چه چیزی برداری امپدانس متر است

چهارچوب امپدانس برداری چیست؟

تعریف چهارچوب امپدانس برداری

چهارچوب امپدانس برداری به عنوان دستگاهی تعریف می‌شود که هر دو عرض و زاویه فاز امپدانس در مدارهای متناوب را اندازه‌گیری می‌کند.

اندازه‌گیری عرض و زاویه فاز

این دستگاه امپدانس را در شکل قطبی با ارزیابی پتانسیل‌های ولتاژی روی مقاومت‌ها و امپدانس‌های ناشناخته تعیین می‌کند.

روش انحراف مساوی

این روش با اطمینان از برابری پتانسیل‌های ولتاژی روی یک مقاومت متغیر و امپدانس ناشناخته، مقدار امپدانس را می‌یابد.

در اینجا دو مقاومت با مقادیر مقاومت یکسان استفاده می‌شوند. پتانسیل ولتاژی روی RAB برابر EAB و آن روی RBC برابر EBC است. هر دو مقدار یکسان هستند و برابر با نصف مقدار ولتاژ ورودی (EAC) است.

یک مقاومت استاندارد متغیر (RST) در سری با امپدانس (ZX) که مقدار آن باید به دست آید، اتصال می‌یابد. روش انحراف مساوی برای تعیین مقدار امپدانس ناشناخته استفاده می‌شود.

این کار با دستیابی به برابری پتانسیل‌های ولتاژی روی مقاومت متغیر و امپدانس (EAD = ECD) و ارزیابی مقاومت استاندارد کالیبره شده (در اینجا RST) که برای دستیابی به این شرایط ضروری است، انجام می‌شود.

زاویه فاز امپدانس (θ) از خواندن ولتاژ روی BD که در اینجا EBD است، به دست می‌آید. حرکت دستگاه طبق عامل کیفیت (Q factor) امپدانس ناشناخته متصل شده متفاوت خواهد بود.

ولت‌سنج لوله خلاء (VTVM) ولتاژ AC را از 0V تا حداکثر مقدار خود می‌خواند. وقتی خواندن ولتاژ صفر است، مقدار Q صفر است و زاویه فاز 0 درجه است. وقتی خواندن ولتاژ به حداکثر مقدار می‌رسد، مقدار Q بی‌نهایت خواهد بود و زاویه فاز 90 درجه خواهد بود.

زاویه بین EAB و EAD برابر با θ/2 (نیمی از زاویه فاز امپدانس ناشناخته) خواهد بود. این به دلیل EAD = EDC است.

می‌دانیم که ولتاژ بین A و B (EAB) برابر با نصف ولتاژ بین A و C (EAC که ولتاژ ورودی است) خواهد بود. خواندن ولت‌سنج EDB می‌تواند به صورت θ/2 به دست آید. بنابراین، θ (زاویه فاز) می‌تواند تعیین شود. نمودار برداری در زیر نشان داده شده است.

برای به دست آوردن تقریب اولیه از مقدار و زاویه فاز امپدانس، این روش ترجیح داده می‌شود. برای دستیابی به دقت بیشتر در اندازه‌گیری، چهارچوب امپدانس برداری تجاری ترجیح داده می‌شود.

چهارچوب امپدانس برداری تجاری

چهارچوب امپدانس برداری تجاری امپدانس را مستقیماً در شکل قطبی اندازه‌گیری می‌کند و از یک کنترل برای یافتن هر دو زاویه فاز و مقدار استفاده می‌کند.

این روش می‌تواند برای تعیین هر ترکیبی از مقاومت (R)، ظرفیت (C) و القایی (L) استفاده شود. علاوه بر این، می‌تواند امپدانس‌های پیچیده را به جای عناصر خالص (C، L یا R) اندازه‌گیری کند.

عیب اصلی در مدارهای پلی معمولی مانند تنظیمات متوالی زیاد در اینجا حذف شده است. محدوده اندازه‌گیری امپدانس از 0.5 تا 100,000Ω در محدوده فرکانس 30 Hz تا 40 kHz زمانی که یک اسیلاتور خارجی برای تأمین منبع استفاده می‌شود، است.

داخلی، دستگاه فرکانس‌های 1 kHz، 400 Hz یا 60 Hz را تولید می‌کند و خارجی تا 20 kHz. امپدانس را با دقت ±1% برای مقدار و ±2% برای زاویه فاز اندازه‌گیری می‌کند.

مدار برای اندازه‌گیری مقدار امپدانس در زیر نشان داده شده است.

در اینجا، برای اندازه‌گیری مقدار، RX یک مقاومت متغیر است و می‌تواند با دایال امپدانس کالیبره شده تغییر کند.

پتانسیل‌های ولتاژی هر دو مقاومت متغیر و امپدانس ناشناخته (ZX) با تنظیم این دایال برابر می‌شوند. هر پتانسیل ولتاژی با استفاده از دو ماژول تقویت‌کننده متعادل تقویت می‌شود.

سپس این به بخش دوگانه مستقیم‌ساز اتصال می‌یابد. در اینجا، مجموع حسابی خروجی‌های مستقیم‌ساز صفر است و این به صورت خواندن صفر در ولت‌سنج نشان داده می‌شود. بنابراین، امپدانس ناشناخته می‌تواند مستقیماً از دایال مقاومت متغیر به دست آید.