Elektronika 2011-10 I.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych ...

Rys. 4. Pomiar mocy wydzielanej w obciążeniu połączonym z przewodem neutralnymFig. 4. The measurement of power dissipated at the load connected to neutralCelem odniesienia zmierzonego napięcia do masy układu(tożsamej z przewodem neutralnym) wprowadzono wzmacniaczróżnicowy W1 o wzmocnieniu mniejszym od jednościK = R 8/(R 4+R 5+R 6), przy czym R 7= R 8oraz R 1+R 2+R 3= R 4+R 5+R 6.Przebieg napięciowy z wyjścia układu W1 został doprowadzonydo prostownika liniowego zbudowanego ze wzmacniaczyW2 i W3 oraz pozostałych elementów dyskretnych. Wprowadzeniekondensatora C 1w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnegowzmacniacza W2 pozwala na uśrednienie w czasie kilkuokresów zmierzonego przebiegu, ułatwiając tym samym pracęukładów regulacji. Dostępny na wyjściu WY sygnał napięciowyjest proporcjonalny do napięcia skutecznego odłożonego naobciążeniu.W przypadku, gdy obciążenie zasilacza ma charakter rezystancyjnya jego wartość nie ulega zmianom w wyniku zmian temperatury,zasilanie obciążeń stałą, określoną wartością skutecznąnapięcia przemiennego (uśrednioną w czasie) jest tożsame z zasilaniemstałą, określoną mocą, wynika to z faktu, że kąt przesunięciapomiędzy napięciem i prądem φ = 0, tym samym cosφ =1. Gdy jednak obciążenie zawiera indukcyjność lub też wartośćrezystancji ulega zmianom w wyniku zmian temperatury lub teżna skutek wypalenia (pocienienia) elementów grzejnych, możliwajest praca zasilacza z regulacją mocy obciążenia. Stosowne rozwiązaniepomiaru mocy przedstawiono na rys. 4.W przypadku tym rezystancje obciążenia są połączonez przewodem neutralnym. W układzie dokonywany jest pomiarnapięcia, którym zasilany jest element grzejny R 01. Do pomiarusłuży opisany wcześniej wzmacniacz różnicowy W2 o wzmocnieniumniejszym od jedności. Pomiar prądu dokonywany jestw sposób pośredni, poprzez pomiar napięcia na włączonymszeregowo z obciążeniem rezystorze R p. Pomiar dokonywanyjest za pomocą wzmacniacza odwracającego W1. Mnożeniechwilowych wartości prądu i napięcia (wyznaczanie mocy) odbywasię za pomocą klasycznego układu mnożącego typuAD532.Uzyskany przebieg podlega wygładzeniu poprzez filtr dolnoprzepustowyR 12C 1po czym zostaje doprowadzony do bufora(wzmacniacza nieodwracającego) W3. Dostępny na wyjściu WYsygnał napięciowy jest proporcjonalny do mocy wydzielanej naelemencie grzejnym R 01. Sygnał w tej postaci może być alternatywniedoprowadzony do układu regulacji, oczywistym jest, żeprawidłowy odczyt tak wartości mocy, jak i napięć odłożonych naelementach grzejnych wymaga odpowiedniej kalibracji układówpomiarowych.PodsumowaniePrzedstawiony na rys. 1 zasilacz, którego schemat ideowy pokazanona rys. 2 w wersji podstawowej został wykonany i umieszczonyw obudowie metalowej oraz zainstalowany w laboratoriumZakładu Badania Przyczyn Pożarów Szkoły Głównej Służby Pożarniczej.Wykorzystywany jest przy prowadzeniu badań własnychoraz realizacji prac dyplomowych studentów dotyczącychprocesów tlenia, żarzenia i spalania różnych produktów, zwłaszczaużywanych w budownictwie i elektrotechnice materiałów izolacyjnychi elementów konstrukcyjnych. Przedstawione na rysunkumodyfikacje układowe bloków pomiarowych zasilacza zostaływykonane i z pozytywnym skutkiem przebadane w warunkachlaboratoryjnych, nie zachodziła jednak potrzeba praktycznego ichzastosowania.Literatura[1] Barlik R., M. Nowak: Technika tyrystorowa. WNT Warszawa 1988.[2] Gajewski P., P. Turczyński: Cyfrowe układy scalone CMOS. WKiŁ,Warszawa 1990.[3] Kalisz: Podstawy elektroniki cyfrowej. WNT, Warszawa 2002.[4] Nadachowski M., Z. Kulka: Analogowe układy scalone. WKŁ.Warszawa 1985.[5] Ościłowska B.: Sprawozdanie z realizacji pracy badawczej własnej„Badanie stopnia zagrożeń dla zdrowia i życia ludzi powodowanychprzez stałe materiały palne stosowane do wykonywania elementówbudowlanych, wystroju i wyposażenia wnętrz podczas pożarówwewnętrznych”, KBN/E-422-BW-11/2001), SGSP W-wa 2001.[6] Pofit-Szczepańska M.: Wybrane zagadnienia z chemii ogólnej,fizykochemii spalania i rozwoju pożarów. SA PSP, Kraków 1994.[7] Motorola Semiconductor Technical Data – MOC3041, MOC3042,MOC3043 6-pin Zero Cross Optoisolators Triac Driver Output(400Volts Peak) www.datasheetcatalog.com64Elektronika 10/2011