Lichtnet-fasemeter
Fasemeting is bij sinusvormige spanningen en stromen in principe heel eenvoudig mogelijk. Met een gelijkspanningsgekoppelde schakeling kan namelijk exakt elke nuldoorgang van de golfvorm worden gedetekteerd. Het verschil tussen de nuldoorgangen van twee signalen geeft dan het faseverschil aan.
Hoe werkt dat in deze schakeling? De netspanning van 220 V wordt met behulp van een ohmse spanningsdeler (R1/R2) tot een veilig nivo teruggebracht. De tweede te meten komponent is de stroom door de belasting. Deze wordt met behulp van een weerstand (R9) omgezet in een spanning. De dioden D1, D2 en D3 beschermen de hele schakeling tegen eventuele spanningspieken.
De twee komparatoren die de nuldoorgangen detekteren, hebben we bewust enige hysteresis (10 mV) mee gegeven om gedefinieerd schakelen en snelle flanken mogelijk te maken. De door IC1a en IC1b geleverde pulsen worden gedifferentieerd met behulp van de RC-netwerken C1/ R10 en C2/R11 en gaan daarna naar de set- en reset-ingang van flipflop IC2a. De duty-cycle van het uitgangssignaal van de flipflop is nu afhankelijk van het faseverschil tussen de gemeten spanning en stroom. Via enkele serieweerstanden en een kondensator wordt het faseverschil direkt op een draaispoelinstrument weergegeven.
Door de gekozen dimensionering staat de meter in de middenstand bij een faseverschil van 0°. Bij -180° staat de wijzer in de nulstand en volle uitslag geeft +180° aan. Hierdoor is het aflezen eenvoudig en wordt voorkomen dat de meter bij een klein faseverschil rond de 0° tussen 0° en 360° heen en weer zwaait.
Let er op dat het aangesloten apparaat voldoende stroom verbruikt om een betrouwbare indikatie te krijgen. Bij geen (of te weinig) stroom blijft de meter op zijn mechanische nulstand staan (-180°).
Een extra schaaltje kan getekend worden om de meter te ijken in cos φ,dan weet u gelijk of de belasting aan de eisen van de elektriciteitsmaatschappij voldoet.
De voeding van de schakeling is heel eenvoudig gehouden. De benodigde spanning wordt via D6, R16, D7 en C4 direkt van de lichtnetspanning afgeleid. De konsekwentie hiervan is wel dat de veiligheid goed in de gaten gehouden dient te worden. Monteer de schakeling in een kompakt kunststoffen kastje met aangegoten steker en ingebouwde wandkontaktdoos. Ondanks deze degelijke en veilige behuizing blijft het risiko bestaan dat u de draaispoelmeter beschadigt en vervolgens in kontakt komt met de metalen delen van deze meter. Om ook in dit geval uw veiligheid niet te zeer op het spel te zetten is de serieweerstand voor de meter opgesplitst in vier R's die voor en achter de meter zijn opgenomen.
Het meetbereik is hoofdzakelijk afhankelijk van de waarde van R9. Hierover moet een spanning van circa 0,6 V vallen. Voor een meetbereik van 1 ampère is een waarde van 0,47...1 Ω voor R9 een goede keuze.