Ano ang Vector Impedance Meter?

Ano ang Vector Impedance Meter?

Pangangailangan ng Vector Impedance Meter

Ang vector impedance meter ay isang aparato na sumusukat ng amplitudo at phase angle ng impedance sa mga AC circuit.

Pagsukat ng Amplitudo at Phase Angle

Ito ay nagsusukat ng impedance sa polar form sa pamamagitan ng pag-evaluate ng voltage drops sa mga resistor at hindi alam na impedances.

Equal Deflection Method

Ang paraan na ito ay nagse-set ng equal voltage drops sa isang variable resistor at hindi alam na impedance upang makahanap ng halaga ng impedance.

Dalawang resistors na may equal resistance values ang ginagamit dito. Ang voltage drop sa RAB ay EAB at ang RBC ay EBC. Pareho ang mga halaga at ito ay katumbas ng kalahati ng halaga ng input voltage (EAC).

Isang variable standard resistance (RST) ay konektado sa serye kasama ang impedance (ZX) kung saan kinakailangang makuha ang halaga. Ang equal deflection method ay ginagamit para sa pagtukoy ng magnitude ng hindi alam na impedance.

Ito ay sa pamamagitan ng pagkamit ng equal voltage drops sa variable resistor at impedance (EAD = ECD) at pagsusuri ng calibrated standard resistor (dito ito ay RST) na kailangan din para sa kondisyong ito.

Ang phase angle ng impedance (θ) ay maaaring makuha mula sa pagbasa ng voltage sa BD. Dito ito ay EBD. Ang meter deflection ay magbabago ayon sa Q factor (quality factor) ng konektadong hindi alam na impedance.

Ang Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) ay binabasa ang AC voltage mula 0V hanggang sa maximum value. Kapag ang voltage reading ay zero, ang Q value ay zero, at ang phase angle ay 0 degrees. Kapag ang voltage reading ay naging maximum value, ang halaga ng Q ay infinite at ang phase angle ay 90o.

Ang angle sa pagitan ng EAB at EAD ay katumbas ng θ/2 (kalahati ng phase angle ng hindi alam na impedance). Ito ay dahil EAD = EDC.

Alam natin na ang voltage sa A at B (EAB) ay katumbas ng kalahati ng voltage sa A at C (EAC na ang input voltage). Ang reading ng voltmeter, EDB, ay maaaring makuha sa termino ng θ/2. Kaya, ang θ (phase angle) ay maaaring matukoy. Ang vector diagram ay ipinapakita sa ibaba.

Para sa unang approximation ng magnitude at phase angle ng impedance, inirerekumendang gamitin ang paraan na ito. Para sa mas accurate na pagsukat, pinipili ang commercial vector impedance meter.

Commercial Vector Impedance Meter

Ang commercial vector impedance meter ay direktang nagsusukat ng impedance sa polar form, gamit ang isang control para makuha ang phase angle at magnitude.

Ang paraan na ito ay maaaring gamitin para sa anumang combination ng resistance (R), Capacitance (C), at Inductance (L). Bukod dito, ito ay maaaring sukatin ang complex impedances sa halip na pure elements (C, L, o R).

Ang pangunahing disadvantage sa conventional bridge circuits tulad ng too many consecutive adjustments ay nawala dito. Ang range ng measurements ng impedance ay 0.5 hanggang 100,000Ω sa frequency range na 30 Hz hanggang 40 kHz kapag ginagamit ang external oscillator para sa supply.

Internally, ang meter ay gumagawa ng frequencies na 1 kHz, 400 Hz, o 60 Hz, at externally hanggang 20 kHz. Ito ay nagsusukat ng impedance na may accuracy na ±1% para sa magnitude at ±2% para sa phase angle.

Ang circuit para sa pagsukat ng magnitude ng impedance ay ipinapakita sa ibaba.

Dito, para sa pagsukat ng magnitude, ang RX ay ang variable resistor at ito ay maaaring baguhin sa pamamagitan ng calibrating impedance dial.

Ang voltage drops ng parehong variable resistor at unknown impedance (ZX) ay ginagawang equal sa pamamagitan ng pag-adjust ng dial. Ang bawat voltage drop ay amplipikado gamit ang dalawang modules ng balanced amplifiers.

Ito ay ibinibigay sa section ng connected dual rectifier. Dito, ang arithmetical sum ng outputs ng rectifier ay maaaring makuha bilang zero at ito ay ipinapakita bilang null reading sa indicating meter. Kaya, ang unknown impedance ay maaaring makuha diretso mula sa dial ng variable resistor.

Pagkatapos, titingnan natin kung paano nakuha ang phase angle sa meter na ito. Una, ang switch ay set sa calibration position at ang voltage injected ay calibrated. Ito ay ginagawa sa pamamagitan ng pag-set nito para makuha ang full-scale deflection sa VTVM o indicating meter.

Pagkatapos, ang function switch ay itinuturn-on sa phase position. Sa kondisyon na ito, ang function switch ay gagawa ng output ng balanced amplifier parallel bago pumunta sa rectification.

Ngayon, ang sum total ng AC voltages mula sa amplifiers ay siguradong isang function ng vector difference sa pagitan ng AC voltages sa amplifiers.

Ang voltage na rectified bilang resulta ng vector difference ay ipinapakita sa indicating meter o DC VTVM. Ito ang tunay na sukat ng phase angle sa pagitan ng voltage drop sa unknown impedance at variable resistor.

Ang mga voltage drops ay magkakatugma sa magnitude ngunit iba ang phase. Kaya, ang phase angle ay makuha sa direct reading mula sa instrumentong ito. Ang quality factor at dissipation factor ay maaari ring makuha mula sa phase angle kung kailangan.

Ang circuit diagram para sa pagsukat ng phase angle (θ) ay ipinapakita sa ibaba.

Mga Application at Benefits

Ginagamit para sa pagsukat ng complex impedances at simplifies ang proseso sa pamamagitan ng pag-eliminate ng need para sa multiple adjustments.