Compteur de phase sur le système d'exploitation. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

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De nombreux compteurs de phase électroniques présentent un inconvénient très important : leurs entrées sont couplées galvaniquement. Cette fonctionnalité limite la portée de l'application pratique de l'appareil.

Le phasemètre proposé est exempt de cet inconvénient. Ceci a été réalisé en remplaçant l'élément logique de comparaison par un optocoupleur. L'appareil assure également l'isolation des canaux de mesure et de l'alimentation électrique. Tout cela étend les fonctionnalités du compteur de phase, le rapprochant des dispositifs similaires du système électrodynamique. Il permet de mesurer l'angle de phase non seulement entre tension et courant, mais également entre deux tensions ou deux courants.

Caractéristiques techniques principales:

• Tension Uin1 (Uin2) appliquée à l'entrée de la voie, V......0,03...100
• Courant Iin1 (Iin2) dans le circuit d'entrée du canal, À........0,01...5
• Bande de fréquence des signaux mesurés, kHz........0,01...100
• Erreur de mesure, pas pire, %......±3
• Consommation d'énergie, W ....... 1

Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la figure 1. L'appareil se compose de deux canaux de mesure de structure similaire. Le signal d'entrée dans chacun d'eux est limité en amplitude par des diodes (VD1-VD4) et des comparateurs sur l'ampli opérationnel (DA1, DA2) le convertissent en impulsions rectangulaires, antiphases par rapport à la tension d'entrée, dont l'amplitude est constante et proche de la tension d'alimentation.

Fig.1 (cliquez pour agrandir)

Supposons que l'angle de déphasage des signaux d'entrée soit nul (Fig. 2, a). Puis, pendant l'alternance négative de la tension de sortie du comparateur DA1, le transistor VT1 s'ouvre et le courant circule dans le circuit LED de l'optocoupleur U1. La tension de sortie négative du comparateur DA2 est appliquée à la diode VD5 dans le sens opposé, donc aucun courant ne circule dans le circuit du microampèremètre PA1.

Ris.2

Lorsque la tension à la sortie des comparateurs est positive, le transistor VT1 est fermé, la LED est éteinte, l'optocoupleur U1 est fermé et il n'y a également aucun courant dans le circuit du microampèremètre PA1. Ainsi, la valeur moyenne du courant circulant dans le microampèremètre sur la période de la tension d'entrée est nulle.

Si les signaux d'entrée sont décalés les uns par rapport aux autres d'un certain angle (les points de changement du signe de la tension de sortie des comparateurs sont décalés dans le temps, Fig. 2, b), alors pendant la période de temps t1 à t2, proportionnel à l'angle de déphasage entre les signaux d'entrée, l'optocoupleur sera ouvert. La valeur moyenne du courant circulant pendant la période de tension d'entrée à travers le microampèremètre est proportionnelle à l'angle de déphasage mesuré.

Les canaux de mesure de l'appareil sont alimentés par des redresseurs séparés qui ne sont pas connectés galvaniquement les uns aux autres. Deux diodes Zener (VD1, VD14) connectées en série dos à dos sont introduites dans le circuit de l'enroulement primaire du transformateur réseau T15. Par conséquent, l’amplitude de tension sur l’enroulement primaire est stabilisée. L'excès de tension secteur est éteint par le condensateur de ballast C9 et la résistance R6 la décharge après la mise hors tension de l'appareil.

Une tension presque rectangulaire est retirée des bornes de chacun des enroulements secondaires du transformateur, ce qui redresse le pont de diodes et lisse le filtre capacitif. Cette conception de circuit d'alimentation fournit un niveau d'ondulation très faible et sa valeur moyenne (composante continue) est bien supérieure à celle des redresseurs de tension sinusoïdale. Ceci, à son tour, réduit les exigences en matière de filtres anti-repliement et augmente la rigidité des caractéristiques externes de l'ensemble du redresseur.

L'appareil utilise des résistances MLT et SP3-1B (R5). Au lieu de l'ampli opérationnel K140UD1A, des comparateurs de tension standard, par exemple K521CA3, conviennent. Le transistor KT203V peut être remplacé par n'importe quelle structure pnp en silicium avec un courant de collecteur admissible de 10...20 mA. Les diodes VD1-VD4 sont sélectionnées en fonction de la valeur limite du courant mesuré, mais elles doivent avoir la chute de tension directe la plus faible possible. Les diodes Zener VD14, VD15 peuvent être remplacées par d'autres avec une tension de stabilisation de 30...100 V et un courant de stabilisation de 30...10 mA, respectivement, mais dans ce cas, il est nécessaire de modifier le nombre de tours du enroulement primaire du transformateur T1 (à des tensions plus élevées, le nombre de tours est augmenté).

Le transformateur T1 est réalisé sur un noyau magnétique Ш10Х20. L'enroulement du réseau contient 600 tours de fil PEV-1 0,21 et chaque enroulement secondaire contient 2X180 tours de fil PEV-1 0,13. Microampèremètre RA1 - système magnétoélectrique avec un courant de déviation complète de l'aiguille 50...100 μA.

Le phasemètre électronique a une échelle uniforme et son réglage consiste à régler la résistance R5 sur l'angle de déviation maximum de l'aiguille du microampèremètre. Dans ce cas, l'entrée du phasemètre est connectée à une source de tension sinusoïdale antiphase dont les paramètres correspondent à la tension d'entrée et à la fréquence de l'appareil.

Lors du fonctionnement du phasemètre, il ne faut pas oublier que la tension maximale pouvant être appliquée entre n'importe quelle entrée d'un canal de mesure et l'entrée correspondante du second ne doit pas dépasser celle autorisée pour l'optocoupleur (environ 100 V).

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