Medidor de Impedancia Vectorial

A impedancia, que ten tanto magnitude como fase, é realmente un opositor ao fluxo de corrente en circuitos AC na presenza dunha tensión aplicada.

O Vector Impedance Meter empregase para medir tanto a amplitud como o ángulo de fase da impedancia (Z).

Normalmente, noutros métodos de medida de impedancia, obtéñense os valores individuais de resistencia e reactivancia en forma rectangular. Isto é

Pero aquí, a impedancia pode obterse en forma polar. Isto é |Z| e o ángulo de fase (θ) da impedancia poden adquirirse con este medidor. O circuito amóstrase a continuación.

Incorpóranse dous resistores con valores de resistencia iguais. A caída de tensión a través de RAB é EAB e a de RBC é EBC. Ambos os valores son os mesmos e igualan a metade do valor da tensión de entrada (EAC).

Conecta-se unha resistencia estándar variable (RST) en serie coa impedancia (ZX) cuxo valor hai que obter.

Emprega-se o método de desviación igual para a determinación da magnitude da impedancia descoñecida.

Isto fácese logrando caídas de tensión iguais a través do resistor variable e a impedancia (EAD = ECD) e avaliando o resistor estándar calibrado (aquí é RST) que tamén é necesario para lograr esta condición.

O ángulo de fase da impedancia (θ) pódese obter tomando a lectura de tensión a través de BD. Aquí é EBD.

O desvío do medidor variará de acordo co factor Q (factor de calidade) da impedancia desconexa conectada.

O Voltímetro de Tubo de Vacío (VTVM) normalmente lée tensión AC que varía de 0V ao valor máximo. Cando a lectura de tensión é cero, o valor de Q será cero e o ángulo de fase será 0o.

Cando a lectura de tensión alcanza o valor máximo, o valor de Q será infinito e o ángulo de fase será 90o.

O ángulo entre EAB e EAD será igual a θ/2 (a metade do ángulo de fase da impedancia descoñecida). Isto é porque EAD = EDC.

Sabemos que a tensión entre A e B (EAB) será igual á metade da tensión entre A e C (EAC que é a tensión de entrada). A lectura do voltímetro, EDB pódese obter así en termos de θ/2. Polo tanto, θ (ángulo de fase) pódese determinar. O diagrama vectorial amóstrase a continuación.

Para obter a primeira aproximación da magnitude e do ángulo de fase da impedancia, prefírese este método. Para lograr maior precisión na medida, prefírese o vector impedance meter comercial.

Vector Impedance Meter Comercial

A impedancia pódese medir directamente usando un vector impedance meter comercial en forma polar. Só se usa un control de balanceo único neste para obter tanto o ángulo de fase como a magnitude da impedancia.

Este método pódese usar para determinar calquera combinación de resistencia (R), capacitancia (C), e inductancia (L). Ademais diso, pódese medir impedancias complexas en lugar de elementos puros (C, L, ou R).

A principal desvantaxe nos circuitos de ponte convencionais, como moitos axustes consecutivos, elimínase aquí. A gama de medidas de impedancia é de 0,5 a 100.000Ω no rango de frecuencia de 30 Hz a 40 kHz cando se usa un oscilador externo para dar a alimentación.

As frecuencias xeradas internamente son 1 kHz, 400 Hz ou 60 Hz e externamente ata 20 kHz. A precisión nas lecturas da magnitude da impedancia é ± 1% e para o ángulo de fase será ± 2%.

O circuito para a medida da magnitude da impedancia amóstrase a continuación.

Aquí, para a medida da magnitude, RX é o resistor variable e pode alterarse co dial de impedancia calibrado.

As caídas de tensión tanto do resistor variable como da impedancia descoñecida (ZX) fánse iguais axustando este dial. Cada caída de tensión amplifícase usando os dous módulos de amplificadores equilibraos.

Isto débase entón á sección do rectificador dual conectado. Neste, a suma aritmética das salidas do rectificador pódese obter como cero e isto amóstrase como a lectura nula no medidor indicador. Polo tanto, a impedancia descoñecida pódese obter directamente do dial do resistor variable.

A seguir, vemos como se obtén o ángulo de fase neste medidor. Primeiro, o interruptor colócase na posición de calibración e a tensión inxetada calíbrase.

Isto fácese axustándoo para obter o desvío de escala completa no VTVM ou medidor indicador.

Despois, o interruptor de función mantéñese na posición de fase. Nesta condición, o interruptor de función fará que a saída do amplificador equilibrado sexa paralela antes de ir á rectificación.

Agora, a suma total das tensións AC que provén dos amplificadores é definitivamente unha función da diferenza vectorial entre as tensións AC nos amplificadores.

A tensión que se rectifica como resultado desta diferenza vectorial indica no medidor indicador ou DC VTVM. Isto é realmente a medida do ángulo de fase entre a caída de tensión a través da impedancia descoñecida e o resistor variable.

Estas caídas de tensión serán as mesmas en magnitude pero a fase é diferente. Polo tanto, o ángulo de fase obtense por lectura directa deste instrumento.

O factor de calidade e o factor de dissipación tamén poden calcularse deste ángulo de fase se é necesario.

O diagrama de circuito para a medida do ángulo de fase (θ) amóstrase a continuación.

Declaración: Respetar el original, artículos buenos merecen ser compartidos, si hay infracción por favor contactar para eliminar.