Vektorimpedansmåler

Impedans, som har både størrelse og fase, er virkelig en modstander for strøm i AC-kredsløb med tilstedeværelse af en anvendt spænding.

Vektormåleren for impedans anvendes til at måle både amplituden og fasevinklen af impedansen (Z).

Normalt, i andre målemetoder for impedans, opnås individuelle værdier for modstand og reaktans i rektangulær form. Det er

Men her kan impedansen opnås i polar form. Det vil sige |Z| og fasevinklen (θ) af impedansen kan fås ved denne måler. Kredsløbet vises nedenfor.

To modstandere med lige modstands-værdier er inkluderet her. Spændingsfaldet over RAB er EAB og det af RBC er EBC. Begge værdier er de samme og det er lig med halvdelen af indgangsspændingen (EAC).

En variabel standardmodstand (RST) er forbundet i serie med impedansen (ZX), hvis værdi skal opnås.

Den lige deflectionsmetode bruges til at fastlægge størrelsen på den ukendte impedans.

Dette gøres ved at opnå lige spændingsfald over den variable modstand og impedansen (EAD = ECD) og evaluering af den kalibrerede standardmodstand (her er det RST), som også er nødvendig for at opnå denne betingelse.

Fasevinklen af impedansen (θ) kan opnås ved at tage spændings-læsningen over BD. Her er det EBD.

Meterens deflection vil variere i overensstemmelse med Q-faktoren (kvalitetsfaktor) af den forbundne ukendte impedans.

Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) læser normalt AC-spænding, der varierer fra 0V til maksimal værdi. Når spændings-læsningen er nul, vil Q-værdien være nul, og fasevinklen vil være 0o.

Når spændings-læsningen bliver maksimal værdi, vil Q-værdien være uendelig, og fasevinklen vil være 90o.

Vinklen mellem EAB og EAD vil være lig med θ/2 (halvdelen af fasevinklen af den ukendte impedans). Dette skyldes, at EAD = EDC.

Vi ved, at spændingen over A og B (EAB) vil være lig med halvdelen af spændingen over A og C (EAC, som er indgangsspændingen). Læsningen af spændingsmåler, EDB kan således opnås i termer af θ/2. Dermed kan θ (fasevinkel) bestemmes. Vektor-diagrammet vises nedenfor.

For at opnå den første approximation af størrelsen og fasevinklen af impedansen, foretrækkes denne metode. For at opnå mere præcision i målingen, foretrækkes den kommercielle vektormåler for impedans.

Kommerciel Vektormåler for Impedans

Impedans kan direkte måles ved hjælp af en kommerciel vektormåler for impedans i polar form. Kun en enkelt justeringskontrol bruges her for at få både fasevinklen og størrelsen af impedansen.

Denne metode kan bruges til at fastlægge enhver kombination af modstand (R), kapacitans (C) og induktans (L). Udover dette kan den måle komplekse impedanser snarere end rene elementer (C, L eller R).

Det primære ulempe i konventionelle brokredsløb, som for mange efterfølgende justeringer, er elimineret her. Målingsområdet for impedans er 0,5 til 100.000Ω over frekvensområdet 30 Hz til 40 kHz, når en ekstern oscillator bruges til at give strømforsyning.

De internt genererede frekvenser er 1 kHz eller 400 Hz eller 60 Hz og eksternt op til 20 kHz. Præcisionen i læsninger af størrelsen af impedansen er ± 1% og for fasevinklen vil det være ± 2%.

Kredsløbet for måling af størrelsen af impedansen vises nedenfor.

Her, for størrelsesmåling, er RX den variable modstand, og den kan ændres med kalibreringsimpedans-dial.

Spændingsfaldene for både den variable modstand og den ukendte impedans (ZX) laves ens ved at justere denne dial. Hvert spændingsfald laves forstærket ved hjælp af to moduler af balancerede forstærkere.

Dette gives derefter til sektionen af den forbundne dobbelte rettificer. Her kan den aritmetiske sum af output fra rettificeren opnås som nul, og dette vises som null-læsning i indikator-måleren. Således kan den ukendte impedans direkte opnås fra dials på den variable modstand.

Herefter kan vi se, hvordan fasevinklen opnås i denne måler. Først sættes switchen i kalibreringsposition, og den indsprøjtete spænding kalibreres.

Dette gøres ved at sætte det for at opnå fuld-skala deflection i VTVM eller indikator-måler.

Efterfølgende holdes funktionsswitchen i fase-position. I denne betingelse vil funktionsswitchen gøre output fra den balanceforstærker parallel før det går til rektifikation.

Nu er den samlede AC-spænding, som kommer fra forstærkerne, definitivt en funktion af vektordifferencen mellem AC-spændingerne på forstærkerne.

Spændingen, der rektificeres som resultat af denne vektordifference, indikeret i indikator-måleren eller DC VTVM, er faktisk målet for fasevinklen mellem spændingsfaldet over den ukendte impedans og den variable modstand.

Disse spændingsfald vil være de samme i størrelse, men fasen er forskellig. Derfor opnås fasevinklen ved direkte læsning fra dette instrument.

Kvalitetsfaktoren og dissipationfaktoren kan også beregnes fra denne fasevinkel, hvis det er nødvendigt.

Kredsløbsdiasgrammet for måling af fasevinklen (θ) vises nedenfor.

Erklæring: Respektér originalen, godartikler er værd at deles, hvis der er krænkelse kontakt slet.