Elektrische Feldanzeige. Schema, Beschreibung

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Feldstärkedetektoren

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Ein einfaches, aber empfindliches Gerät reagiert auf das elektrische Feld von Drähten und Kabeln für verschiedene Zwecke, einschließlich Hochspannungsleitungen, und meldet die Feldstärke ab einem bestimmten Wert. Mit dem Gerät können Personen, die in der Nähe elektrischer Anlagen arbeiten, vor der Gefahr eines Stromschlags gewarnt werden. Im Alltag ist es als Phasenanzeiger und zum Aufspüren versteckter Leitungen nützlich.

Der vorgeschlagene Indikator für das elektrische Feld (IEF) ist einfach zu verwenden und verfügt über Anpassungen für Empfindlichkeit und Schwelle. Das Schema des IEP ist in Abb. dargestellt. 1.

(zum Vergrößern klicken)

Das Messelement ist ein Feldeffekttransistor VT1, an dessen Gate und Gehäuse ein zur Feldstärke proportionales Signal induziert wird. Der hochohmige Widerstand R1 verhindert die Ansammlung statischer Aufladungen. Nach Durchlaufen des Emitterfolgertransistors VT2 wird das induzierte Signal dem Widerstand R3 zugeordnet. Der Kondensator C3 unterdrückt Hochfrequenzimpulse und Rauschen. Über den Widerstand R4 und den Kondensator C4 wird das Signal dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1 zugeführt. Die Widerstände R5, R6 erzeugen einen künstlichen Nullpunkt und mit R7 und R11 wird die gewünschte Betriebsart des Operationsverstärkers eingestellt. Der variable Widerstand R10 regelt die Verstärkung der Kaskade. Die Kondensatoren C6 und C7 sind Elemente zur Korrektur des Frequenzgangs des Operationsverstärkers.

Der Operationsverstärker DA2 vergleicht die über den Widerstand R15 vom Ausgang DA1 gelieferte Spannung mit einer Referenz. Letzterer wird durch einen variablen Widerstand R13 geregelt. Der Zweck der Widerstände R17 und R21 ist ähnlich wie bei R7 und R11. Aufgrund der positiven Rückkopplung über den Widerstand R18 weist der Komparator am Operationsverstärker DA2 eine kleine Hysterese auf, was die Klarheit seiner Funktionsweise erhöht. Das Ausgangssignal des Komparators über den Schalter am Transistor VT3 steuert die LED HL1.

Die Leiterplatte des IEP (Abb. 2) aus einseitiger Glasfaserfolie ist in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 90x60x22 mm untergebracht.

Elektrische Feldanzeige

Der Ausschnitt der Platine ist für die Platzierung einer 1-V-GB9-Batterie („Krona“, „Korund“) daneben vorgesehen. Die Bedienelemente (R10, R13, SA1) und die HL1-LED werden an einer der Seitenwände des Gehäuses angezeigt. Die Funktionsfähigkeit des Geräts bleibt erhalten, wenn die Versorgungsspannung auf 3 V absinkt. Im Standby-Modus überschreitet der verbrauchte Strom 0,2 mA nicht und steigt auf 5 mA, wenn die LED aktiviert ist und leuchtet. Bei der Einrichtung eines IED kann es erforderlich sein, die Widerstände R9 und R18 auszuwählen.

Der Transistor VT1 kann durch einen beliebigen Transistor der 303-Serie ersetzt werden, und VT2 und VT3 können durch Silizium-Bipolartransistoren mit geringer Leistung und geeigneter Struktur ersetzt werden. Variable Widerstände R10 und R13 - SPZ-4. Schalter SA1 - P1T-1-1V.

Wenn der Schieber des variablen Widerstands R10 nach links und R13 gemäß Diagramm auf die obere Position eingestellt ist, ist die Verstärkung des am IED-Sensor induzierten Signals minimal und die Ansprechschwelle maximal. In diesem Zustand ermöglicht das Gerät die Zündung der HL1-LED, um den „Phasen“-Leiter des Haushaltsstromnetzes vom „Null“ zu unterscheiden. Es reicht aus, den Sensor – den Körper des Transistors VT1 – abwechselnd an die Isolierung jedes dieser Drähte zu bringen. Es ist nicht akzeptabel, mit dem Sensor blanke Drähte und Metallgegenstände, beispielsweise Gerätegehäuse, zu berühren.

Um das IED zum Auffinden der in der Wand versteckten Verkabelung zu verwenden, ist es notwendig, die Verstärkung zu erhöhen und den Schwellenwert zu senken. Die Nähe des Sensors zum Verlauf stromführender Leitungen wird durch das Aufleuchten der HL1-LED angezeigt. Mit einer weiteren Erhöhung der Verstärkung und einer Verringerung der Ansprechschwelle ist es möglich, stromführende Leitungen in beträchtlicher Entfernung zu erkennen. Beispielsweise gab ein entsprechend konfiguriertes IED in einer Entfernung von 3 m von den mit 10 kV beaufschlagten Sammelschienen ein Signal ab.

Autor: B.Sokolov, Protvino, Gebiet Moskau

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