वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर क्या है?

वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर क्या है?

वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर की परिभाषा

वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर एक उपकरण है जो AC सर्किट में इम्पिडेन्स के दोनों आयाम और फेज कोण को मापता है।

आयाम और फेज कोण का माप

यह रेजिस्टर्स और अज्ञात इम्पिडेन्स पर वोल्टेज गिरावट का मूल्यांकन करके ध्रुवीय रूप में इम्पिडेन्स का निर्धारण करता है।

बराबर विक्षेप विधि

यह विधि चर रेजिस्टर और अज्ञात इम्पिडेन्स पर बराबर वोल्टेज गिरावट को सुनिश्चित करके इम्पिडेन्स का मूल्य पाती है।

यहाँ दो रेजिस्टर बराबर प्रतिरोध मान के साथ शामिल किए गए हैं। RAB पर वोल्टेज गिरावट EAB है और RBC पर EBC है। दोनों मान समान हैं और यह इनपुट वोल्टेज (EAC) के मान का आधा है।

चर मानदंड प्रतिरोध (RST) इम्पिडेन्स (ZX) के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाता है जिसका मान प्राप्त करना होता है।अज्ञात इम्पिडेन्स के परिमाण के निर्धारण के लिए बराबर विक्षेप विधि का उपयोग किया जाता है।

यह चर प्रतिरोध और इम्पिडेन्स (EAD = ECD) पर बराबर वोल्टेज गिरावट प्राप्त करके और कलिब्रेटेड मानदंड प्रतिरोध (यहाँ RST) का मूल्यांकन करके इस स्थिति को प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।

इम्पिडेन्स (θ) का फेज कोण BD पर वोल्टेज रीडिंग लेकर प्राप्त किया जा सकता है। यहाँ यह EBD है।मीटर का विक्षेप जुड़े अज्ञात इम्पिडेन्स के Q गुणांक (क्वालिटी फैक्टर) के अनुसार बदलेगा।

वैक्यूम ट्यूब वोल्टमीटर (VTVM) 0V से अपने अधिकतम मान तक AC वोल्टेज को पढ़ता है। जब वोल्टेज रीडिंग शून्य होती है, Q का मान शून्य होता है, और फेज कोण 0 डिग्री होता है।जब वोल्टेज रीडिंग अधिकतम मान तक पहुंचती है, Q का मान अनंत हो जाता है और फेज कोण 90o हो जाता है।

EAB और EAD के बीच का कोण θ/2 (अज्ञात इम्पिडेन्स के फेज कोण का आधा) के बराबर होगा। यह इसलिए है क्योंकि EAD = EDC।

हम जानते हैं कि A और B (EAB) के बीच का वोल्टेज A और C (EAC जो इनपुट वोल्टेज है) के बीच के वोल्टेज का आधा होगा। वोल्टमीटर की रीडिंग, EDB इस प्रकार θ/2 के संदर्भ में प्राप्त की जा सकती है। इसलिए, θ (फेज कोण) निर्धारित किया जा सकता है। नीचे वेक्टर आरेख दिखाया गया है।

इम्पिडेन्स के परिमाण और फेज कोण के पहले अनुमान को प्राप्त करने के लिए यह विधि पसंद की जाती है। माप में अधिक सटीकता प्राप्त करने के लिए व्यावसायिक वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर पसंद किया जाता है।

व्यावसायिक वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर

व्यावसायिक वेक्टर इम्पिडेन्स मिटर एक नियंत्रण का उपयोग करके ध्रुवीय रूप में इम्पिडेन्स को सीधे मापता है, जो फेज कोण और परिमाण दोनों ढूंढता है।

यह विधि प्रतिरोध (R), क्षमता (C) और आभासी प्रतिरोध (L) के किसी भी संयोजन को निर्धारित करने के लिए उपयोग की जा सकती है। इसके अलावा, यह शुद्ध तत्व (C, L, या R) के बजाय जटिल इम्पिडेन्स को माप सकता है।

पारंपरिक ब्रिज सर्किट में जैसे अतिरिक्त नियंत्रणों की अत्यधिक संख्या की विशेष दुर्गुणता यहाँ दूर की गई है। बाहरी ऑसिलेटर का उपयोग करके इम्पिडेन्स के माप की सीमा 0.5 से 100,000Ω तक 30 Hz से 40 kHz की आवृत्ति की सीमा में होती है।

आंतरिक रूप से, मीटर 1 kHz, 400 Hz, या 60 Hz की आवृत्ति उत्पन्न करता है, और बाहरी रूप से 20 kHz तक। यह इम्पिडेन्स को ±1% की सटीकता से परिमाण और ±2% की सटीकता से फेज कोण के साथ मापता है।

इम्पिडेन्स के परिमाण के माप के लिए सर्किट नीचे दिखाया गया है।

यहाँ, परिमाण माप के लिए RX चर प्रतिरोध है और इसे कलिब्रेटिंग इम्पिडेन्स डायल से बदला जा सकता है।

चर प्रतिरोध और अज्ञात इम्पिडेन्स (ZX) दोनों के वोल्टेज गिरावट को इस डायल को समायोजित करके समान बनाया जाता है। प्रत्येक वोल्टेज गिरावट को दो संतुलित एम्प्लिफायरों के माध्यम से विस्तारित किया जाता है।

इसे फिर दोहरे रेक्टिफायर के खंड में दिया जाता है। इसमें, रेक्टिफायर के आउटपुट का अंकगणितीय योग शून्य प्राप्त होता है और यह इंडिकेटिंग मीटर में शून्य रीडिंग के रूप में दिखाया जाता है। इस प्रकार, अज्ञात इम्पिडेन्स चर प्रतिरोध के डायल से सीधे प्राप्त किया जा सकता है।

अगले, हम देखेंगे कि इस मीटर में फेज कोण कैसे प्राप्त किया जाता है। पहले, स्विच को कलिब्रेशन स्थिति में रखा जाता है और इंजेक्ट किया गया वोल्टेज कलिब्रेट किया जाता है।यह उसे व्यापक टेलीविजन मीटर (VTVM) या इंडिकेटिंग मीटर में पूर्ण स्केल विक्षेप के लिए सेट करके किया जाता है।

उसके बाद, कार्य स्विच को फेज स्थिति में रखा जाता है। इस स्थिति में, कार्य स्विच रेक्टिफिकेशन से पहले बैलेंस्ड एम्प्लिफायर के आउटपुट को समानांतर बनाता है।

अब, एम्प्लिफायर से आने वाले AC वोल्टेज का कुल योग निश्चित रूप से एम्प्लिफायर पर AC वोल्टेज के वेक्टर अंतर का फलन होगा।

इस वेक्टर अंतर के कारण रेक्टिफाइड वोल्टेज इंडिकेटिंग मीटर या DC VTVM में दिखाया जाता है। यह वास्तव में अज्ञात इम्पिडेन्स और चर प्रतिरोध पर वोल्टेज गिरावट के बीच फेज कोण का माप है।

ये वोल्टेज गिरावट परिमाण में समान होंगे लेकिन फेज अलग होगा। इसलिए, फेज कोण इस उपकरण से सीधे रीडिंग से प्राप्त किया जाता है।अगर आवश्यक हो तो फेज कोण से गुणांक और विघटन गुणांक भी गणना किए जा सकते हैं।

फेज कोण (θ) के माप के लिए सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है।

अनुप्रयोग और लाभ

जटिल इम्पिडेन्स को मापने के लिए उपयोग किया जाता है और अतिरिक्त नियंत्रणों की आवश्यकता को दूर करके प्रक्रिया को सरल बनाता है।