Фазометр

Что такое фазометр – назначение, области применения, популярные модели

Фазометр

Фазометры — прибор, применяемый для получения точной информации о величине фазового сдвига между двумя меняющимися время от времени электрическими колебаниями. Устройство, как правило, используется для измерений в 3-фазной сети.

Фазометры часто используются в электрических установках для вычисления коэффициента реактивной мощности (косинуса «фи»). Прибор активно применяется при эксплуатации электрических подстанций и сетей, при разработке электронных и электротехнических изделий.

Коротко о фазометре

Для проведения измерений фазометр подключается к цепям напряжения, которые выступают опорной точкой, и токовой цепи, которая показывает положение измеряемого вектора. При работе в 3-х фазной сети может потребоваться подключение ко всем фазам.

Особенность современных приборов заключается в упрощенном принципе применения, поэтому разобраться с особенностями и тонкостями использования фазометра не составит труда даже малоопытному специалисту.

Измерение производится для двух фаз, после чего последняя фаза вычисляется на базе сложения векторов. Кроме того, фазометр часто применяется для измерения косинуса «фи», о чем упоминалось в начале статьи.

Виды

Все фазометры по принципу работы делятся на три вида:

  • Электродинамические;
  • Цифровые;
  • Электромеханические.

Наибольшим спросом пользуются первые два типа, но рекомендуется применять цифровые приборы. Они отличаются большей точностью и низким уровнем помех.

По числу фаз фазометры бывают:

  • Однофазные — для проведения измерений в 1-фазной цепи.
  • Трехфазные — для 3-фазных цепей.

Электродинамический

Еще недавно наибольшим спросом пользовались электродинамические (электромагнитные) фазометры. Конструктивно этот прибор состоит из простого логометрического механизма, позволяющего с точностью измерять смещение фаз.

В устройстве предусмотрено две рамки, которые жестко объединены между собой. Угол между упомянутыми элементами составляет 60 градусов. Рамки крепятся на осях, зафиксированных на опорных узлах. Благодаря этой особенности, в устройстве отсутствует механическое противодействие.

В приборе предусмотрен специальный элемент, который поворачивается на угол, характеризующий величину текущего сдвига фаз. С помощью линейной шкалы специалист может зафиксировать измерение и определить текущий параметр смещения.

В основе электродинамического фазометра лежит неподвижная токовая катушка, а также еще два аналогичных, но подвижных элемента. В смещающихся катушках текут свои токи, что способствует появлению магнитного потока во всех катушках — подвижных и неподвижных.

При взаимодействии потоков катушек появляется пара вращающихся моментов, величина которых зависит от расстояния между перемещающимися элементами устройства. Упомянутые моменты имеют различное направление, которое противоположно по величине.

Показатели моментов зависят от токов, протекающих в катушках подвижного типа, а также от уровня тока в фиксированной катушке. Кроме того, упомянутые показатели зависят от конструктивных особенностей катушки и углового фазного сдвига.

Как результат, перемещающийся элемент фазометра прокручивается под влиянием упомянутых моментов до ситуации, когда не возникнет равновесие, то есть моменты становятся равны.

У самого фазометра часто предусмотрена градация, позволяющая точно измерить коэффициент мощности.

Преимущества прибора — надежность, высокая точность показаний, доступная цена.

Недостаток — зависимость измеряемых параметров от показателя частоты. Еще один минус — повышенная потребляемая мощность с изучаемого источника.

Цифровой

Как отмечалось, это более предпочтительный тип прибора из-за более удобного применения и высокой точности. Такие устройства изготавливаются по различным технологиям.

К примеру, компенсационный фазометр делает максимально точные измерения, несмотря на необходимость ручного применения. Прибор работает на ином принципе. В процессе измерений появляется пара U, имеющих синусоидальный тип, а главное назначение прибора заключается именно в вычислении сдвига между фазами.

Сначала U подается на фазовращатель, управление которым производится со специального прибора. Процесс измерения происходит плавно до момента, пока в не произойдет совпадение фаз. В процессе настройки величина смещения фаз вычисляется с помощью устройства фазочувствительного вида.

Сигнал на выходе передается с детектора на управляющий прибор. Заданный алгоритм реализуется посредством кодировки импульсов. Как только происходит уравновешивание, код фазовращателя отражает интересующие сведения.

На современном этапе цифровые фазометры применяют методику, которая базируется на дискретном счете. Суть способа заключается в прохождении двух этапов.

Сначала выполнятся процесс по преобразованию смещения фаз в параметр сигнала с определенной продолжительностью. Далее меняется длина этого импульса с помощью дискретного счета.

В состав прибора входит:

  • Преобразователь, обеспечивающий преобразование смещения фаз в импульс;
  • Временной селектор;
  • Элемент, который формирует дискретные импульсы;
  • Управляющее устройство и счетчик.

Плюсы фазометров цифрового типа — меньшая погрешность, благодаря выполнению вычислений за несколько периодов, большая точность и удобство применения. Недостатки — более высокая цена.

Инструкция по эксплуатации

Чтобы разобраться с применением фазометра, главное внимание уделяется инструкции по эксплуатации (входит в комплект с устройством). Перед началом работы требуется сделать несколько шагов.

Для начала стоит убедиться, что условия работы соответствуют тем, что рекомендует производитель, а частотный диапазон находится в соответствии с метрологическими характеристиками. После этого собирается сама схема.

Эксплуатация фазометра выполняется по такому алгоритму:

  • Сначала требуется прочесть инструкцию, которая идет вместе с изделием. В документе раскрываются нюансы и правила применения прибора.
  • С помощью корректора выставляется стрелка на 0-ой отметке.
  • Убедитесь, что кнопки не сработаны.
  • Подключите пробники на входе к требуемым разъемам.
  • Нажмите клавишу, которая подает питание на устройство. Обратите внимание на загорание специального индикатора.
  • Выждите некоторое время, чтобы прибор хорошо прогрелся. Это необходимо, чтобы добиться максимальной точности измерений. В среднем выдержка по времени должна составлять около 10-15 минут.
  • Найдите напряжение на входе.
  • Жмите на клавишу в зависимости от выбора внешнего напряжения и установите требуемый частотный диапазон.
  • Жмите «>0

Источник: http://ElektrikExpert.ru/fazometr.html

Что такое фазометр?

Фазометр – это специальное устройство, которое относится к электроизмерительной серии. В его функции входит измерение угла сдвига фаз относительно пары электрических колебаний с постоянной частотой.

Что такое фазометр?

С помощью этого устройства у вас появится замечательная возможность определить угол, который показывает сдвиг фаз в сети напряжения трехфазного типа. Именно это и является его основной областью использования. В этой статье мы расскажем про устройство и принцип работы фазометра. Также вы узнаете правила его использования.

Что такое фазометр

В процессе включения устройства в цепь измерения его одновременно подсоединяют к токовым цепям, а также к цепям напряжения. Если возникает необходимость одновременно осуществлять рабочий процесс с тремя фазами тогда подключение устройства осуществляется к каждой фазе. Подключение по току должно выполняться ко вторичным обмоткам трансформатора.

В приборе присутствует упрощенная схема подключения. Поэтому разобраться с назначением фазометра будет достаточно просто. Подключение по току выполняется по двум фазам.

Именно поэтому третья фаза будет определяться на основе сложения векторов только пары токов (фазы, которые измерялись). Назначение фазометра заключается в измерении коэффициента мощности.

В некоторых случаях этот прибор называют еще косинусфиметром.

На данный момент в специализированных магазинах можно встретить два вида фазометра. Их область применения заключается в определении коэффициента мощности. Это цифровой, а также электродинамический прибор. Теперь пришло время рассмотреть каждый вид фазометра более детально.

Электродинамический

Электродинамический фазометр в некоторых случаях называют электромагнитным. В основе конструкции этого прибора лежит цепь простейшего типа с механизмом логометрического направления. Именно он позволяет проводить различные работы по измерению сдвига фаз.

В конструкции прибора также можно заметить пару рамок, которые жестко соединяются друг с другом. Между ними присутствует острый угол, который равняется 60 градусам.

Рамки в свою очередь устанавливаются на осях, которые закреплены в опорах, поэтому противодействующий момент механического характера в этом приборе отсутствует.

Подвижный компонент фазометра поворачивается на величину угла, равную углу, который характеризует показатель сдвига фаз. На приборе присутствует шкала линейного типа, которая дает возможность фиксировать результаты проведенных измерений.

Электродинамический фазометр

Теперь пришло время рассмотреть принцип работы электродинамического фазометра. В конструкции этого устройства присутствует катушка неподвижного типа и пара катушек в подвижном виде. В каждой из катушек будут протекать свои токи, создающие магнитные потоки в неподвижной и подвижной катушке.

В результате этого можно предположить, что потоки катушек, которые взаимодействуют между собой порождают пару вращающихся моментов.

Величины этих моментов будут находиться в прямой зависимости от расположения пары катушек относительно друг друга, а также угла на который будут поворачиваться все подвижные компоненты вашего фазометра.

Принцип действия электродинамического фазометра

Эти элементы направлены в стороны противоположные друг другу. Средние величины этих элементов будут находиться в зависимости от токов, которые текут в подвижных катушках и от тока в неподвижной катушке. Также есть зависимость от конструкции катушек и от углов сдвига фаз между катушками.

Исходя из информации выше можно сделать вывод, что подвижная составляющая фазометра будет поворачиваться под работой этих моментов, пока не получится состояние равновесия, которое будет вызвано равенством моментов по итогам поворота.

Сама шкала может иметь градацию в системе коэффициентов мощности, что будет достаточно удобно для проведения ряда измерений. Электродинамические фазометры также могут иметь и минусы. К основному относят то, что существует прямая зависимость получаемых показаний от величины частоты.

Кроме этого, также будет отличаться значительная мощность потребления от источника, который подвергается исследованию.

Цифровой

Цифровой фазометр могут изготовлять несколькими способами. Например самую высокую степень точности будет иметь фазометр компенсационного типа. Принцип работы подобного устройства совершенно другой. В конструкции прибора присутствует пара напряжений синусоидального типа. Назначение прибора заключается в определении фазового сдвига между ними.

Цифровой фазометр

Изначально напряжение подается на фазовращатель, который управляется специальным кодом с управляющего устройства. Сдвиг между фазами будет изменяться постепенно, пока не будет достигнуто состояние синфазности.

В процессе подстройки знак сдвига этих фаз будут определять с помощью детектора фазочувствительного типа. Выходной сигнал из этого детектора будет подаваться на управляющее устройство. Алгоритм управления будет реализовываться методом кодирования импульсов.

После уравновешивания входной код фазовращателя покажет величину сдвига между фазами. В этом заключается основной принцип работы этого устройства.

Принцип работы цифровых фазометров основывается на дискретном счете. Этот метод способен осуществлять свою работу в двух этапах. Изначально происходит процесс, который связан с преобразованием сдвига фаз в показатель сигнала, который имеет определенную длительность.

Затем будет происходить изменение длины этого импульса с помощью дискретного счета.

В составе этого устройства присутствует специальный преобразователь для сдвига фаз в импульс, селектор временного типа, формирователь дискретных импульсов, а также счетчик и устройство управления.

Если будет интересно тогда можете прочесть о том, как использовать мультиметр.

Рекомендации по эксплуатации

Перед тем, как использовать определенный фазометр, вам потребуется изучить его инструкцию по эксплуатации. Перед тем, как приступить к измерениям также следует выполнить ряд последовательных действий.

Читайте также:  Радиолюбительский дозиметр

Убедитесь в том, что диапазон частот полностью соответствует метрологическим характеристикам. Также убедитесь, что внешние условия полностью соответствуют рабочим.

После этого можно приступать к сборке устройства.

Использование фазометра

Процесс эксплуатации фазометра должен осуществляться в следующей последовательности:

  1. Ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации. Обычно она прилагается в комплекте с вашим прибором.
  2. С помощью корректора установите стрелку на отметке нулевого значения.
  3. Посмотрите, чтобы все кнопки на приборе находились в отжатом положении.
  4. Подключите пробники в соответствующие разъемы.
  5. Включите кнопку сети и в этом случае должен загореться специальный индикатор.
  6. Сразу приступать к измерениям не следует. Это связано с тем, что сначала устройство должно прогреться. Обычно подобная процедура занимает 15 минут.
  7. Найдите напряжение сигнала со стороны входа.
  8. Нажмите на специальную кнопку, которая отвечает за установку необходимого диапазона частот.
  9. Теперь нажмите «>00

Источник: http://DekorMyHome.ru/remont-i-oformlenie/chto-takoe-fazometr.html

Фазометры. Виды и работа. Устройство. Особенности. Применение

Фазометр – это электрический прибор, которым измеряют сдвиг фаз двух колебаний постоянной частоты, например, в сети 3-фазного напряжения. Чаще всего фазометры используются для вычисления коэффициента мощности электроустановки.

Фазометры стали популярными при проектировании, наладке различных электрических устройств. Они применяются в оборудовании, где электрическая сеть работает в изменяемом режиме, при этом она влияет на коэффициент мощности. Такими устройствами можно назвать синхронные двигатели, генераторы на электростанциях.

Электрический двигатель синхронного типа имеет коэффициент мощности, зависящий от тока возбуждения. При некотором режиме работы синхронный двигатель способен отдать в сеть питания реактивную энергию. При этом он играет роль компенсатора реактивной мощности. Чтобы оценить режим функционирования электродвигателя, на его щите управления подключают фазометр.

Синхронный генератор при работе имеет коэффициент мощности, зависящий от вида нагрузки и тока возбуждения. В процессе функционирования автоматическая система следит за cos φ, который характеризует коэффициент мощности, и поддерживает его в определенных пределах путем регулировки тока ротора.

Во время запуска генератора и при возникающих неисправностях регулировку переключают с автоматического режима на ручной. Управление берет на себя оператор. Для ручной регулировки коэффициента мощности на пульте управления подключен фазометр.

При отклонении стрелки прибора вправо и уменьшении cos φ (при индуктивной нагрузке) обмотка статора может перегреться. При емкостной нагрузке независимо от ее значения, генератор расходует ток из сети. Это является аварийным режимом эксплуатации генератора.

Регулировка коэффициента мощности

Большая часть нагрузок потребителей будет тратиться на полезную работу при приближении cos φ к единице.

При его уменьшении снижается мощность, которая расходуется на ненужное нагревание электрооборудования: линий кабелей, электромоторов, обмоток трансформаторов и т.д.

Напряжение в питающей сети уменьшается, а для выполнения такой же работы устройствам необходима значительная мощность.

Наиболее оптимальной величиной коэффициента мощности является 0,95 в индуктивном виде.

Как действовать, когда в сети питания имеется много индуктивных потребителей? В таком случае трансформаторных подстанциях монтируют конденсаторы, которые называются реактивными компенсаторами.

По названию можно понять их назначение. Они выравнивают индуктивную составляющую сопротивления. При этом они приближают угол сдвига к нулю, а коэффициент мощности к 1.

При монтаже емкостей с постоянным номиналом появляется другой недостаток: при изменении числа потребителей с индуктивным сопротивлением cos φ изменяется. Такая компенсация не является эффективной, и даже вредна.

Для устранения этой причины, такие устройства делают автоматическими. Автоматика подключает или выключает емкости от сети в зависимости от угла между напряжением и током.

При этом изменяется емкость батареи.

Принцип действия

Фазометры, работают по следующему принципу. В приборе контролируемый сдвиг фаз преобразуется в промежуток времени (рисунки «а» и «б»). Благодаря устройствам формирования ФУ из напряжений u1 и u2 образуются импульсы во время перехода напряжений через ноль в сторону повышения. Эти импульсы приходят на входы триггера Т, на выходе триггера образуются прямоугольные импульсы.

Их длительность t напрямую зависит от фазового сдвига: t = φ*Т / 360. Средняя величина выходного напряжения триггера, зависящего от фазового сдвига равна:

Это напряжение измеряется встроенным вольтметром. Амплитуда импульсов Um подбирается так, чтобы результат на вольтметре совпадал со сдвигом фаз φ, который выражается в градусах.

Такой способ измерения сдвига фаз имеет систематическую погрешность вследствие несимметричного ограничения контролируемых напряжений в формирующем устройстве. В таком случае выходное напряжение ограничителя в ФУ1 станет иметь постоянную составляющую (рисунок «в»).

Дифференциальная цепь, которая входит в устройство формирования, не пропускает постоянную составляющую, поэтому моменты прохождения напряжения через ноль смещаются. На рисунке это изображено стрелками. Изменение диапазона t создает погрешность измерения сдвига фаз.

Виды и особенности

Фазометры являются электроизмерительными устройствами, которые классифицируются по различным признакам. Подробнее рассмотрим наиболее часто применяемые приборы.

Электродинамические фазометры

Такие приборы также называют электромагнитными. Они основаны на простой цепи с логометрическим приспособлением для замера сдвига фаз. Две рамки жестко соединены друг с другом. Между ними угол 60 градусов. Рамки зафиксированы на осях.

При работе в цепи в момент возникновения фазного сдвига, двигающаяся часть фазометра поворачивается на угол, соответствующий фазному сдвигу. На шкале фиксируется результат.

Принцип действия

В приборе установлены 2 подвижные катушки и 1 неподвижная. По подвижным частям проходят токи I1 и I2, которые образуют магнитные потоки, образующие два момента вращения М1 и М2.

Их значения зависят от угла поворота подвижного элемента, от расположения 2-х катушек. Моменты имеют противоположные направления. Средние моменты зависят от токов (I1 и I2), проходящих по подвижным катушкам, и тока (I), проходящего по неподвижной катушке, а также от конструкции катушек и углов сдвига фаз (ψ1 и ψ2) подвижных катушек.

В результате подвижный элемент поворачивается до наступления равновесия. Шкала прибора имеет градуировку по величине коэффициента мощности.

Отрицательным фактором такого типа приборов можно отметить зависимость результатов от мощности контролируемого источника.

Цифровые

Такие приборы выполняются по различным принципам. Компенсационный фазометр имеет повышенную степень точности, хотя выполнен для ручного управления.

Принцип действия

Необходимо определить сдвиг фаз между напряжениями синусоидальной формы U1 и  U2. Напряжение U1 поступает на фазовозвращатель ФВ, на который воздействует код с управляющего устройства УУ. Сдвиг медленно изменяется пока U1 и  U3 не будут синфазными.

Сигнал на выходе детектора поступает на управляющее устройство УУ. С помощью кодоимпульсного метода выполняется алгоритм выравнивания. По окончании процесса выравнивания, код на входе фазовозвращателя ФВ будет определять сдвиг фаз напряжений U1 и U2.

Чаще всего новые модели фазометров функционируют на дискретном счете. Этот способ действует в 2 этапа:

  1. Преобразование фазного сдвига в электрический сигнал.
  2. Определение времени дискретным подсчетом.

Прибор состоит из селектора ВС, преобразователя фазного сдвига, образователя импульсов (f/fn), счетчика (СЧ), цифрового усилителя ЦОУ.

Импульсный преобразователь фазного сдвига из U1 и U2 с фазным сдвигом Δφ создает прямоугольный вид импульсов U3 в форме последовательности.

Такие импульсы U3 обладают скважностью и частотой повторений, которые соответствуют частоте и сдвигу сигналов входа по времени U1 и U2.

Импульсы напряжений U4 и U3 образуют счетные дискретные импульсы с периодом Т0, подающиеся на селектор времени. В итоге на выходе селектора образуются импульсы U5, которые имеют период следования Т.

Счетчик определяет число импульсов в группе U5. В результате число пришедших импульсов зависит от сдвига фаз между U1 и U2. Показания фазометра видны в градусах. Степень дискретности прибора позволяет достичь точности показаний до десятых долей. Погрешность связана с измерением Δt с точностью до 1 периода импульсов.

Средние по cos φ фазометры могут снизить погрешность за счет определения средней величины за несколько периодов Т контролируемого сигнала. Структура цифрового прибора средней величины имеет отличия от структуры дискретного счета наличием дополнительного селектора времени ВС2, генератора импульсов ГИ, создателя дискретных импульсов ФИ.

В данном случае преобразователь фазового сдвига в группе импульсов U5 вмещает в себя генератор ГИ и селектор времени ВС1. За градуированный диапазон времени Тк, который значительно больше Т, несколько групп импульсов поступают на устройство, на его выходе образуется несколько групп, что требуется для получения среднего результата.

Время импульсов U6 кратна Т0, так как создатель импульсов ФИ действует по принципу разделения частоты с определенным коэффициентом. Сигнальные импульсы U6 открывают селектор времени ВС2. В результате на вход поступает несколько групп импульсов. Разрешающая возможность прибора зависит от кратности U6.

На отклонения в показаниях фазометра влияет малая точность фиксации фазного сдвига во время перехода сигналов через нули. Однако такие погрешности уменьшаются при получении среднего результата за период Тк, который намного выше периода входных сигналов.

По числу фаз приборы делятся на:

Эти приборы по устройству практически не отличаются, кроме того, что в 1-фазном фазометре подвижные рамки находятся под прямым углом, а в 3-фазном под 60 градусов.

Щитовые фазометры применяются для контроля технологических процессов. Они бывают цифровыми или стрелочными. Обе модели хорошо выполняют свои функции. Однако для работников удобнее работать со стрелочным прибором из-за его наглядности.

Лабораторные фазометры применяются для запуска и наладки электроустановок, также для ремонта и настройки аппаратуры в радиоэлектронике.

В инновационных измерительных цифровых комплексах для настройки оборудования чаще всего приборы изготавливаются цифровые. Они входят в устройство одного универсального прибора, который определяет сразу несколько параметров.

Также обстоит дело и с щитовыми фазометрами. Чтобы уменьшить число приборов, применяют универсальные комплексы, которые выдают на один экран несколько измеряемых параметров в одно время.

Оператор имеет возможность быстро изменить их состав в зависимости от режима функционирования электроустановки.

При этом на дисплей выводятся различные физические параметры, или один из них, для каждой контрольной фазы.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/fazometry/

Фазометр

Это приборы для измерения различных параметров электричества используются как в научно – исследовательских целях, так и для наблюдения за работающим оборудованием.

Отображение электрических параметров оборудования требует одновременного размещения большого количества приборов. Поэтому их изготавливают в специальном щитовом исполнении.

При этом амперметры, вольтметры, частотомеры, фазометры и фазоуказатели могут быть изготовлены на основе различных измерительных механизмов.

Фазометры, основанные на принципе преобразования переменного тока в постоянный при помощи диодов, содержат магнитоэлектрический измерительный механизм. Примером таких приборов являются малогабаритные щитовые фазометры Ц1424. Они применяются для измерения cosφ в трехфазных электросетях. Обязательным условием использования этих фазометров должны быть:

  • равномерная нагрузка;
  • симметрия напряжений.
Читайте также:  Радиоприемные устройства, тюнеры, антенны

Приборы включаются в последовательную цепь либо напрямую, либо через токовый трансформатор.

Электромагнитные фазометры содержат несколько неподвижных катушек. Они создают магнитные потоки, воздействующие на подвижную конструкцию, изготовленную с использованием ферромагнетика. Катушки имеют специальное пространственное расположение.

По каждый из них течет ток, который имеет фазовый сдвиг определенный и отличный от токов в других катушках. Примером таких фазометров является модель Э144. Это малогабаритный, герметичный и ударопрочный фазометр с непосредственным отсчетом.

Применяется в мобильном электрооборудовании для измерения cosφ в трехфазных электросетях. Обязательным условием использования этих фазометров должны быть:

  • равномерная нагрузка;
  • симметрия напряжений.

Приборы включаются в последовательную цепь либо напрямую, либо через токовый трансформатор. Схема прибора Э144 показана ниже:

В нем есть три неподвижных обмотки, отмеченные на схеме как 1, 2 и 3. Обмотки 1 и 2 сделаны двухсекционными.

Между секциями размещена подвижная часть прибора в виде сердечника из магнитомягкого железного сплава по форме напоминающего букву Z, который поворачивается на оси.

Секции обмоток имеют пространственное расположение относительно друг друга в 60 градусов. Обмотка 3 изготовлена как коаксиальная с осью подвижного сердечника катушка цилиндрической формы.

В электроцепях постоянного и переменного тока используются электро- и ферродинамические фазометры. Их работа основана на взаимодействии двух катушек. Эти подвижная и неподвижная катушки создают магнитные потоки, которые и обуславливают взаимодействие между ними.

Если у катушек отсутствует сердечник, то прибор именуется электродинамическим фазометром. Если стальной сердечник имеется в наличии – ферродинамическим фазометром. Ферродинамические приборы более чувствительны, но менее точны.

Применяются такие фазометры как мобильные лабораторные приборы.

Примером электродинамического фазометра может быть модель Д5781. Этот переносной экранированный прибор предназначен для измерения угла фазового сдвига и cosφ в однофазных электросетях. В трехфазных электросетях для измерения угла фазового сдвига и cosφ применяется ферродинамическая модель Д120. Схема, а также изображение этого фазометра показаны далее.

Перечисленные модели фазометров далеко не единственные в своем роде. Но их еще очень много в работающем оборудовании. Дальнейшее развитие электроизмерительных приборов основано на применении цифровой обработки сигналов. То же относится и к фазометрам. Хотя и сейчас аналоговые приборы также производятся. Современные фазометры показаны далее на изображении:

Источник: http://podvi.ru/elektrotexnika/fazometr.html

Фазометр в программе, компонент SCADA системы, описание

Режим проектировщикаРежим оператора
Не имеет

Входные

  • Канал 1 — входной канал № 1, на который поступает сигнал № 1 (базовый канал, относительно которого меряется фазовый сдвиг);
  • Канал 2 — входной канал № 2, на который поступает сигнал № 2;
  • ВклВыкл — включение и выключение фазометра.

Выходные

  • Фаза — измеренные значения разности фаз между двумя каналами (выводится фаза, относительно сигнала № 2);
  • Канал — виртуальный канал измеренных значений разности фаз двух входящих каналов.

Общие свойства (окружение)

  • Приведены по данной ссылке.

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • averagetime (1) — устанавливает время усреднения:
    1. 0.1 секунду.
    2. 1 секунду.
    3. 10 секунд.
  • meashuretype (градусы) — тип измерения (градусы, радианы):
  • Activate (true) — состояние подачи сигнала (подан или отключен).

При использовании компонента в сценарии и программируемом компоненте (скрипте) необходимо учитывать диапазоны значений подаваемых на входные ножки компонента, диапазоны значений свойств компонента, а также диапазоны значений параметров методов компонента.

Входные

  • Канал 1 — измерительный канал № 1, на который поступает сигнал № 1 (базовый канал, относительно которого меряется фазовый сдвиг) (от 0 до (количество каналов — 1));
  • Канал 2 — измерительный канал № 2, на который поступает сигнал № 2 (от 0 до (количество каналов — 1)).

Общие свойства (окружение)

  • Приведены по данной ссылке.

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • BSTR AverageTime — установка и чтение усреднения: 0.1 сек; 1 сек;10 сек (строка).
  • BSTR MeasureType — установка и чтение типа измерения: Градусы; Радианы (строка).
  • VARIANT_BOOL Activate — установка и чтение состояния работы фазометра:
    • true — состояние работы фазометра включен;
    • false — состояние работы фазометра выключен.

Фазометр — электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения углов сдвига фаз между двумя изменяющимися периодически электрическими колебаниями, например в трёхфазной системе электроснабжения

Под активной мощности P понимают среднее значение мгновенной мощности p за период T:

Если ток:  .

А напряжение на участке цепи  . То:Выражение для эффективной мощности в цепи синусоидального тока имеет вид:

 где V и I – среднеквадратичные значения напряжения и тока. Входящие в выражение множитель cos φ называется коэффициентом мощности. Единицей измерения эффективной мощности является [Вт].

  • В чисто резистивных цепях (φ = 0) коэффициент мощности равен 1, а эффективная мощность определяется выражением P=V*I.
  • В чисто реактивных цепях (φ = ±90°) коэффициент мощности, а, следовательно, и эффективная мощность равны 0.
  • В резистивно-емкостных и резистивно-индуктивных цепях (-90° < φ < 90°) эффективная мощность всегда положительная.

Выражение для реактивной мощности в цепи синусоидального тока имеет вид:

Из треугольника напряжений:

Выражение для полной мощности в цепи синусоидального тока имеет вид:

Эффективная электрическая мощность может быть преобразована в другие формы мощности (тепловую, механическую и т. д.). А реактивная мощность, в свою очередь, не может быть преобразована в любые другие виды энергий.

Фазометр позволяет определить и знак угла, на основании чего можно сделать вывод и о типе нагрузке (резистивно-емкостная, резистивно-индуктивная и т. д.).

Проект в SCADA ZETView

В этой схеме компонент Фазометр производит измерение разности фаз между каналами Входной канал 1 и Входной канал 2.

ZETFormula служит для генерирования двух синусоидальных сигналов, причем одна из синусоид имеет фазовый сдвиг относительно другой. Компонент Цифровой индикатор служит для графического вывода значения разности фаз.

Данный компонент используется для создания различных проектов, в том числе таких как контрольно измерительные инструменты.

Результат работы проекта

Источник: https://zetlab.com/fazometr/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Цифровой фазометр Ф5126 измеряет средний фазовый сдвиг между двумя периодическими непрерывными напряжениями частоты 1 – 150 МГц. Используется при проверке и настройке фазочувстви-тельных устройств электроники.  [1]

Цифровые фазометры для измерения мгновенного значения сдвига фаз применяются для измерения сдвига фаз на инфранизких и низких частотах, так как диапазон измерения ограничивается быстродействием счетчиков импульсов. Для расширения диапазона измерения в сторону высоких частот и измерения малых сдвигов фаз используют умножение длительности интервалов времени, пропорциональных измеряемому фазовому сдвигу.  [2]

Цифровые фазометры используют в маломощных цепях в диапазоне частот от единиц Гц до 150 МГц. Цифровые фазометры относятся к цифровым приборам с времяимпульсным кодированием. Сдвиг по фазе между двумя напряжениями преобразуется во временной интервал, заполняемый импульсами стабильной частоты с определенным периодом, которые подсчитываются электронным счетчиком импульсов.  [3]

Цифровые фазометры применяются для измерения мгновенного или среднего сдвига фаз между двумя синусоидальными напряжениями или между двумя последовательностями электрических импульсов с одинаковой частотой следования.

Такие приборы используются для определения фазовых соотношений в различных четырехполюсниках, снятия фазочастотных характеристик в широком диапазоне, исследования различных импульсных приборов и устройств, для измерения выходных величин различных измерительных преобразователей с фа-зовым выходом и устройств с фазовой модуляцией.

Такие устройства применяются для измерения расстояний, малых углов поворота, разностей электрических потенциалов и других величин.  [4]

Цифровые фазометры используют в маломощных цепях в диапазоне частот от единиц Гц до 150 МГц. Цифровые фазометры относятся к цифровым приборам с времяимпульсным кодированием. Сдвиг по фазе между двумя напряжениями преобразуется во временной интервал, заполняемый импульсами стабильной частоты с определенным периодом, которые подсчитываются электронным счетчиком импульсов.  [5]

Цифровой фазометр работает следующим образом.  [7]

Цифровые фазометры с промежуточным преобразованием фазового сдвига в напряжение получили распространение в связи стем, что оказалось весьма просто соединить в один прибор готовые кон струкции фазометра с аналоговым отсчетным устройством ( например, триггер с диодным Коммутатором, рассмотренный в § 7.5) с цифровым вольтметром.  [8]

Цифровой фазометр, построенный по схеме с жесткой логикой.  [9]

Структурная схема реле времени.  [10]

Поэтомуцифровые фазометры, как правило, являются и частотомерами.  [11]

Погрешностьцифрового фазометра может быть снижена до 0 5 – 0 1 % от предела измеряемой фазы.  [12]

Большинствоцифровых фазометров с целью расширения частотного диапазона строятся по принципу измерения среднего значения фазового сдвига. Сущность этого способа основана на том, что интервал времени А измеряется не за один, а за достаточно большое число периодов.

При этом погрешность дискретности, которая имеет случайный характер, с возрастанием числа периодов, в течение которых проводится измерение, в соответствии с законом сложения случайных ошибок убывает и может быть сделана достаточно малой при небольшом отношении f0 / f – Данный способ измерения иногда называют способом перекрытия.

На рис. 7.80 приведена структурная схема устройства для измерения фазового сдвига способом перекрытия. После ограничения эти сигналы, а также счетные импульсы образцовой частоты / о поступают на селекторы / и 2, представляющие собой схемы типа И.

На выходе этих схем образуются импульсы сч и исч, синхронные счетным, если соответствующие входные сигналы положительны в момент прихода счетных импульсов.  [13]

Погрешностьцифровых фазометров для измерения среднего значения возникает как при квантовании интервала tx, так и при подсчете общего числа / г импульсов в пачках.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: http://www.ngpedia.ru/id559266p1.html

Фазометр Ц302

Фазометр Ц302 предназначен для измерения коэффициента мощности в однофазных сетях переменного тока частотой 50, 500, 1000, 2400, 4000, 8000 и 10 000 Гц. Применяется на вертикальных пультах и щитах стационарных установок.

Принцип работы и устройство

Принцип действия электронного измерительного преобразователя заключается в преобразовании с помощью широтно-импульсных модуляторов входных синусоидальных сигналов в последовательность прямоугольных импульсов с последующим их интегрированием в постоянный ток, значение которого зависит от угла сдвига фаз входных сигналов.

Фазометр Ц302 состоит из индикатора магнитоэлектрической системы с внутрирамочным измерительным механизмом, с подвижной частью на кернах и электронного измерительного преобразователя, размещенных в корпусе фазометра.

Принцип действия электронного измерительного преобразователя заключается в преобразовании с помощью широтно-импульсных модуляторов входных синусоидальных сигналов в последовательность прямоугольных импульсов с последующим их интегрированием в постоянный ток, значение которого зависит от угла сдвига фаз входных сигналов.

Конструктивные особенности

  • Класс точности 2,5.
  • Предел допустимой основной погрешности фазометра ±2,5% длины шкалы, при этом ток в последовательной цепи может изменяться в пределах 50… 100% номинального значения.
  • Предел допустимой вариации показаний фазометра 3,75%.
  • Фазометр рассчитан для подключения как непосредственно на номинальный ток 5 А и номинальные напряжения 127, 220, 380 В при частоте 50 Гц, так и через трансформаторы тока со вторичной обмоткой на 5 А и через трансформаторы напряжения со вторичной обмоткой на 100 В при частотах 50, 500, 1000, 2400, 4000, 8000, 10 000 Гц.
  • Диапазоны измерения коэффициента мощности 0,5…1…0,5.
Читайте также:  Урок 8 - библиотека шрифтов для дисплея st7783

Предел допустимой дополнительной погрешности, вызванной:

  • ±2,5% изменением положения фазометра от вертикального положения в любом направлении на ±5°;
  • ±2,5% изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой в пределах -Ю…+50°С на каждые 10°С;
  • ±2,5% изменением относительной влажности окружающего воздуха от нормальной до 95% при 30°С;
  • ±2,5% отклонением частоты от нормальной на ±2%;
  • ±1,5% влиянием внешнего однородного постоянного магнитного поля с индукцией 0,5 мТл, а также переменного магнитного поля с индукцией:
    • 0,5 мТл при частотах 50, 500 и 1000 Гц;
    • 0,2 мТл при частоте 2400 Гц;
    • 0,12 мТл при частоте 4000 Гц;
    • 0,06 мТл при частоте 8000 Гц;
    • 0,05 мТл при частоте 10 000 Гц при самых неблагоприятных направлениях и фазе магнитного поля;
  • ±1,25% влиянием ферромагнитного щита толщиной (2±0,5) мм;
  • ±2,5% отклонением напряжения на ±10% номинального значения.

Длина шкалы фазометра не менее 90 мм.

  • Время установления показаний не превышает 4 с.
  • Время установления рабочего режима (предварительного прогрева) 15 мин.
  • Изоляция между корпусом и изолированными от корпуса по постоянному току электрическими цепями выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения переменного тока частотой 50 Гц, действующее значение которого 2 кВ.
  • Изоляция между последовательной и параллельной цепями фазометра выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения частотой 50 Гц, действующее значение которого 600 В – для значений номинального напряжения 100, 127, 220 В; 760 В – для значения номинального значения 380 В.
  • Испытательное напряжение между параллельной и последовательной цепями фазометра, включаемого только с трансформатором тока (без трансформатора напряжения): 0,5 кВ – для значения номинального напряжения 127 В; 1,5 кВ – для значения номинального напряжения 220 В; 2 кВ – для значения номинального напряжения 380 В. Сопротивление изоляции между корпусом и изолированными от корпуса по постоянному току электрическими цепями не менее 20 МОм.

Сопротивление изоляции между последовательной и параллельной цепями фазометра не менее 10 МОм. Собственное потребление фазометра при номинальных токе, напряжении и частоте не более:

  • 1 В-А для последовательной цепи;
  • 5 В-А для параллельной цепи.

Фазометр длительно ( в течение 2 ч) выдерживает перегрузку током и напряжением, равными 120% номинального значения.

  • Габаритные размеры 120х120х95 мм.
  • Масса не более 1,0 кг.

Условия эксплуатации

  • температура окружающего воздуха -Ю…+50°С;
  • относительная влажность 95% при 30°С.

Фазометр Ц302, поставляемый в районы с тропическим климатом, предназначен для работы при температуре -Ю…

+50°С и относительной влажности 95% при 30°С в помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом (при отсутствии воздействия прямого солнечного излучения, атмосферных осадков, ветра, песка и пыли наружного воздуха).

Фазометр вибро и ударопрочный. Выдерживает (без упаковки) без повреждений воздействие 2000 ударов с максимальным ускорением 70 м/с2 и частотой 10…50 ударов/мин и вибрацию с максимальным ускорением 15 м/с при частоте 30 Гц.

Источник: https://xn--c1aky3c.xn--p1ai/pribor/fazometr-c302.html

Фазометр

Измерительная техника

Главная  Радиолюбителю  Измерительная техника

В ряде случаев, например, при настройке фазовращателей систем пространственного звука, при установке угла наклона рабочих зазоров магнитных головок в стереофоническом магнитофоне и т.п., требуется точно определять сдвиг фаз между двумя напряжениями одной частоты.

В отличие от фазометров с детектором на RS-триггере [1] или по схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ [2], фазометр с импульсным частотно-фазовым детектором (ИЧФД) позволяет измерять не только сдвиг фаз, но и фиксировать знак сдвига (опережение или запаздывание). Предлагаемый фазометр (рис.

1) выполнен как приставка к цифровому мультиметру (можно использовать и обычный авометр).

Рис.1. Принципиальная схема фазометра

На входах фазометра на операционных усилителях DA1 и DA2 выполнены гистерезисные компараторы (триггеры Шмитта). Чувствительность компараторов – около 30 мВ. С выходов компараторов сигналы поступают на импульсный частотно-фазовый детектор с тремя состояниями, выполненный на D-триггерах DD1.1, DD1.2 и транзисторах VT5, VT6. Нагрузкой детектора служит резистор R17.

Для выделения постоянной составляющей, пропорциональной сдвигу фаз, служит фильтр НЧ второго порядка на DA3.

Питание транзисторов детектора выбрано равным ±3,6 В, что соответствует сдвигу фаз ±360° (т.е. 1 В соответствует фазовому сдвигу 100°). Точность измерений зависит от амплитуды входных сигналов – чем она больше, тем выше точность измерений. При малых уровнях исследуемых сигналов (до 100…200 мВ) их амплитуды должны быть близки по величине.

Напряжения ±3,6 В получаются из стабилизированных напряжений питания ±5 В с помощью схемы на транзисторах VT1…VT4, в которой VT1 и VT2 служат для термостабилизации.

Налаживание фазометра заключается в установке с помощью резисторов R7 и R8 напряжений ±3,6 В на эмиттерах транзисторов VT3 и VT4, а также в балансировке DA3. Для балансировки DA3 один и тот же сигнал подается на оба входа. Поскольку сдвиг фаз при этом равен нулю, на выходе детектора не должно быть никаких импульсов. Резистором R20 добиваются минимального напряжения на выходе фазометра.

Конструкция и детали. Фазометр выполнен на печатной плате размерами 87×55 мм (рис.2). Вывод 4 DD1 соединен с выводом 11 перемычкой поверх микросхемы. Аналогично можно соединить и вывод 5 DD1 с выводом 12 и вывод 3 с выводом 10. При наличии двустороннего стеклотекстолита последние две связи можно провести печатным способом со стороны установки элементов. Остальные

связи выполнены печатным монтажом. Сборочный чертеж платы показан на рис.3. В качестве операционных усилителей DA1, DA2 использованы К544УД2А, DA3 – К140УД608. Триггер DD1 -типа К561ТМ2. Электролитические конденсаторы – типа К50-35 на напряжение 10 В. Транзисторы – КТ3107Б и КТ3102Б. Все микросхемы (цифровые и аналоговые) питаются стабилизированным двухполярным напряжением ±5 В.

Рис.2. Печатная плата Рис.3. Схема расположения элементов

Источники

  1. А.Конюхов, Фазометр в налаживании магнитофона. – Радио, 1983, N1, С.З0.
  2. А.Гончаренко, Фазометр на микросхемах. – Радио, 1984, N12, С.29.

Источник: http://www.radioradar.net/radiofan/measuring_technics/fazom.html

Ц42305 Фазометр

6 930 руб с НДС

Ц42305 фазометр предназначен для измерения коэффициента мощности в трехфазных трехпроводных цепях переменного тока частотой 50 Гц с симметрией линейных напряжений и симметричной нагрузкой фаз на различных объектах промышленности.

Ц42305 по климатическим условиям предназначен для эксплуатации в условиях умеренного и тропического климата при температуре от минус 40 до плюс 50 °С и относительной влажности 95 % при температуре 35 °С.

Прибор предназначен для работы в вертикальном положении.

Технические характеристики Ц42305

Класс точности прибора – 2,5.

Наименование и тип прибора, номинальные напряжения и токи, способ включения в электрическую цепь приведены в таблице.

Наименование и тип

прибора

Диапазон  измерений

Номинальное напряжение, В

Номинальный ток, А

Способ включения

Измеритель коэффициента мощности

Ц42305

Ц42305 04.1

0,5-1-0,5

0,9-1-0,2

127

220

380

5

Непосредственный

100

1; 5

Через трансформатор тока и напряжения

Время установления рабочего режима прибора не более 15 мин.

Предел допускаемого значения основной приведенной погрешности прибора равен ± 2,5 % при изменении тока в последовательных цепях от 40 до 100 % от номинального, без учета погрешности измерительного трансформатора тока и напряжения.

Нормирующее значение при установлении приведенной погрешности принимается равным арифметической сумме конечных значений диапазона измерений.

Предел допускаемого значения вариации показаний равен полуторакратному пределу допускаемого значения основной погрешности.

Отклонение указателя Ц42305 от отметки механического нуля при плавном подводе указателя к этой отметке от наиболее удаленной от нее отметки шкалы не превышает 1,20 мм.

Изменение показаний Ц42305, вызванное:

·         изменением положения от нормального положения в любом направлении на   5 °, не превышает  ± 1,25 %;

·         отклонением номинального напряжения на ± 15 %, не превышает ± 2,5 %;

·         отклонением частоты от нормальной на ± 10 %, не превышает ± 2,5 %;

·         влиянием внешнего однородного магнитного поля напряженностью 0,4 кА/м, синусоидально изменяющегося во времени с частотой,  одинаковой с частотой тока, протекающего по измерительным цепям испытуемого прибора, при самых неблагоприятных направлениях и фазе магнитного поля, не превышает ± 1,5 %;

·         влиянием искажения формы кривой переменного тока и напряжения с коэффициентом искажения 20 %, не должно превышать ± 2,5 %.

·         отклонением температуры окружающего воздуха от (20 ± 5)°С до 50 °С (или минус 40 °С), на каждые 10 °С изменения температуры, не превышает ± 2,0 %;

·         отклонением относительной влажности от нормальной (30 – 80) % до 95 % при температуре (20 ± 5) °С не превышает ± 2,5 %.

Изоляция между корпусом и изолированной от корпуса электрической цепью при нормальных условиях применения выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, значение которого 2 кВ.

Изоляция между последовательной и параллельной цепями прибора, а также между раздельными последовательными цепями выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения переменного тока частотой (50 ± 1) Гц:

·         1,5 кВ – для номинальных напряжений 100, 127, 220 В;

·         2,0 кВ – для номинального напряжения 380 В.

Сопротивление изоляции между корпусом и изолированной электрической цепью не менее 20 МОм.

Ц42305является вибропрочным при ускорении 15 м/с2, частоте 30 Гц.

Прибор является ударопрочным при ускорении 70 м/с2, частоте от 10 до 50 ударов в минуту.

Прибор выдерживает транспортную тряску с ускорением 30 м/с2, частотой от 80 до 120 ударов в минуту.

Прибор выдерживает перегрузку током, равным 120 % номинального значения.

Продолжительность перегрузки 2 ч.

Ц42305 выдерживает без повреждений кратковременные перегрузки током и напряжением:

а) девять ударов током, превышающим в десять раз номинальное значение, продолжительностью 0,5 с, с интервалом в 1мин;

б) девять ударов напряжением, превышающим в два раза номинальное значение, продолжительностью 0,5 с, с интервалом в 1 мин;

в) один удар током, превышающим в десять раз номинальное значение, в течение 5 с;

г) один удар напряжением, превышающим в два раза номинальное значение, в течение 5 с.

Ц42305сохраняет свои характеристики при воздействии температуры от минус 40 °С до плюс 50 °С и относительной влажности 95 % при температуре 35 °С.

·         Габаритные размеры прибора не превышают 120 ´ 120 ´ 95 мм.

·         Масса прибора не превышает  0,75 кг.

·         Норма средней наработки на отказ прибора – 32000 ч.

Срок службы не менее 10 лет.

Источник: http://ep-3.ru/fazometr_1_4/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector