CN201145708Y - 高精度导通角数字显示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高精度导通角数字显示仪，包括信号接入端、取样电路、波形宽度检测电路、高频脉冲发生器、逻辑运算电路、计数器及数字显示器，接入端引入导通角模拟信号，然后输给取样电路，取样电路形成的取样信号输给波形宽度检测电路，波形宽度检测信号与来自高频脉冲发生器的高频基准信号一起输给逻辑运算电路，运算后的信号被计数器检测和计数，计数结果输给数字显示仪显示。该数字显示仪的测量精度为±0.1°CA，可广泛应用于对光照、位移、速度等物理量的精确测量和控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及可控硅导通角测量技术，尤其涉及可控硅导通角测量仪器，属于电子测量技术领域。
背景技术
可控硅是“可控硅整流元件”的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，一般由两个晶闸管反向连接而成。它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关，以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，或者将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样，具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。
可控硅具有如此广泛的应用领域，其技术关键在于通过改变可控硅的导通角，对加在被控负载两端的电压进行控制，从而达到使工程中位移、速度、转速以及光亮等物理量发生变化。然而，对于这些物理量进行控制的基础信号——可控硅导通角的精确测量与控制，长久以来都是十分困难的。究其原因，现有技术中可控硅导通角的测量只能采用原始的方法，即用示波器对该导通角波形信号进行估算。显然，这种测试方法因人为读数引起的误差较大；而且，显示信号的“温漂”也较大，无法达到精确测量与控制可控硅导通角的目的。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高精度导通角数字显示仪。
本实用新型的技术方案是：高精度导通角数字显示仪，包括信号接入端、取样电路、波形宽度检测电路、高频脉冲发生器、逻辑运算电路、计数器及数字显示器，接入端引入导通角模拟信号，然后输给取样电路，取样电路形成的取样信号输给波形宽度检测电路，波形宽度检测信号与来自高频脉冲发生器的高频基准信号一起输给逻辑运算电路，运算后的信号被计数器检测和计数，计数结果输给数字显示仪显示。
进一步地，上述的高精度导通角数字显示仪，其中：所述导通角模拟信号是正弦波信号；所述高频脉冲发生器的频率是15000～200000Hz；所述逻辑运算电路是“与非门”电路；所述计数器是十进制4位计数器；所述数字显示器是四位7段显示译码器。
这样，本实用新型提供出一种高精度导通角数字显示仪，该仪器通过检测可控硅导通角模拟信号的宽度，结合高频基准脉冲进行逻辑运算，用计数器进行计数和计算，最终以非常直观的方式数字化显示出导通角的数值，其测量精度达到±0.1°CA。由此，可控硅导通角测量值的稳定性及可靠性大为提高，为可控硅整流元件在各个领域的广泛应用奠定了基础。
附图说明
图1是本实用新型的组成结构示意图；
图2是可控硅导通角的正弦模拟信号在示波器上的截取图；
图3是本实用新型应用于电钻的调速曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型技术方案作详细描述。
如图1所示，本实用新型高精度导通角数字显示仪包括：信号接入端、取样电路、波形宽度检测电路、高频脉冲发生器、逻辑运算电路、计数器和数字显示器。其工作过程是，接入端引入导通角模拟信号，然后输给取样电路，取样电路形成的取样信号输给波形宽度检测电路，波形宽度检测信号，如方波信号等，与来自高频脉冲发生器的高频基准信号一起输给“与非门”逻辑运算电路进行数字化运算，运算后的信号被计数器检测和计数，计数结果输给数字显示仪显示。
上述过程中，可控硅导通角的模拟信号可为常规的正弦波信号，检测信号的波形宽度时可采用斯密特电路读取，读取后的方波信号与输入的高频基准脉冲电路一起输入给逻辑运算电路，计数器检测运算结果，再输出给数字显示仪。
该仪器的测量精度由高频基准脉冲信号的频率决定，一般地，该频率范围是15000～200000Hz。相应地，计数器采用十进制4位计数器，数字显示仪采用四位7段显示译码器，其精度为0.1°CA。
本实用新型可用于检测各种具体场合下的导通角。图2是一例，其周期是180°CA，通过示波器目测，导通角在41～50°CA，而用本实用新型测量，结果为44.9～45.1°CA。测量结果如下表：
| 测量方法 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 |
| 目测波形 | 42°CA | 48°CA | 46°CA | 41°CA | 50°CA |
| 数字显示 | 45.0°CA | 45.1°CA | 45.0°CA | 44.9°CA | 45.0°CA |
上述对比实例表明：原有的测量手段仅仅是对模拟量的一个估算，人为因素的影响比较大，所测得的导通角的误差较大；采用本实用新型提供的测量仪器，则可大大提高测量结果的精度，能把控制误差在±0.1°CA范围之内。
正如大家所知，可控硅导通角的测量仪器在工业生产中有着非常广泛的应用。例如，交流调速开关HIC芯片的初始速度的设定，或者电钻等电动工具起始转速的调整，等等。电动工具的初始状态决定于加载在其电机上的初始电压，图3是电钻的调速曲线坐标图，图中VH为电钻的最高转速，VL为电钻的起始转速，VL～VH为电钻的调速范围；S1～S2则为调速所经历的爬行距离。由该调速曲线图可见，电钻初始转速的调整具有非常高的精度要求。在同样规格的电机情况下，初始电压则与交流调速控制电路中可控硅的起始导通角一一对应，为此，只要将控制调速的核心元件——可控硅的起始导通角精确地控制好，就能实现精确地调整好电动工具的初始转速。本实用新型将导通角的测量精度控制在±0.1°CA以内，为提高电钻的产品质量奠定了很好基础。
综上，本实用新型提供了一种高精度导通角数字显示仪，其测量精度比现有技术提高了一个数量级。随着可控硅的广泛使用，该测量仪器对于精确测量和控制光照、位移、速度等物理量非常有益，使用价值很大。
Claims (6)
1、高精度导通角数字显示仪，其特征在于：该仪器包括信号接入端、取样电路、波形宽度检测电路、高频脉冲发生器、逻辑运算电路、计数器及数字显示器，接入端引入导通角模拟信号，然后输给取样电路，取样电路形成的取样信号输给波形宽度检测电路，波形宽度检测信号与来自高频脉冲发生器的高频基准信号一起输给逻辑运算电路，运算后的信号被计数器检测和计数，计数结果输给数字显示仪显示。
2、根据权利要求1所述的高精度导通角数字显示仪，其特征在于：所述导通角模拟信号是正弦波信号。
3、根据权利要求1所述的高精度导通角数字显示仪，其特征在于：所述高频脉冲发生器的频率是15000～200000Hz。
4、根据权利要求1所述的高精度导通角数字显示仪，其特征在于：所述逻辑运算电路是“与非门”电路。
5、根据权利要求1所述的高精度导通角数字显示仪，其特征在于：所述计数器是4位计数器。
6、根据权利要求1所述的高精度导通角数字显示仪，其特征在于：所述数字显示器是四位7段显示译码器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CNU2007201298615U CN201145708Y (zh) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | 高精度导通角数字显示仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CNU2007201298615U CN201145708Y (zh) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | 高精度导通角数字显示仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201145708Y true CN201145708Y (zh) | 2008-11-05 |
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ID=40082591
Family Applications (1)
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| CNU2007201298615U Expired - Lifetime CN201145708Y (zh) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | 高精度导通角数字显示仪 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN201145708Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106324467A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 田红卫 | 单向可控硅全状态监测器 |
| CN109116065A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-01 | 北京广利核系统工程有限公司 | 一种高频抖动过滤的测试方法和装置 |
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2007
- 2007-12-29 CN CNU2007201298615U patent/CN201145708Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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| CN106324467B (zh) * | 2016-08-25 | 2019-02-01 | 田红卫 | 单向可控硅全状态监测器 |
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