Wat is de Vector Impedantie Meter?
Wat is de Vector Impedantie Meter?
Definitie van de Vector Impedantie Meter
Een vector impedantie meter wordt gedefinieerd als een apparaat dat zowel de amplitude als de fasehoek van de impedantie in wisselstroomcircuits meet.
Meting van Amplitude en Fasehoek
Het bepaalt de impedantie in poolvorm door het spanningsverval over weerstanden en onbekende impedanties te evalueren.
Methode van Gelijk Spanningsverval
Deze methode zorgt ervoor dat er gelijke spanningsvervallen zijn over een variabele weerstand en de onbekende impedantie om de impedantiewaarde te vinden.
Hier worden twee weerstanden met gelijke weerstandswaarden ingevoegd. Het spanningsverval over RAB is EAB en dat van RBC is EBC. Beide waarden zijn hetzelfde en gelijk aan de helft van de waarde van de ingangsspanning (EAC).
Een variabele standaardweerstand (RST) is in serie verbonden met de impedantie (ZX) waarvan de waarde moet worden bepaald. De methode van gelijk spanningsverval wordt gebruikt voor de bepaling van de grootte van de onbekende impedantie.
Dit gebeurt door gelijke spanningsvervallen te bereiken over de variabele weerstand en de impedantie (EAD = ECD) en de gekalibreerde standaardweerstand (hier RST) te evalueren, die ook nodig is om deze toestand te bereiken.
De fasehoek van de impedantie (θ) kan worden verkregen door de spanning over BD te meten. Hier is het EBD. De wijzerafwijking zal variëren volgens de Q-factor (kwaliteitsfactor) van de aangesloten onbekende impedantie.
De Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) leest AC-spanningen van 0V tot de maximale waarde. Wanneer de spanning 0V is, is de Q-waarde 0, en de fasehoek 0 graden. Wanneer de spanning de maximale waarde bereikt, is de Q-waarde oneindig en de fasehoek 90o.
De hoek tussen EAB en EAD zal gelijk zijn aan θ/2 (de helft van de fasehoek van de onbekende impedantie). Dit komt omdat EAD = EDC.
We weten dat de spanning tussen A en B (EAB) gelijk zal zijn aan de helft van de spanning tussen A en C (EAC, de ingangsspanning). De lezing van de voltmetervoltmeter, EDB, kan dus worden uitgedrukt in termen van θ/2. Daarom kan θ (fasehoek) worden bepaald. Het vectordiagram is hieronder weergegeven.
Voor het verkrijgen van de eerste benadering van de grootte en fasehoek van de impedantie wordt deze methode verkozen. Voor nauwkeuriger metingen wordt de commerciële vector impedantie meter verkozen.
Commerciële Vector Impedantie Meter
Een commerciële vector impedantie meter meet impedantie direct in poolvorm, met één regelaar om zowel de fasehoek als de grootte te vinden.
Deze methode kan worden gebruikt om elke combinatie van weerstand (R), capaciteit (C) en inductie (L) te bepalen. Bovendien kan het complexe impedanties meten in plaats van zuivere elementen (C, L of R).
Het belangrijkste nadeel van conventionele brugcircuits, zoals te veel opeenvolgende instellingen, wordt hier uitgesloten. Het meetbereik van de impedantie is 0,5 tot 100.000Ω over het frequentiebereik van 30 Hz tot 40 kHz wanneer een externe oscillator wordt gebruikt voor de voeding.
Intern genereert de meter frequenties van 1 kHz, 400 Hz of 60 Hz, en extern tot 20 kHz. Het meet impedantie met een nauwkeurigheid van ±1% voor de grootte en ±2% voor de fasehoek.
Het circuit voor de meting van de grootte van de impedantie is hieronder weergegeven.
Hier, voor de meting van de grootte, is RX de variabele weerstand en deze kan worden aangepast met de kalibratie-impedantiedraai.
De spanningsvervallen van zowel de variabele weerstand als de onbekende impedantie (ZX) worden gelijk gemaakt door deze draai aan te passen. Elk spanningsverval wordt versterkt door gebruik te maken van twee modules van evenwichtige versterkers.
Dit wordt dan gegeven aan de sectie van de aangesloten dubbele rectifier. Hierin kan de rekenkundige som van de uitgangen van de rectifier als nul worden verkregen, en dit wordt weergegeven als de nul-lezing op de aangevende meter. Dus, de onbekende impedantie kan rechtstreeks van de draai van de variabele weerstand worden verkregen.
Daarna zien we hoe de fasehoek in deze meter wordt verkregen. Eerst wordt de schakelaar ingesteld op de kalibratiepositie en wordt de ingespoten spanning gekalibreerd. Dit wordt gedaan door het zo in te stellen dat er een full-scale afwijking in de VTVM of aangevende meter wordt verkregen.
Vervolgens wordt de functieschakelaar in de fasepositie gehouden. In deze toestand zal de functieschakelaar de uitgang van de evenwichtige versterker parallel maken voordat deze naar rectificatie gaat.
Nu is de som van de AC-spanningen die van de versterkers komen absoluut een functie van het vectorverschil tussen de AC-spanningen op de versterkers.
De gerechtigde spanning als gevolg van dit vectorverschil wordt aangegeven in de aangevende meter of DC VTVM. Dit is eigenlijk de maat voor de fasehoek tussen het spanningsverval over de onbekende impedantie en de variabele weerstand.
Deze spanningsvervallen zullen gelijk zijn in grootte, maar de fase is verschillend. Dus, de fasehoek wordt rechtstreeks van dit instrument afgelezen. De kwaliteitsfactor en dissipatiefactor kunnen ook van deze fasehoek worden berekend indien nodig.
Het circuitdiagram voor de meting van de fasehoek (θ) is hieronder weergegeven.
Toepassingen en Voordelen
Wordt gebruikt voor het meten van complexe impedanties en vereenvoudigt het proces door de noodzaak voor meerdere instellingen te elimineren.
