ベクトルインピーダンス計とは何か

ベクトルインピーダンスメーターとは何ですか？

ベクトルインピーダンスメーターの定義

ベクトルインピーダンスメーターは、交流回路におけるインピーダンスの振幅と位相角を測定する装置として定義されます。

振幅と位相角の測定

これは、抵抗器と未知のインピーダンス間の電圧降下を評価することで、極形式でインピーダンスを決定します。

等しい偏れ法

この方法は、可変抵抗と未知のインピーダンス間の電圧降下を等しくすることで、インピーダンス値を見つけることを保証します。

ここでは、等しい抵抗値を持つ2つの抵抗が組み込まれています。RAB間の電圧降下はEABであり、RBC間の電圧降下はEBCです。両方の値は同じで、入力電圧（EAC）の半分に等しいです。

可変標準抵抗（RST）が、その値を得る必要があるインピーダンス（ZX）と直列に接続されています。等しい偏れ法は、未知のインピーダンスの大きさを決定するために使用されます。

これは、可変抵抗とインピーダンス間の電圧降下（EAD = ECD）を等しくすることで達成され、この条件を達成するために必要なキャリブレーションされた標準抵抗（ここではRST）を評価することによって行われます。

インピーダンスの位相角（θ）は、BD間の電圧読み取りから取得できます。ここではEBDです。メーターの偏れは、接続された未知のインピーダンスのQ因子（品質係数）に応じて変化します。

真空管電圧計（VTVM）は、0Vから最大値までの交流電圧を読み取ります。電圧読み取りがゼロの場合、Q値はゼロであり、位相角は0度です。電圧読み取りが最大値になると、Q値は無限大になり、位相角は90度になります。

EABとEADの角度は、θ/2（未知のインピーダンスの位相角の半分）に等しくなります。これは、EAD = EDCであるためです。

AとB間の電圧（EAB）は、AとC間の電圧（EAC、つまり入力電圧）の半分に等しいことがわかっています。電圧計の読み取り、EDBはθ/2の観点から得られます。したがって、θ（位相角）を決定することができます。ベクトル図は以下の通りです。

インピーダンスの大きさと位相角の最初の近似値を得るには、この方法が好ましいです。より正確な測定のために、商用ベクトルインピーダンスメーターが好まれます。

商用ベクトルインピーダンスメーター

商用ベクトルインピーダンスメーターは、1つのコントロールを使用して位相角と大きさの両方を直接極形式で測定します。

この方法は、抵抗（R）、容量（C）、およびインダクタンス（L）の任意の組み合わせを決定するために使用できます。さらに、純粋な要素（C、L、またはR）ではなく複雑なインピーダンスを測定することもできます。

従来のブリッジ回路のような多くの連続的な調整が必要という主な欠点がここで排除されます。外部オシレータを使用して供給される周波数範囲は30 Hzから40 kHzで、インピーダンスの測定範囲は0.5 Ωから100,000Ωです。

内部的には、メーターは1 kHz、400 Hz、または60 Hzの周波数を生成し、外部では最大20 kHzまで生成します。インピーダンスの測定精度は、大きさで±1%、位相角で±2%です。

インピーダンスの大きさを測定する回路は以下の通りです。

ここで、大きさの測定のためにRXは可変抵抗であり、これをキャリブレーションインピーダンスダイヤルで調整できます。

このダイヤルを調整することで、可変抵抗と未知のインピーダンス（ZX）の両方の電圧降下を等しくします。各電圧降下は、バランスアンプモジュールを使用して増幅されます。

これらは次に、接続されたデュアル整流器セクションに与えられます。これにより、整流器の出力の算術和がゼロとなり、これは表示メーターのヌル読み取りとして示されます。したがって、未知のインピーダンスは可変抵抗のダイヤルから直接得ることができます。

次に、このメーターで位相角がどのように得られるかを見てみましょう。まず、スイッチはキャリブレーション位置に設定され、注入される電圧がキャリブレーションされます。これは、VTVMまたは表示メーターで全スケール偏向を得るために設定されます。

その後、機能スイッチは位相位置に保持されます。この状態では、機能スイッチは整流前にバランスアンプの出力を並列にします。