Индикатор электрического поля
31.03.2017 08:31| Уголок радиоконструктора |
Несложное, но чувствительное устройство реагирует на электрическое поле проводов и кабелей различного назначения, в том числе высоковольтных линий электропередачи и сигнализирует о напряженности поля выше определенного уровня. Прибором можно пользоваться для предупреждения людей, работающих вблизи электроустановок, об опасности поражения электрическим током. В быту он пригодится в качестве фазоуказателя и для обнаружения скрытой проводки.
Предлагаемый индикатор электрического поля (ИЭП) прост в использовании, снабжен регулировками чувствительности и порога срабатывания. Схема ИЭП приведена на рис. 1. Чувствительным элементом служит полевой транзистор VT1, на соединенные затвор и корпус которого наводится сигнал, пропорциональный напряженности поля. Высокоомный резистор R1 предотвращает накопление статических зарядов. Пройдя через эмиттерный повторитель на транзисторе VT2, наведенный сигнал выделяется на резисторе R3. Конденсатор СЗ подавляет высокочастотные импульсы и помехи. Через резистор R4 и конденсатор С4 сигнал поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1. Резисторы R5, R6 создают искусственную нулевую точку, a R7 и R11 служат для установки необходимого режима работы ОУ. Переменным резистором R10 регулируют усиление каскада. Конденсаторы С6 и С7 — элементы коррекции частотной характеристики ОУ.
ОУ DA2 сравнивает напряжение, поступающее через резистор R15 с выхода DA1, с образцовым. Последнее регулируют переменным резистором R13. Назначение резисторов R17 и R21 аналогично R7 и R11. Благодаря положительной обратной связи через резистор R18 компаратор на ОУ DA2 обладает небольшим гистерезисом, что повышает четкость его срабатывания. Выходной сигнал компаратора через ключ на транзисторе VT3 управляет светодиодом HL1.
Печатная плата ИЭП (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита помещена в пластмассовый корпус размерами 90x60x22 мм. Вырез платы предназначен для размещения рядом с ней батареи питания GB1 напряжением 9 В ("Крона", "Корунд"). Органы управления (R10, R13, SA1) и светодиод HL1 выведены на одну из боковых стенок корпуса. Работоспособность ИЭП сохраняется при снижении напряжения питания до 3 В. В дежурном режиме потребляемый ток не превышает 0,2 мА, увеличиваясь до 5 мА при срабатывании и зажигании светодиода. При налаживании ИЭП, возможно, потребуется подобрать резисторы R9 и R18.
Транзистор VT1 можно заменить любым из серии КПЗОЗ, a VT2 и VT3 — маломощными кремниевыми биполярными транзисторами соответствующей структуры. Переменные резисторы R10 и R13 — СПЗ-4. Выключатель SA1 — П1Т-1-1В.
Если движок переменного резистора R10 установлен в левое, a R13 — в верхнее по схеме положение, усиление наведенного на датчик ИЭП сигнала минимально, а порог срабатывания максимален. В таком состоянии прибор позволяет по зажиганию светодиода HL1 отличить "фазовый" провод бытовой электросети от "нулевого". Достаточно поочередно приблизить датчик — корпус транзистора VT1 — к изоляции каждого из этих проводов. Недопустимо прикасаться датчиком к неизолированным проводам и металлическим предметам, например, корпусам аппаратуры.
Чтобы найти с помощью ИЭП скрытую в стене проводку, необходимо увеличить усиление и понизить порог. О приближении датчика к трассе проводов, находящихся под напряжением, свидетельствует зажигание светодиода HL1. При дальнейшем увеличении усиления и понижении порога срабатывания удается обнаруживать токоведущие провода на значительном расстоянии. Например, настроенный соответствующим образом ИЭП подавал сигнал на расстоянии 3 м от шин, находящихся под напряжением 10 кВ.
Б.Соколов, Протвино