。所有这些都扩展了相位计的功能，使其更接近电动系统的类似设备。它不仅可以测量电压和电流之间的相位角，还可以测量两个电压或两个电流之间的相位角。

主要技术特点：

施加到通道输入的电压 Uin1 (Uin2)，V.......0,03...100
通道输入电路中的电流 Iin1 (Iin2)，А.......0,01...5
测量信号的频带，kHz.......0,01...100
测量误差，不差，%.......±3
功耗，W .... 1

该装置原理图如图1所示。该装置由两个测量通道组成，结构相似。每个电路中的输入信号的幅度均受到二极管（VD1-VD4）的限制，运算放大器（DA1、DA2）上的比较器将其转换为与输入电压反相的矩形脉冲，其幅度为恒定且接近电源电压。

图1（点击放大）

我们假设输入信号的相移角为零（图 2，a）。然后，在比较器DA1的输出电压的负半周，晶体管VT1打开，光耦合器U1的LED电路中流过电流。 DA2比较器的负输出电压反方向加到VD5二极管上，因此PA1微安表电路中没有电流流动。

OS相位计
Ris.2

当比较器输出端有正电压时，三极管VT1截止，LED熄灭，光耦U1截止，PA1微安表电路中也无电流。因此，在输入电压周期内流过微安计的电流平均值为零。

如果输入信号相对于彼此偏移一定角度（比较器输出电压符号的变化点在时间上偏移，图2，b），则在t1到t2的时间间隔内，与输入信号之间的相移角成正比，光耦合器将打开。输入电压期间流过微安表的电流平均值与测量的相位角成正比。

该设备的测量通道由单独的整流器供电，彼此之间不存在电流连接。网络变压器T1的初级绕组电路中引入两个反串联的稳压二极管(VD14、VD15)。因此，初级绕组上的电压幅度是稳定的。多余的电源电压会熄灭镇流器电容器 C9，并且在设备关闭后电阻器 R6 将其放电。

从变压器的每个次级绕组的端子去除几乎矩形的电压，这对二极管电桥进行整流并平滑电容滤波器。这种电源电路设计提供了非常低的纹波水平，并且其平均值（恒定分量）远高于正弦电压整流器。这反过来又降低了对平滑滤波器的要求并增加了整个整流器的外部特性的刚性。

该器件使用电阻器 MLT 和 SP3-1B (R5)。标准电压比较器（例如 K140SA1）适合代替 OU K521UD3A。 KT203V 晶体管可以用任何允许集电极电流为 10 ... 20 mA 的 pnp 硅结构代替。二极管VD1-VD4根据被测电流的极限值来选择，但它们应具有尽可能小的正向压降。齐纳二极管 VD14、VD15 可以分别用稳定电压为 30 ... 100 V、稳定电流为 30 ... 10 mA 的其他二极管代替，但在这种情况下，需要改变齐纳二极管的匝数。变压器T1的初级绕组（电压越高，匝数越多）。

变压器T1制作在磁路Ш10Х20上。网络绕组包含600匝PEV-1 0,21导线，每个次级绕组包含2X180匝PEV-1 0,13导线。微安计 RA1 - 磁电系统，针的总偏转电流为 50 ... 100 μA。

电子相位计具有统一的刻度，其调整在于用电阻R5设定微安表针的最大偏转角度。在这种情况下，相位计的输入端连接到反相正弦电压源，其参数对应于设备的输入电压和频率。

操作相位计时，请记住，一个测量通道的任意输入与第二个测量通道的相应输入之间可施加的最大电压不应超过光耦合器的允许值（约 100 V）。

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