Vektorinen impedanssimittari

Impedanssi, jolla on sekä suuruus että vaihe, on todellinen vastustaja sähkövirtauksen kululle virta AC-piireissä, kun sovitetaan jännite.

Vektoriimpedanssimittaria käytetään impedanssin (Z) amplitudin ja vaiheskulman mittaamiseen.

Yleisesti muissa impedanssin mittaustekniikoissa saadaan vastuksen ja reaktanssin arvot suorakulmaisessa muodossa. Tämä tarkoittaa

Tässä impedanssi voidaan saada napakoordinaattimuodossa. Tämä tarkoittaa, että |Z| ja impedanssin vaiheskulma (θ) voidaan saada tämän mittarin avulla. Piiri on näkyvillä alla.

Kaksi vastusta samailla vastusarvoilla on integroitu tähän. Vastuksessa RAB oleva jännitetenvaihtelu EAB ja RBC:n jännitetenvaihtelu EBC ovat samat ja ne ovat puolet syöttöjännitteen (EAC) arvosta.

Muuttuva standardivastus (RST) on yhdistetty sarjaan impedanssin (ZX) kanssa, jonka arvon on saatava selville.

Yhtäsuuri deflektio-menetelmä käytetään tuntemattoman impedanssin suuruuden määrittämiseen.

Tämä tapahtuu saavuttamalla yhtä suuret jännitetenvaihtelut muuttuvassa vastuksessa ja impedanssissa (EAD = ECD) ja arvioimalla kalibroitu standardivastus (tässä se on RST), joka on myös tarpeen tämän ehdon saavuttamiseksi.

Impedanssin vaiheskulma (θ) voidaan saada ottamalla jännitteen lukema BD:n yli. Tässä se on EBD.

Mittarin deflektio vaihtelee yhdistetyn tuntemattoman impedanssin Q-arvon (laadun kerroin) mukaan.

Vuotojännitteidenmittari (VTVM) lukee yleensä vaihtovirtajännitteen, joka vaihtelee 0V:stä maksimiarvoon. Kun jännitteen lukema on nolla, Q-arvo on nolla ja vaiheskulma on 0o.

Kun jännitteen lukema saavuttaa maksimiarvonsa, Q-arvo on ääretön ja vaiheskulma on 90o.

Kulma EAB ja EAD välillä on θ/2 (puolet tuntemattoman impedanssin vaiheskulmasta). Tämä johtuu siitä, että EAD = EDC.

Tiedämme, että jännitteen lukema A:n ja B:n välillä (EAB) on puolet jännitteen lukemasta A:n ja C:n välillä (EAC, joka on syöttöjännite). Jännitteenmittarin lukema, EDB, voidaan saada θ/2:n avulla. Siksi θ (vaiheskulma) voidaan määrittää. Vektorigrammi on näkyvillä alla.

Tätä menetelmää suositaan impedanssin suuruuden ja vaiheskulman ensimmäisen approksimaation saamiseksi. Tarkemman mitatuksen saavuttamiseksi kaupallista vektoriimpedanssimittaria suositellaan.

Kaupallinen vektoriimpedanssimittari

Impedanssi voidaan suoraan mitata käyttämällä kaupallista vektoriimpedanssimittaria napakoordinaattimuodossa. Tässä käytetään vain yhtä tasapainotusohjainta impedanssin vaiheskulman ja suuruuden saamiseksi.

Tätä menetelmää voidaan käyttää minkä tahansa kombinaation määrittämiseen vastuksen (R), kapasitanssin (C) ja induktanssin (L) välillä. Lisäksi se voi mitata monimutkaisia impedansseja, ei pelkästään puhtaita elementtejä (C, L tai R).

Perinteisissä silta-piireissä esiintyvä haittapuoli, kuten useat peräkkäiset säädöt, on poistettu tässä. Impedanssin mittausranga on 0,5–100 000Ω taajuusalueella 30 Hz–40 kHz, kun ulkopuolinen vaihtosignaaligeneraattori antaa syötteen.

Sisäisesti tuotetut taajuudet ovat 1 kHz, 400 Hz tai 60 Hz ja ulkopuolella enintään 20 kHz. Impedanssin suuruuden lukemien tarkkuus on ± 1 % ja vaiheskulman käsittelyssä ± 2 %.

Piiri impedanssin suuruuden mittaamiseksi on näkyvillä alla.

Tässä impedanssin suuruuden mittaamiseksi RX on muuttuva vastus, ja sitä voidaan muuttaa kalibroinnin impedanssidialilla.

Muuttuvan vastuksen ja tuntemattoman impedanssin (ZX) jännitetenvaihtelut tehdään yhtä suuriksi säätämällä tätä dialia. Kummankin jännitetenvaihtelu amplifioidaan kahdella tasapainottujen laajennusten moduulilla.

Tämä annetaan sitten kytkettyyn kaksipuoliseen suorituslaitteeseen. Tässä suorituslaitteiden tulosten aritmeettinen summa voidaan saada nollaksi, ja tämä näytetään mittarin nollalukemana. Näin tuntematon impedanssi voidaan saada suoraan muuttuvan vastuksen dialisesta.

Seuraavaksi näemme, miten vaiheskulma saadaan tässä mittarissa. Ensiksi kytkin asetetaan kalibrointiasentoon ja injisoitu jännite kalibroidaan.

Tämä tehdään asettamalla se saamaan täysi skaala VTVM:ssä tai mittarissa.

Sen jälkeen toiminto-kytkin asetetaan vaiheskulma-asentoon. Tässä tilassa toiminto-kytkin tekee tasapainottujen laajennusten tulokset paralleelle ennen suorituslaitteeseen menoa.

Nyt tasapainottujen laajennusten AC-jännitteiden summa on varmasti vektorieron funktio tasapainottujen laajennusten AC-jännitteiden välillä.

Tämän vektorieron seurauksena suoritetun jännitteen suorituslaitteessa näytetty DC VTVM tai mittari on itse asiassa tuntemattoman impedanssin ja muuttuvan vastuksen jännitetenvaihtelun välinen vaiheskulma.

Nämä jännitetenvaihtelut ovat samat suuruudeltaan, mutta vaihe on erilainen. Siksi vaiheskulma voidaan lukea suoraan tästä laitteesta.

Laadun kerroin ja häviökerroin voidaan myös laskea tästä vaiheskulmasta tarvittaessa.

Vaiheskulman (θ) mittaamista varten käytetty piirikaavio on näkyvillä alla.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.