Ano ang Vector Impedance Meter?

Ano ang Vector Impedance Meter?

Pangalanan ng 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

Ito ay natutukoy ang impedance sa polar form sa pamamagitan ng pag-evaluate ng voltage drops sa resistors at unknown impedances.

Equal Deflection Method

Ang paraan na ito ay nag-aasikaso ng equal voltage drops sa variable resistor at unknown impedance upang makahanap ng halaga ng impedance.

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

Isang variable standard resistance (RST) ang nakakonekta sa serye kasama ang impedance (ZX) na kung saan kinakailangan ang halaga.Ang equal deflection method ang ginagamit para sa pagtukoy ng magnitude ng unknown impedance.

Ito ay sa pamamagitan ng pagkamit ng equal voltage drops sa variable resistor at impedance (EAD = ECD) at sa pamamagitan ng pag-evaluate ng calibrated standard resistor (dito ito ay RST) na rin ang kinakailangan para sa kondisyon na ito.

Ang phase angle ng impedance (θ) ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagkuha ng voltage reading sa BD. Dito ito ay EBD.Ang deflection ng meter ay magbabago 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 ang voltage reading ay zero, ang Q value ay zero, at ang phase angle ay 0 degrees.Kapag ang voltage reading ay naging maximum value, ang halaga ng Q ay infinite at ang phase angle ay 90o.

Ang angle sa pagitan ng EAB at EAD ay katumbas ng θ/2 (kalahati ng phase angle ng unknown impedance). Ito ay 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). Ang reading ng voltmeter, EDB ay maaaring makamit sa termino ng θ/2. Kaya, θ (phase angle) ay maaaring matukoy. Ang vector diagram ay ipinapakita sa ibaba.

Para sa pagkamit ng unang approximation ng magnitude at phase angle ng impedance, ang paraan na ito ang pinili. Para sa mas tumpak na pagsukat, ang commercial vector impedance meter ang pinili.

Commercial Vector Impedance Meter

Ang commercial vector impedance meter ay sumusukat ng impedance direkta sa polar form, gamit ang isang kontrol para makuha ang phase angle at magnitude.

Ang paraan na ito ay maaaring gamitin para sa anumang kombinasyon ng resistance (R), Capacitance (C), at Inductance (L). Bukod dito, ito ay maaaring sukatin ang complex impedances kaysa sa pure elements (C, L, o R).

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

Sa loob, ang meter ay gumagawa ng frequencies ng 1 kHz, 400 Hz, o 60 Hz, at panlabas hanggang 20 kHz. Ito ay sumusukat ng impedance na may accuracy ng ±1% para sa magnitude at ±2% para sa phase angle.

Ang circuit para sa pagsukat ng magnitude ng impedance ay ipinapakita sa ibaba.

Dito, para sa pagsukat ng magnitude, ang RX ay ang variable resistor at ito ay maaaring baguhin gamit ang calibrating impedance dial.

Ang voltage drops ng parehong variable resistor at unknown impedance (ZX) ay ginagawang equal sa pamamagitan ng pag-adjust ng dial na ito. Ang bawat voltage drop ay naging amplified sa pamamagitan ng dalawang modules ng balanced amplifiers.

Ito ay pagkatapos ibinigay sa seksyon ng connected dual rectifier. Sa ito, ang arithmetical sum ng outputs ng rectifier ay maaaring makamit bilang zero at ito ay ipinapakita bilang null reading sa indicating meter. Kaya, ang unknown impedance ay maaaring makamit direkta mula sa dial ng variable resistor.

Pagkatapos, makikita natin kung paano nakuha ang phase angle sa meter na ito. Una, ang switch ay itinakda sa calibration position at ang voltage injected ay calibrated.Ito ay ginagawa sa pamamagitan ng pag-set nito para makamit ang full-scale deflection sa VTVM o indicating meter.

Pagkatapos, ang function switch ay itinakda sa phase position. Sa kondisyong ito, ang function switch ay gagawa ng 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 voltage na rectified bilang resulta ng vector difference ay ipinapakita sa indicating meter o DC VTVM. Ito ay talaga ang measure ng phase angle sa pagitan ng voltage drop sa unknown impedance at variable resistor.

Ang mga voltage drops na ito ay parehas sa magnitude ngunit ang phase ay iba. Kaya, ang phase angle ay nakuha sa pamamagitan ng direct reading mula sa instrumentong ito.Ang quality factor at dissipation factor ay maaari ring makalkula mula sa phase angle kung kinakailangan.

Ang circuit diagram para sa pagsukat ng phase angle (θ) ay ipinapakita sa ibaba.

Mga Application at Benepisyo

Ginagamit para sa pagsukat ng complex impedances at simplifies ang proseso sa pamamagitan ng pag-eliminate ng pangangailangan para sa maraming adjustments.