Kas ir Vektoriālais impedancemērs?

Kas ir vektoru impedancemērs?

Vektoru impedancemēra definīcija

Vektoru impedancemērs ir ierīce, kas mēra gan impedances amplitūdu, gan fāzes leņķi AC tīklos.

Amplitūdes un fāzes leņķa mērīšana

Impedance polārajā formā tiek noteikta, novērtējot sprieguma kritumu pa rezistortām un nezināmām impedancēm.

Vienāds atspīduma metode

Šī metode nodrošina vienādus sprieguma kritumus pa mainīgo rezistoru un nezināmo impedanci, lai atrastu impedancēs vērtību.

Šeit tiek iekļauti divi rezistori ar vienādām rezistances vērtībām. Sprieguma kritums pa RAB ir EAB, bet pa RBC ir EBC. Abas vērtības ir vienādas un tās ir vienādas ar pusē no ieplūsto sprieguma (EAC) vērtības.

Mainīgais standarta rezistors (RST) ir savienots sērijā ar impedanci (ZX), kuras vērtība jāiegūst.Vienāda atspīduma metode tiek izmantota, lai noteiktu nezināmās impedances lielumu.

Tas notiek, sasniedzot vienādus sprieguma kritumus pa mainīgo rezistoru un impedanci (EAD = ECD) un novērtējot kalibrēto standarta rezistoru (šeit tas ir RST), kas arī ir nepieciešams, lai sasniegtu šo stāvokli.

Impedances fāzes leņķis (θ) var tikt iegūts, nolasot spriegumu pa BD. Šeit tas ir EBD.Mēra deflecēšanās mainīsies atkarībā no savienotā nezināmās impedances Q faktora (kvalitātes faktora).

Vakuuma rūpju sprieguma mērs (VTVM) nolasa AC spriegumu no 0V līdz tā maksimālajai vērtībai. Kad sprieguma nolasa ir nulle, Q vērtība ir nulle, un fāzes leņķis ir 0 grādi.Kad sprieguma nolasa kļūst par maksimālo vērtību, Q vērtība būs bezgalīga, un fāzes leņķis būs 90o.

Leņķis starp EAB un EAD būs vienāds ar θ/2 (pusē no nezināmās impedances fāzes leņķa). Tāpēc, ka EAD = EDC.

Zinām, ka spriegums starp A un B (EAB) būs vienāds ar pusē no sprieguma starp A un C (EAC, kas ir ieplūsto spriegumu). Voltmetra nolasa, EDB, tātad, var tikt iegūta attiecībā pret θ/2. Tātad, θ (fāzes leņķis) var tikt noteikts. Vektora diagramma ir parādīta zemāk.

Lai iegūtu pirmo aproksimāciju par impedances lielumu un fāzes leņķi, šī metode ir izvēlēta. Lai sasniegtu precīzāku mērījumu, tiek izmantots komerciālais vektoru impedancemērs.

Komerciālais vektoru impedancemērs

Komerciālais vektoru impedancemērs tieši mēra impedanci polārajā formā, izmantojot vienu kontrolējošo elementu, lai atrastu gan fāzes leņķi, gan lielumu.

Šī metode var tikt izmantota, lai noteiktu jebkuru kombināciju no rezistenci (R), kapacitācijas (C) un indukcijas (L). Papildus tam, tas var mērīt sarežģītas impedances, nevis tikai vienkāršus elementus (C, L vai R).

Parastajos mosta shēmās, piemēram, pārāk daudz secīgu pielāgojumu trūkums šeit ir izbeigts. Impedances mērījumu diapazons ir no 0,5 līdz 100 000Ω, frekvences diapazonā no 30 Hz līdz 40 kHz, ja tiek izmantots ārējs oscilators, lai sniegtu piegādi.

Iekšēji, mērs ģenerē frekvences 1 kHz, 400 Hz vai 60 Hz, un ārēji līdz 20 kHz. Tas mēra impedanci ar precizitāti ±1% magnitūdē un ±2% fāzes leņķī.

Impedances lieluma mērīšanas shēma ir parādīta zemāk.

Šeit, magnitūdas mērīšanai, RX ir mainīgais rezistors, un to var mainīt, izmantojot kalibrēšanas impedancēs disku.

Abiem mainīgajam rezistoram un nezināmām impedancēm (ZX) tiek padarīti vienādi sprieguma kritumi, pielāgojot šo disku. Katrs sprieguma kritums tiek amplificēts, izmantojot divus balansēto amplifikatoru moduļus.

Tādējādi tas tiek nodots dubultā rektifiera sadaļai. Šajā sadaļā matemātiskā summa no rektifiera izvadiem var tikt iegūta kā nulle un tā tiek parādīta kā nulles nolasa mēra. Tātad, nezināmā impedancēs var tikt iegūta tieši no mainīgā rezistora diska.

Nākamais, mēs redzēsim, kā šajā mērā tiek iegūts fāzes leņķis. Pirmām kārtām, slīdnīk tiek uzstādīts kalibrēšanas pozīcijā, un tiek injicēts spriegums, kas kalibrēts.Tas tiek darīts, uzstādot to, lai iegūtu pilnīgu skalas deflecēšanos VTVM vai mērā.

Pēc tam, funkcijas slīdnīk tiek uzstādīts fāzes pozīcijā. Šajā stāvoklī, funkcijas slīdnīks padarīs balansēto amplifikatora izvadi paralēlu, pirms tā nonāk rektifikācijā.

Tagad, AC spriegumu summa, kas nāk no amplifikatoriem, noteikti ir funkcija no AC spriegumu vektoru atšķirībām amplifikatoros.

Rektifikētais spriegums, kas rodas kā rezultāts šai vektoru atšķirībai, tiek parādīts mērā vai DC VTVM. Tas patiešām ir fāzes leņķa mērs starp sprieguma kritumu pa nezināmo impedanci un mainīgo rezistoru.

Šie sprieguma kritumi būs vienādi magnitūdē, bet fāze būs atšķirīga. Tātad, fāzes leņķis tiek iegūts tieši no šī instrumenta. Ja nepieciešams, no šā fāzes leņķa var tikt aprēķināts arī kvalitātes faktors un izmiršanas faktors.

Fāzes leņķa (θ) mērīšanas shēma ir parādīta zemāk.

Lietojums un priekšrocības

Tiek izmantots sarežģītām impedancēm mērīšanai un procesu vienkāršo, izslēdzot vairāku pielāgojumu nepieciešamību.