Qu'est-ce que le Vector Impedance Meter ?
Qu'est-ce que le Vector Impedance Meter ?
Définition du Vector Impedance Meter
Un vector impedance meter est défini comme un dispositif qui mesure à la fois l'amplitude et l'angle de phase de l'impédance dans les circuits AC.
Mesure de l'amplitude et de l'angle de phase
Il détermine l'impédance sous forme polaire en évaluant les chutes de tension sur les résistances et les impédances inconnues.
Méthode de déflexion égale
Cette méthode assure des chutes de tension égales sur une résistance variable et l'impédance inconnue pour trouver la valeur d'impédance.
Deux résistances de valeurs égales sont utilisées ici. La chute de tension sur RAB est EAB et celle sur RBC est EBC. Les deux valeurs sont identiques et équivalentes à la moitié de la valeur de la tension d'entrée (EAC).
Une résistance standard variable (RST) est connectée en série avec l'impédance (ZX) dont la valeur doit être obtenue. La méthode de déflexion égale est utilisée pour déterminer la magnitude de l'impédance inconnue.
Cela se fait en obtenant des chutes de tension égales sur la résistance variable et l'impédance (EAD = ECD) et en évaluant la résistance standard calibrée (ici RST) qui est également nécessaire pour atteindre cette condition.
L'angle de phase de l'impédance (θ) peut être obtenu en prenant la lecture de tension entre BD. Ici, c'est EBD. La déflexion du cadran variera en fonction du facteur Q (facteur de qualité) de l'impédance inconnue connectée.
Le Voltmètre à tube à vide (VTVM) lit la tension AC de 0V à sa valeur maximale. Lorsque la lecture de tension est zéro, la valeur de Q est zéro, et l'angle de phase est 0 degrés. Lorsque la lecture de tension atteint sa valeur maximale, la valeur de Q sera infinie et l'angle de phase sera 90o.
L'angle entre EAB et EAD sera égal à θ/2 (la moitié de l'angle de phase de l'impédance inconnue). Cela est dû au fait que EAD = EDC.
Nous savons que la tension entre A et B (EAB) sera égale à la moitié de la tension entre A et C (EAC qui est la tension d'entrée). La lecture du voltmètre, EDB, peut ainsi être obtenue en termes de θ/2. Par conséquent, θ (l'angle de phase) peut être déterminé. Le diagramme vectoriel est montré ci-dessous.
Pour obtenir une première approximation de la magnitude et de l'angle de phase de l'impédance, cette méthode est préférée. Pour obtenir plus de précision dans la mesure, on utilise un vector impedance meter commercial.
Vector Impedance Meter Commercial
Un vector impedance meter commercial mesure directement l'impédance sous forme polaire, en utilisant un seul contrôle pour trouver à la fois l'angle de phase et la magnitude.
Cette méthode peut être utilisée pour déterminer n'importe quelle combinaison de résistance (R), capacitance (C) et inductance (L). De plus, elle peut mesurer des impédances complexes plutôt que des éléments purs (C, L ou R).
L'inconvénient majeur des circuits de pont conventionnels, comme trop d'ajustements successifs, est éliminé ici. La plage de mesure de l'impédance est de 0,5 à 100 000Ω sur une plage de fréquence de 30 Hz à 40 kHz lorsque un oscillateur externe est utilisé pour fournir l'alimentation.
Internement, le compteur génère des fréquences de 1 kHz, 400 Hz ou 60 Hz, et jusqu'à 20 kHz en externe. Il mesure l'impédance avec une précision de ±1% pour la magnitude et ±2% pour l'angle de phase.
Le circuit pour la mesure de la magnitude de l'impédance est montré ci-dessous.
Ici, pour la mesure de la magnitude, RX est la résistance variable et elle peut être modifiée avec le cadran d'impédance calibrée.
Les chutes de tension de la résistance variable et de l'impédance inconnue (ZX) sont rendues égales en ajustant ce cadran. Chaque chute de tension est amplifiée en utilisant deux modules d'amplificateurs équilibrés.
Ceci est ensuite donné à la section du redresseur double connecté. Dans celui-ci, la somme arithmétique des sorties du redresseur peut être obtenue comme étant zéro et cela est indiqué par la lecture nulle du cadran indicateur. Ainsi, l'impédance inconnue peut être obtenue directement à partir du cadran de la résistance variable.
Ensuite, nous pouvons voir comment l'angle de phase est obtenu dans ce compteur. D'abord, le commutateur est mis en position de calibration et la tension injectée est calibrée. Ceci est fait en le réglant pour obtenir la déflexion pleine échelle sur le VTVM ou le cadran indicateur.
Après cela, le commutateur de fonction est placé en position de phase. Dans cette condition, le commutateur de fonction fera en sorte que la sortie de l'amplificateur équilibré soit parallèle avant la rectification.
Maintenant, la somme totale des tensions AC provenant des amplificateurs est définitivement une fonction de la différence vectorielle entre les tensions AC sur les amplificateurs.
La tension redressée en raison de cette différence vectorielle est indiquée sur le cadran indicateur ou le VTVM DC. C'est en fait la mesure de l'angle de phase entre la chute de tension sur l'impédance inconnue et la résistance variable.
Ces chutes de tension seront identiques en magnitude mais différentes en phase. Par conséquent, l'angle de phase est obtenu par lecture directe sur cet instrument. Le facteur de qualité et le facteur de dissipation peuvent également être calculés à partir de cet angle de phase si nécessaire.
Le schéma de circuit pour la mesure de l'angle de phase (θ) est montré ci-dessous.
Applications et avantages
Utilisé pour mesurer des impédances complexes et simplifie le processus en éliminant la nécessité de multiples ajustements.
