ما هو متر المعاوقة المتجهة؟

ما هو متر المعاوقة المتجهية؟

تعريف متر المعاوقة المتجهية

يُعرف متر المعاوقة المتجهية بأنه جهاز يقيس كل من السعة والزاوية الطورية للمعاوقة في الدوائر الكهربائية المتذبذبة.

قياس السعة والزاوية الطورية

يحدد المعاوقة بصيغة القطبية من خلال تقييم الانخفاضات الجهدية عبر المقاومات والمعاوقة غير المعروفة.

طريقة الانحراف المتساوي

تتأكد هذه الطريقة من أن الانخفاضات الجهدية عبر المقاومة المتغيرة والمعاوقة غير المعروفة تكون متساوية لتحديد قيمة المعاوقة.

تم دمج مقاومتين ذات قيم مقاومة متساوية هنا. الانخفاض الجهد عبر RAB هو EAB والانخفاض الجهد عبر RBC هو EBC. كلا القيم متطابقتان ويساويان نصف قيمة الجهد المدخل (EAC).

تم ربط مقاومة قياسية متغيرة (RST) على التوالي مع المعاوقة (ZX) التي يجب الحصول على قيمتها. يتم استخدام طريقة الانحراف المتساوي لتحديد حجم المعاوقة غير المعروفة.

يتم تحقيق ذلك من خلال تحقيق انخفاضات جهد متساوية عبر المقاومة المتغيرة والمعاوقة (EAD = ECD) وتقييم المقاومة القياسية المعتادة (وهنا هي RST) والتي تعتبر ضرورية لتحقيق هذا الشرط.

يمكن الحصول على الزاوية الطورية للمعاوقة (θ) من خلال قراءة الجهد عبر BD. وهنا هو EBD. سيتم تغير انحراف العداد وفقًا لمعامل الجودة (Q factor) للمعاوقة غير المعروفة المتصلة.

يقرأ متر الجهد الفارغ (VTVM) الجهد المتذبذب من 0 فولت إلى قيمته القصوى. عندما تكون قراءة الجهد صفر، فإن قيمة Q ستكون صفر، والزاوية الطورية ستكون 0 درجة. عندما تصبح قراءة الجهد القيمة القصوى، ستكون قيمة Q لا نهائية والزاوية الطورية ستكون 90 درجة.

سيكون الزاوية بين EAB و EAD مساوية لـ θ/2 (نصف الزاوية الطورية للمعاوقة غير المعروفة). هذا لأن EAD = EDC.

نعلم أن الجهد عبر A و B (EAB) سيكون مساويًا لنصف الجهد عبر A و C (EAC وهو الجهد المدخل). يمكن الحصول على قراءة عداد الجهد، EDB بالتالي بدلالة θ/2. وبالتالي، يمكن تحديد θ (الزاوية الطورية). يتم إظهار الرسم البياني المتجهي أدناه.

للحصول على تقدير أولي لحجم وزاوية الطور للمعاوقة، تفضل هذه الطريقة. للحصول على دقة أكبر في القياس، يفضل استخدام متر المعاوقة المتجهية التجاري.

متر المعاوقة المتجهية التجاري

يقيس متر المعاوقة المتجهية التجاري المعاوقة مباشرة بصيغة القطبية، باستخدام مفتاح واحد لإيجاد كل من الزاوية الطورية والحجم.

يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد أي تركيب من المقاومة (R)، السعة (C)، والحث (L). بالإضافة إلى ذلك، يمكنه قياس المعاوقات المعقدة بدلاً من العناصر النقية (C، L، أو R).

العيوب الرئيسية في الدوائر الجسرية التقليدية مثل الحاجة إلى العديد من التعديلات المتتالية تم إزالتها هنا. نطاق القياسات للمعاوقة هو من 0.5 إلى 100,000 أوم على مدى ترددي يتراوح بين 30 هرتز و 40 كيلوهرتز عند استخدام مولد خارجي لتوفير التغذية.

داخليًا، يولد العداد ترددات 1 كيلوهرتز، 400 هرتز، أو 60 هرتز، وخارجياً حتى 20 كيلوهرتز. يقيس المعاوقة بدقة ±1% للحجم و±2% للزاوية الطورية.

يظهر دائرة القياس لحجم المعاوقة أدناه.

هنا، لقياس الحجم، RX هو المقاومة المتغيرة ويمكن تغييرها باستخدام لوحة المعاوقة المعتادة.

يتم جعل انخفاضات الجهد لكل من المقاومة المتغيرة والمعاوقة غير المعروفة (ZX) متساوية عن طريق ضبط هذه اللوحة. يتم تضخيم كل انخفاض جهد باستخدام وحدتين من مضاعفات التوازن.

ثم يتم إعطاؤه إلى القسم المتصلا بالمستقيمين. في هذا، يمكن الحصول على المجموع الحسابي لأخرج المستقيمين كصفر ويظهر هذا كقراءة الصفر في العداد المؤشر. وبالتالي، يمكن الحصول على المعاوقة غير المعروفة مباشرة من لوحة المقاومة المتغيرة.

بعد ذلك، يمكننا رؤية كيفية الحصول على الزاوية الطورية في هذا العداد. أولاً، يتم ضبط المفتاح في وضع المعايرة ويتم معايرة الجهد المحقون. يتم ذلك عن طريق ضبطه للحصول على انحراف كامل النطاق في VTVM أو العداد المؤشر.

بعد ذلك، يتم وضع مفتاح الوظيفة في وضع الطور. في هذا الوضع، سيجعل مفتاح الوظيفة مخرجات مضاعف التوازن متوازية قبل الذهاب إلى المستقيم.

الآن، المجموع الكلي للأجود المتذبذبة القادمة من مضاعفات التوازن هو بالتأكيد دالة للفرق المتجهي بين الأجود المتذبذبة على مضاعفات التوازن.

الجهد الذي يتم مستقيمه نتيجة لهذا الفرق المتجهي يظهر في العداد المؤشر أو DC VTVM. هذا هو في الواقع قياس الزاوية الطورية بين انخفاض الجهد عبر المعاوقة غير المعروفة والمقاومة المتغيرة.

ستكون هذه الانخفاضات الجهدية متساوية في الحجم ولكن الزاوية الطورية مختلفة. وبالتالي، يتم الحصول على الزاوية الطورية من خلال القراءة المباشرة من هذا الجهاز. يمكن أيضًا حساب معامل الجودة ومعامل التشتت من هذه الزاوية الطورية إذا لزم الأمر.

يظهر مخطط الدائرة لقياس الزاوية الطورية (θ) أدناه.

التطبيقات والفوائد

يستخدم لقياس المعاوقات المعقدة ويقوم بتبسيط العملية عن طريق إزالة الحاجة إلى تعديلات متعددة.