Unsa ang Vector Impedance Meter?

Ano ang Vector Impedance Meter?

Pahayag sa Vector Impedance Meter

Ang vector impedance meter ay isang aparato na sumusukat ng amplitude at phase angle ng impedance sa mga AC circuit.

Pagsukat ng Amplitude at Phase Angle

Nakakapagpapasya ito ng impedance sa polar form sa pamamagitan ng pagsusuri ng voltage drops sa resistors at unknown impedances.

Equal Deflection Method

Ang paraang ito ay nagbibigay ng parehong voltage drops sa variable resistor at unknown impedance upang makahanap ng halaga ng impedance.

Mayroong dalawang resistors na may parehong resistance values dito. Ang voltage drop sa RAB ay EAB at ang sa RBC ay EBC. Pareho ang mga halaga at katumbas ito ng kalahati ng halaga ng input voltage (EAC).

Isinasama ang variable standard resistance (RST) sa serye kasama ng impedance (ZX) kung saan kinakailangan nating makuha ang halaga. Ginagamit ang equal deflection method para matukoy ang magnitude ng unknown impedance.

Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagkamit ng parehong voltage drops sa variable resistor at impedance (EAD = ECD) at sa pamamagitan ng pagsusuri ng calibrated standard resistor (dito ito RST) na kinakailangan din para sa kondisyong ito.

Makukuha ang phase angle ng impedance (θ) sa pamamagitan ng pagkuha ng voltage reading sa BD. Dito ito EBD. Magbabago ang meter deflection ayon sa Q factor (quality factor) ng konektadong unknown impedance.

Ang Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) ay binabasa ang AC voltage mula 0V hanggang sa maximum value. Kapag zero ang voltage reading, zero rin ang Q value, at 0 degrees ang phase angle. Kapag maximum na ang voltage reading, infinite ang halaga ng Q at 90o ang phase angle.

Ang angle sa pagitan ng EAB at EAD ay katumbas ng θ/2 (kalahati ng phase angle ng unknown impedance). Dahil EAD = EDC.

Alam natin na ang voltage sa A at B (EAB) ay katumbas ng kalahati ng voltage sa A at C (EAC na ang input voltage). Makukuha ang reading ng voltmeter, EDB sa termino ng θ/2. Kaya, maaaring matukoy ang θ (phase angle). Ipinalalabas ang vector diagram sa ibaba.

Para sa unang approximation ng magnitude at phase angle ng impedance, ginagamit ang paraang ito. Para sa mas accurate na pagsukat, pinipili ang commercial vector impedance meter.

Commercial Vector Impedance Meter

Ang commercial vector impedance meter ay direktang sumusukat ng impedance sa polar form, gamit ang iisang control para makuha ang phase angle at magnitude.

Ginagamit ang paraang ito para tuklasin anumang kombinasyon ng resistance (R), Capacitance (C), at Inductance (L). Bukod dito, maaari itong sukatin ang complex impedances hindi lang pure elements (C, L, o R).

Ang pangunahing disadvantage sa conventional bridge circuits tulad ng maraming consecutive adjustments ay inalis dito. Ang range ng measurements ng impedance ay 0.5 hanggang 100,000Ω sa frequency range 30 Hz hanggang 40 kHz kapag ginamit ang external oscillator para sa supply.

Internally, ginagawa ng meter ang frequencies ng 1 kHz, 400 Hz, o 60 Hz, at externally hanggang 20 kHz. Sumusukat ito ng impedance ng ±1% accuracy para sa magnitude at ±2% para sa phase angle.

Ipinalalabas ang circuit para sa pagsukat ng magnitude ng impedance sa ibaba.

Dito, para sa magnitude measurement, ang RX ay variable resistor at maaaring baguhin sa pamamagitan ng calibrating impedance dial.

Inequalize ang voltage drops ng variable resistor at unknown impedance (ZX) sa pamamagitan ng pag-ayos ng dial. Ginagamit ang dalawang modules ng balanced amplifiers para palakihin ang bawat voltage drop.

Ito ay ibinibigay sa seksyon ng connected dual rectifier. Dito, ang arithmetical sum ng outputs ng rectifier ay maaaring makuha bilang zero at ipinapakita ito bilang null reading sa indicating meter. Kaya, maaaring makuha ang unknown impedance diretso mula sa dial ng variable resistor.

Sa susunod, makikita natin kung paano nakukuha ang phase angle sa meter na ito. Una, itinatakda ang switch sa calibration position at calibrated ang injected voltage. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagtatakda nito para makuha ang full-scale deflection sa VTVM o indicating meter.

Pagkatapos, itinutuloy ang function switch sa phase position. Sa kondisyong ito, ang function switch ay gagawin ang output ng balanced amplifier parallel bago pumunta sa rectification.

Ngayon, ang sum total ng AC voltages mula sa amplifiers ay tiyak na isang function ng vector difference sa pagitan ng AC voltages sa amplifiers.

Ang rectified voltage dahil sa vector difference ay ipinapakita sa indicating meter o DC VTVM. Ito ang talagang sukat ng phase angle sa pagitan ng voltage drop sa unknown impedance at variable resistor.

Ang mga voltage drops ay magkapareho sa magnitude ngunit iba ang phase. Kaya, makuha ang phase angle sa pamamagitan ng direct reading mula sa instrument na ito. Maaari ring makalkula ang quality factor at dissipation factor mula sa phase angle kung kinakailangan.

Ipinalalabas ang circuit diagram para sa pagsukat ng phase angle (θ) sa ibaba.

Mga Application at Benepisyo

Ginagamit para sa pagsukat ng complex impedances at simplifies ang proseso sa pamamagitan ng pagtanggal ng pangangailangan para sa multiple adjustments.