فازمتر دیجیتال چیست
انواع لامپ های مختلف لامپ هایی نظیر لامپ ال ای دی و … را درمقاله های قبل بررسی کردیم. در این مقاله انواع تجهیزات برقی را بررسی می کنیم. فازمتر وسیلهای برای اندازهگیری اختلاف فاز دو جریان متناوب یا نیروهای الکتروموتور است که کاربردهای بسیاری دارد. این دستگاه انواع مختلف داشته و در موارد گوناگون مورد استفاده قرار میگیرد. در این مطلب، مشخص خواهیم کرد که فازمتر دیجیتال چیست عملکرد آن چگونه است و چه کاربردهایی دارد.
نحوه کار فازمتر دیجیتال چیست؟
شاید فازمتر را به عنوان ابزاری برای اندازهگیری مقدار جریان برق شناخته باشید اما به صورت ندانید فازمتر دیجیتال چیست؟ فازمتر دیجیتال برای اندازهگیری اختلاف فاز بین یک سیگنال ورودی و یک سیگنال مرجع و مورد استفاده قرار میگیرد. سیگنال ورودی و سیگنال مرجع که سینوسی هستند، توسط یک مقایسه کننده ولتاژ دیفرانسیل با سرعت بالا و یک گیرندهی خط دوگانه/دیفرانسیل به یک لبهی اصلی مشخصتر مشروط میشوند. یک سری فلیپ فلاپ D با پیکربندی منحصر به فرد برای تشخیص لبهی اصلی ورودی سیگنال و ورودی مرجع استفاده میشود. یک دروازهی AND به عنوان سوئیچ عمل میکند که در لبهی جلویی ورودی سیگنال فعال میشود. دروازه AND در این مدت در وضعیت بالا قرار دارد.
حال که میدانیم فازمتر دیجیتال چیست ، بهتر است کمی جزئیتر این ابزار را بررسی کنیم. این دستگاه ممکن است به شکل پیچ گوشتی باشد. نوک تستر به هادی مورد آزمایش لمس میشود. به عنوان مثال، میتوان از آن روی سیم در سوئیچ استفاده کرد یا در سوراخ پریز برق قرار داد. یک لامپ نئون جریان بسیار کمی را به نور میگیرد و بنابراین میتواند از ظرفیت بدن کاربر برای اتصال به زمین برای تکمیل مدار استفاده کند. مقاومتهایی به صورت سری با نئون در داخل بدنهی پیچ گوشتی وجود دارند، اما امپدانس معمولی با مقاومتهایی که در آنجا به عنوان یک دستگاه ایمنی وجود دارد، خازنی است.
اکنون این سوال مطرح میشود که ظرفیت بدن انسان معمولا در انتهای فازمتر دیجیتال چقدر است؟ مدل بدن انسان برای خازن، طبق تعریف انجمن تخلیهی الکترواستاتیک (ESDA) یک خازن 100pF به صورت سری با مقاومت 1.5kΩ است. 100pF در 50Hz امپدانس حدود 30M اهم است و مقاومت را در فازمتر دیجیتال کاهش میدهد. اگر تصور شود که مدل ESDA تقریبا درست است، بدیهی است که جریان از طریق نئون تقریبا توسط این مدل کاملا مشخص شده است.
عملکرد فازمتر دیجیتال چیست ؟
اکنون شاید این سوال برای شما مطرح شود که کار فازمتر دیجیتال چیست و چگونه عمل میکند؟ همانطور که پیشتر نیز اشاره شد، فاز متر دیجیتال سادهترین تکنیک برای اندازهگیری اختلاف فاز بین دو سیگنال است که در آن از دو فلیپ فلاپ استفاده میکند. سیگنالهایی که تغذیه میشوند باید دارای فرکانس یکسانی باشند. ابتدا، سیگنالها باید با استفاده از آشکارساز عبور صفر به شکل موج مربعی بدون هیچ تغییری در موقعیت فاز خود شکل بگیرند. فرآیند اندازهگیری اختلاف فاز را میتوان با نمودار شماتیک نشان داده شده در شکل زیر نشان داد.12
بلوک دیاگرام شامل دو جفت پیش تقویت کننده، آشکارسازهای عبور صفر، J-K F/F و یک دروازهی کنترلی است. دو سیگنال دارای فازهای Po و Px به ترتیب به عنوان ورودی به پیش تقویت کننده و مدار میرایی اعمال میشود. فرکانس دو ورودی یکسان، اما مراحل آنها متفاوت است.
با افزایش سیگنال ورودی Po در نیم چرخهی مثبت ، آشکارساز عبور صفر هنگامی که ورودی از صفر (0) عبور میکند وضعیت خود را تغییر میدهد و یک سطح بالا (1) را در خروجی نشان میدهد. این باعث میشود که J—K F/F-1 تنظیم شود (1)، یعنی خروجی F/F-1 (Q) زیاد میشود. این خروجی زیاد از F/F-1 دروازهی AND را فعال میکند و پالسهای ساعت مستقیما به شمارنده تغذیه میشوند. شمارنده شروع به شمارش این پالسها میکند. همچنین این سطح خروجی بالا از F/F-1 برای ورودی روشن ۲F/F- اعمال میشود که باعث میشود خروجی ۲F/F- به صفر برسد (0).
در حال حاضر به عنوان Px ورودی که دارای اختلاف فاز نسبت به Po است، از صفر (0) در نیم چرخهی مثبت عبور میکند، آشکارساز صفر فعال میشود و باعث میشود خروجی آن زیاد شود (1). این ورودی بالا به نوبهی خود ۲J-K F/F- را تغییر میدهد و خروجی آن را بالا میبرد. این خروجی۲F/F- (Q) به ورودی روشن F/F-1 متصل است و آن را مجبور به تنظیم مجدد میکند. بنابراین خروجی F/F-1 به صفر میرسد (0). دروازهی AND غیر فعال میشود و شمارنده شمارش را متوقف میکند. تعداد پالسهای شمارش شده هنگام فعال و غیرفعال کردن دروازهی AND به طور مستقیم با تفاوت فاز است، بنابراین واحد نمایش تفاوت فاز بین دو ورودی با فرکانس یکسان را مستقیما بازخوانی میکند. اکنون که میدانیم عملکرد فازمتر دیجیتال چیست، با آگاهی بیشتری میتوانیم از آن استفاده کنیم.
منبع