PL56822B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 30.VI.1969 56822 Zfe ZS/oa G..r&00 MKP UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Stanislaw Bochenek, mgr inz. Stani¬ slaw Domoslawski Wlasciciel patentu: Instytut Elektrotechniki, Warszawa (Polska) Fazomierz do pomiaru kata przesuniecia fazowego miedzy dwoma napieciami Przedmiotem wynalazku jest fazomierz sluzacy do pomiaru kata przesuniecia fazowego miedzy dwoma napieciami zmiennymi w szerokim zakresie czestotliwosci i w szerokim zakresie wartosci na¬ piec przy niewielkim poborze pradu z obwodów napiec porównywanych.Znane sa fazomierze, których zasadnicza cze¬ scia jest przerzutnik tranzystorowy dwustabilny, sterowany przez impulsy pochodzace od napiec po¬ równywanych. Impulsy odpowiadaja chwilom przej¬ scia przez zero tych napiec. Kazde z napiec jest wzmacniane i przez ograniczenie amplitudy for¬ mowane na prostokat. Przez zrózniczkowanie prze¬ biegu prostokatnego np. za pomoca ukladu zlozo¬ nego z kondensatora i opornika otrzymuje sie im¬ pulsy sterujace przerzutnik. Przez dolaczony do przerzutnika bezposrednio lub posrednio miernik wskazówkowy plynie prad o przebiegu prostokat¬ nym, którego srednia wartosc jest proporcjonal¬ na do kata przesuniecia fazowego porównywanych napiec. Zakres pomiarów kata fazowego obejmuje 360°.W znanych fazomierzach dzialajacych na powyz¬ szej zasadzie badz nie ma oddzielenia galwanicz¬ nego obwodów wejsciowych, wówczas oba napiecia porównywane musza miec punkt wspólny, badz w celu oddzielenia sa zastosowane transformatory wejsciowe, wówczas przy malych czestotliwosciach opornosc wejsciowa fazomierza jest mala, co ogra¬ nicza jego zakres zastosowania do przypadków, gdy zródla napiec porównywanych maja mala opornosc wewnetrzna. Fazomierze bez oddzielenia galwa¬ nicznego obwodów wejsciowych wskazuja poza tym blednie w przypadku, gdy napiecia porównywane maja skladowa stala. Wskazania znanych fazomie- rzy sa najdokladniejsze, gdy oba porównywane na¬ piecia maja równe wartosci. Gdy natomiast jedno z napiec jest kilkakrotnie mniejsze od drugiego, uchyby wzrastaja kilkakrotnie.Fazomierz wedlug wynalazku nie posiada tych wad. Istota jego polega na tym, ze wejscia porów¬ nywanych napiec dzieki zastosowaniu transforma¬ torów sa od siebie galwanicznie oddzielone, a rów¬ noczesnie, dzieki zastosowaniu wstepnych wzmac¬ niaczy przeciwsobnych przed transformatorami, opornosc wejsciowa fazomierza jest znaczna. Poza tym fazomierz wedlug wynalazku jest wyposazony w uklady zerowania i w uklad do nastawiania wskazówki na koncowa kreske podzialki, umozli¬ wiajace eliminowanie lub znaczne zmniejszenie wplywu napiecia zasilania, temperatury otoczenia i wartosci napiec porównywanych na wynik po¬ miaru. Uklady te mozna wlaczyc w kazdej chwili podczas pomiarów przez nacisniecie przycisku, bez odlaczania fazomierza.Wynalazek jest objasniony na przykladzie wy¬ konania przedstawionym na rysunku.Uklad fazomierza sklada sie z 2 wzmacniaczy wstepnych I, VIII, 2 wzmacniaczy z ograniczeniem amplitudy II, VII, 2 ukladów rózniczkujacych III, 56 8223 56 822 4 VI, przerzutnika dwustabilnego V, ukladu do zero¬ wania wzmacniaczy, zlozonego z 2 przycisków P2 i P3 oraz dzielnika napiecia — IV, ukladu do na¬ stawiania wskazówki na koncowa kreske podzial- ki PI i ukladu wskazujacego IX.Jedno z napiec porównywanych doprowadza sie do zacisków 1 i 2 wzmacniacza wstepnego I zawie¬ rajacego tranzystory Tl i T2, który jest wzmacnia¬ czem 1-stopniowym przeciwsobnym o wspólnym kolektorze dajacym wzmocnienie pradowe bez '¦ wzmocnienia napieciowego. Odtwarza on w zasa¬ dzie Wiernie przebieg napiecia wejsciowego. Prad wyjsciowy wzmacniacza wstepnego sklada sie z pra¬ du obciazenia koniecznego do wysterowania wzmac¬ niacza z ograniczeniem amplitudy II i z pradu mag¬ nesujacego transformatora Tri. Przy malych cze¬ stotliwosciach tprad magnesujacy jest wiekszy od pradu obciazenia. Prad wejsciowy wzmacniacza wstepnego jest równy pradowi wyjsciowemu po¬ dzielonemu przez wspólczynnik wzmocnienia pra¬ dowego.W tym samym stosunku wzrasta opornosc wej¬ sciowa, gdyz napiecia wejsciowe i wyjsciowe sa praktycznie sobie równe. Wzmacniacz wstepny jest zasilany z Wlasnej baterii i sprzezony z wejsciem wzmacniacza z ograniczeniem amplitudy II przez transformator Tri, co zapewnia jego calkowite od¬ dzielenie galwaniczne od reszty ukladu. Wzmac¬ niacz z ograniczeniem amplitudy II zawierajacy tranzystory T3 i T4 jest wzmacniaczem dwustop¬ niowym o wspólnym emiterze z polaryzacja pierw¬ szego stopnia. Napiecie wyjsciowe wzmacniacza ma przebieg trapezowy, zblizony do prostokatnego, któ¬ rego pionowe odcinki odpowiadaja w przyblizeniu chwili przejscia przez zero skladowej zmiennej na¬ piecia wejsciowego.W chwili naglej zmiany napiecia wyjsciowego wzmacniacza przez kondensator rózniczkujacy Cl plynie krótkotrwaly prad ladowania lub rozlado¬ wania. Prad ladowania poprzez diode Dl uruchamia przerzutnik V, powodujac przeplyw pradu przez tranzystor T5 i zablokowanie'tranzystora T6. Przez uklad wskazujacy IX plynie wówczas prad w kie¬ runku od punktu 4 do 5. Opisany przebieg powtarza sie jeden raz na okres. Podczas drugiego przejscia przez zero napiecia wejsciowego kondensator Cl ulega rozladowaniu przez diode D2.Drugie z napiec porównywanych jest doprowadzo¬ ne do zacisków 6 i 7 wzmacniacza wstepnego VIII zawierajacego tranzystory T9 i T10, a nastepnie przez transformator Tr2 do wzmacniacza VII. Wy¬ tworzone analogicznie jak w pierwszym kanale im¬ pulsy pradu ladowania kondensatora C2 plynace przez diode D3 powoduja zablokowanie tranzystora T5 i przeplyw pradu przez tranzystor T6, który do tej chwili byl zablokowany. Powoduje to zmia¬ ne kierunku pradu w ukladzie wskazujacym IX, przy czym wartosc pradu pozostaje ta sama. Roz¬ ladowanie kondensatora C2 odbywa sie przez dio¬ de D4.Uklad wskazujacy IX sklada sie z miernika wska¬ zówkowego magnetoelektrycznego M, opornika re¬ gulowanego R5 oraz przelacznika P4 do zmiany kierunku pradu w mierniku, stosownie do tego czy kat mierzony jest wiekszy, czy mniejszy od 180°.Srednia wartosc pradu, a wiec i odchylenie mier¬ nika M, zalezy od stosunku czasu, w ciagu którego prad plynie w jednym kierunku, do czasu, kiedy prad plynie w przeciwnym kierunku. Stosunek cza- 5 sów jest proporcjonalny do kata przesuniecia fazo¬ wego miedzy dwoma porównywanymi napieciami.Gdy przesuniecie wynosi 180°, oba czasy sa równe i prad sredni miernika jest równy zeru.Dzialanie przerzutnika jest nieco opóznione w sto¬ lo sunku do chwili przejscia przez zero napiecia wej¬ sciowego wzmacniacza z ograniczeniem amplitudy, gdyz do zadzialania konieczny jest pewien mini¬ malny sygnal. Jezeli opóznienie to jest jednakowe dla obu kanalów fazomierza, to nie powoduje uchy- 15 bów wskazan; ma to miejsce, gdy oba napiecia po- , równywane maja te. sama wartosc. W przeciwnym razie opóznienia w obu kanalach sa rózne i wy¬ stepuje uchyb wskazan.Dla wyeliminowania tego uchybu do bazy tran- 20 zystora T3 lub T8, oprócz pradu sygnalu z uzwo¬ jenia wtórnego transformatora Tri lub Tr2, jest do¬ prowadzony prad polaryzacji, który reguluje sie przed kazdym pomiarem za pomoca opornika Rl lub R4. Do wykonania tej operacji sluzy oryginal- 25 ny uklad zerowania. Dziala on w ten sposób, ze przez nacisniecie przycisku P2 lub P3 uklad wska¬ zujacy IX zostaje odlaczony od punktów 4 i 5 i wla¬ czony pomiedzy srodkowy punkt 3 dzielnika napie¬ cia IV zlozonego z oporników R2 i R3, a kolektor 30 tranzystora T4 lub T7.Oporniki R2 i R3 sa tak dobrane, ze napiecie mie¬ dzy punktem 3 a kolektorem tranzystora T4 lub T7 w czasie, gdy tranzystor przewodzi prad nasycenia, jest równe-co do wartosci bezwzglednej napieciu 35 miedzy tymi punktami w czasie, gdy tranzystor nie przewodzi. W tych warunkach jezeli przy naci¬ snietym przycisku P2 lub P3 tak nastawic opor¬ nik Rl lub R4, aby miernik M wskazal zero, to cza¬ sy trwania dodatniej i ujemnej polówki napiecia 40 wyjsciowego wzmacniacza beda sobie równe. Tym samym zostanie skompensowane opóznienie w dzia¬ laniu wzmacniacza. Prad polaryzacji odgalezia sie równiez do uzwojenia transformatora, podmagneso- wujac rdzen i przesuwajac punkt pracy w kierunku wiekszej przenikalnosci, co przyczynia sie do zmniejszania pradu magnesujacego i poprawienia wlasnosci fazomierza. Zastosowanie przycisków ulatwia w maksymalnym stopniu operacje zero¬ wania.Opisany uklad do zerowania umozliwia zastoso¬ wanie w fazomierzu nieskomplikowanych wzmac¬ niaczy, bez sprzezen zwrotnych i kompensacji tem¬ peratury, co korzystnie wplywa na niezawodnosc pracy i obnizenie jego wymiarów i ciezaru (male baterie zasilajace).W celu uniezaleznienia wskazan fazomierza od napiecia baterii zasilajacej jest on wyposazony w przycisk PI zawierajacy diode D4. Nacisniecie tego przycisku przerywa doplyw impulsów steruja- •cych przerzutnik z kanalu drugiego. Pod wplywem impulsów z kanalu pierwszego przez miernik wska¬ zówkowy plynie wówczas prad staly o kierunku od punktu 4 do punktu 5 o maksymalnej wartosci.Za pomoca opornika R5 nastawia sie wskazówke 65 na koncowa kreske podzialki.56 822 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Fazomierz do pomiaru kata przesuniecia fazo¬ wego miedzy dwoma napieciami znamienny tym, ze pomiedzy kazdym wzmacniaczem wstepnym (I, VIII) a nalezacym do tego sa¬ mego kanalu wzmacniaczem z ograniczeniem amplitudy (II, VII) znajduje sie transformator (Tri, Tr2) zapewniajacy oddzielenie galwanicz¬ ne obwodów wejsciowych (1—2), (6—7), przy czym kazdy ze wzmacniaczy wstepnych (I, VIII) stanowi wzmacniacz przeciwsobny o wspólnym kolektorze. Fazomierz wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze uklad do zerowania sklada sie z dzielnika na¬ piecia (IV) dolaczonego równolegle do napiecia 15 zasilajacego wzmacniacze z ograniczeniem am¬ plitudy (II, VII), z dwóch przelaczników przy¬ ciskowych (P2, P3), umozliwiajacych odlaczenie od przerzutnika (V) ukladu wskazujacego (IX) i wlaczenie go równoczesnie miedzy za¬ czep srodkowy (3) dzielnika napiecia (IV) a wyj¬ scie jednego lub drugiego wzmacniacza z ogra¬ niczeniem amplitudy (II, VII) oraz z oporni- • ków regulowanych (Rl, R4) sluzacych do na¬ stawiania pradów polaryzacji wejscia wzmac¬ niaczy z ograniczeniem amplitudy (II, VII). Fazomierz wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze uklad do kontroli odchylenia maksymalnego miernika (M) stanowi przycisk (PI) zwiera¬ jacy diode (D2) lub (D4) jednego z ukladów rózniczkujacych (III) lub (VI). PL