Mètre d'impédance vectorielle
L'impédance, qui possède à la fois une magnitude et un déphasage, est réellement un obstacle au flux du courant dans les circuits AC en présence d'une tension appliquée.
Le Vector Impedance Meter est utilisé pour mesurer à la fois l'amplitude et l'angle de phase de l'impédance (Z).
Normalement, dans d'autres techniques de mesure de l'impédance, les valeurs individuelles de résistance et de réactance sont obtenues sous forme rectangulaire. C'est-à-dire
Mais ici, l'impédance peut être obtenue sous forme polaire. C'est-à-dire |Z| et l'angle de phase (θ) de l'impédance peuvent être acquis par ce compteur. Le circuit est montré ci-dessous.
Deux résistances de même valeur de résistance sont incorporées ici. La chute de tension sur RAB est EAB et celle de RBC est EBC. Les deux valeurs sont identiques et égales à la moitié de la valeur de la tension d'entrée (EAC).
Une résistance standard variable (RST) est connectée en série avec l'impédance (ZX) dont la valeur doit être obtenue.
La méthode de la déviation égale est utilisée pour déterminer la magnitude de l'impédance inconnue.
Cela se fait en obtenant des chutes de tension égales sur la résistance variable et l'impédance (EAD = ECD) et en évaluant la résistance standard calibrée (ici, c'est RST) qui est également nécessaire pour atteindre cette condition.
L'angle de phase de l'impédance (θ) peut être obtenu en prenant la lecture de tension entre BD. Ici, c'est EBD.
La déviation du compteur variera en fonction du facteur Q (facteur de qualité) de l'impédance inconnue connectée.
Le Voltmètre à Tube à Vide (VTVM) lit généralement la tension alternative variant de 0V à la valeur maximale. Lorsque la lecture de tension est nulle, la valeur de Q sera nulle et l'angle de phase sera 0o.
Lorsque la lecture de tension atteint la valeur maximale, la valeur de Q sera infinie et l'angle de phase sera 90o.
L'angle entre EAB et EAD sera égal à θ/2 (la moitié de l'angle de phase de l'impédance inconnue). Cela est dû au fait que EAD = EDC.
Nous savons que la tension entre A et B (EAB) sera égale à la moitié de la tension entre A et C (EAC qui est la tension d'entrée). La lecture du voltmètre, EDB peut ainsi être obtenue en termes de θ/2. Par conséquent, θ (l'angle de phase) peut être déterminé. Le diagramme vectoriel est montré ci-dessous.
Pour obtenir une première approximation de la magnitude et de l'angle de phase de l'impédance, cette méthode est préférée. Pour atteindre plus de précision dans la mesure, le vector impedance meter commercial est préféré.
Vector Impedance Meter Commercial
L'impédance peut être directement mesurée en utilisant un vector impedance meter commercial sous forme polaire. Un seul contrôle d'équilibrage est utilisé ici pour obtenir à la fois l'angle de phase et la magnitude de l'impédance.
Cette méthode peut être utilisée pour déterminer toute combinaison de résistance (R), capacité (C), et inductance (L). De plus, elle peut mesurer des impédances complexes plutôt que des éléments purs (C, L, ou R).
Le principal inconvénient des ponts conventionnels, comme le besoin de nombreux ajustements successifs, est éliminé ici. La plage de mesures de l'impédance est de 0,5 à 100 000Ω sur une plage de fréquence de 30 Hz à 40 kHz lorsque un oscillateur externe est utilisé pour fournir l'alimentation.
Les fréquences générées internement sont 1 kHz, 400 Hz ou 60 Hz, et externement jusqu'à 20 kHz. La précision des lectures de la magnitude de l'impédance est de ± 1% et pour l'angle de phase, elle sera de ± 2%.
Le circuit pour la mesure de la magnitude de l'impédance est montré ci-dessous.
Ici, pour la mesure de la magnitude, RX est la résistance variable et elle peut être modifiée avec le cadran d'impédance calibrée.
Les chutes de tension de la résistance variable et de l'impédance inconnue (ZX) sont rendues égales en ajustant ce cadran. Chaque chute de tension est amplifiée en utilisant deux modules d'amplificateurs équilibrés.
Cela est ensuite donné à la section du redresseur double connecté. Dans celui-ci, la somme arithmétique des sorties du redresseur peut être obtenue comme zéro, ce qui est indiqué par la lecture nulle sur le compteur indicateur. Ainsi, l'impédance inconnue peut être obtenue directement depuis le cadran de la résistance variable.
Ensuite, nous pouvons voir comment l'angle de phase est obtenu dans ce compteur. Tout d'abord, le commutateur est placé en position de calibration et la tension injectée est calibrée.
Cela est fait en le réglant pour obtenir la déviation pleine échelle sur le VTVM ou le compteur indicateur.
Après cela, le commutateur de fonction est placé en position de phase. Dans cette condition, le commutateur de fonction fera que la sortie de l'amplificateur équilibré soit parallèle avant la rectification.
Maintenant, la somme totale des tensions alternatives provenant des amplificateurs est certainement une fonction de la différence vectorielle entre les tensions alternatives sur les amplificateurs.
La tension qui est redressée en raison de cette différence vectorielle est indiquée sur le compteur indicateur ou le VTVM DC. C'est en réalité la mesure de l'angle de phase entre la chute de tension sur l'impédance inconnue et la résistance variable.
Ces chutes de tension seront de même magnitude mais de phase différente. Ainsi, l'angle de phase est obtenu par lecture directe sur cet instrument.
Le facteur de qualité et le facteur de dissipation peuvent également être calculés à partir de cet angle de phase si nécessaire.
Le schéma du circuit pour la mesure de l'angle de phase (θ) est montré ci-dessous.
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