Vektoros Impedanciamérő
Az ellenállás, amelynek van mind nagysága, mind fázisa, valóban az áramfolyam ellenfélje az AC körökben, ahol alkalmazott feszültség jelenik meg.
A Vektori Ellenállás Mérő használatával mérik az ellenállás (Z) amplitúdóját és fázisszögét is.
Általánosságban, más ellenállás-mérési technikák esetén a ellenállás és reaktancia egyéni értékeit téglalap alakban kapjuk. Azaz
De itt az ellenállást polár formában kaphatjuk. Azaz |Z| és az ellenállás fázisszöge (θ) ezzel a mérővel megszerzhető. A kör alább látható.
Két ellenállás egyenlő ellenállás értékkel van beépítve. Az RAB-n lévő feszülteses csökkenés EAB, míg az RBC-n lévő EBC. Mindkét érték ugyanaz, és az bemeneti feszültség (EAC) felére egyenlő.
Egy változó szabványos ellenállás (RST) sorba van kötve az ellenállással (ZX), amelynek értékét meg kell határozni.
Az egyenlő elhajlás módszert használják az ismeretlen ellenállás nagyságának meghatározására.
Ez úgy történik, hogy elérjük a változó ellenállás és az ellenállás (EAD = ECD) közötti egyenlő feszülteses csökkenést, és kiértékeljük a kalibrált szabványos ellenállást (itt RST), ami szintén szükséges ennek a feltételnek a teljesüléséhez.
Az ellenállás fázisszöge (θ) a BD-n lévő feszültség olvasásából származhat. Itt ez EBD.
A mérő elhajlása a csatlakoztatott ismeretlen ellenállás Q faktora (minőségi faktor) szerint változik.
A vakuumröhvidőmérő (VTVM) általában 0 V-tól a maximális értékig változó AC feszültséget olvas. Ha a feszültségolvasás nulla, a Q értéke is nulla, és a fázisszög 0o.
Ha a feszültségolvasás a maximális értékre nő, a Q értéke végtelen lesz, és a fázisszög 90o.
Az EAB és EAD közötti szög θ/2 (az ismeretlen ellenállás fázisszögének fele). Ez azért van, mert EAD = EDC.
Tudjuk, hogy az A és B közötti feszültség (EAB) egyenlő lesz az A és C közötti feszültség (EAC ami a bemeneti feszültség) felével. A időmérő olvasása, EDB így kifejezhető θ/2-ben. Így tehát, θ (fázisszög) meghatározható. A vektordiagram alább látható.
Az ellenállás nagyságának és fázisszögének első közelítésének megszerzésére ezt a módszert preferálják. A mérés pontosabbá tételéhez a kereskedelmi vektori ellenállás mérő használata javasolt.
Kereskedelmi Vektori Ellenállás Mérő
Az ellenállást polár formában közvetlenül mérhetjük egy kereskedelmi vektori ellenállás mérő segítségével. Csak egy egyenlegző vezérlőt használnak ebben, hogy mind a fázisszöget, mind az ellenállás nagyságát megszerzhessek.
Ez a módszer bármilyen kombináció ellenállás (R), kapacitás (C) és induktivitás (L) meghatározására használható. Ezen felül komplex ellenállásokat is mérhet, nem csak tiszta elemeket (C, L vagy R).
A hagyományos hídáramkörökben, mint sok egymást követő beállítás, hátrányát itt megszüntették. Az ellenállás mérési tartománya 0,5–100 000Ω, a frekvencia tartománya pedig 30 Hz–40 kHz, ha külső oszcillátor adja a tápellátást.
A belsőleg generált frekvenciák 1 kHz, 400 Hz vagy 60 Hz, külsőleg akár 20 kHz. Az ellenállás nagyságának mérési pontossága ± 1%, a fázisszög esetén pedig ± 2%.
Az ellenállás nagyságának mérésére szolgáló kör alább látható.
Itt az ellenállás nagyságának mérésére RX a változó ellenállás, és a kalibrált ellenállás szabályzóval állítható be.
A változó ellenállás és az ismeretlen ellenállás (ZX) közötti feszülteses csökkenéseket ezzel a szabályzóval lehet egyenlővé tenni. Mindkét feszülteses csökkenést két kiegyensúlyozott erősítő modulussal erősítik.
Ezután a kettős rektifikátor részhez adódik. Itt a rektifikátor kimeneteinek aritmetikai összege nullává válik, és ez a mutatómérő nullaszintű olvasásként jelenik meg. Így az ismeretlen ellenállást közvetlenül a változó ellenállás szabályzójának skálájáról leolvashatjuk.
Most látjuk, hogyan szerezhetjük meg a fázisszöget ebben a mérőben. Először a kapcsolót a kalibrációs pozícióba állítjuk, és a behelyezett feszültséget kalibráljuk.
Ezt úgy tesszük, hogy a VTVM vagy a mutatómérő teljes skálájának eltolódását állítjuk be.
Ezután a funkciókapcsolót a fázispozícióba állítjuk. Ez a helyzetben a funkciókapcsoló a kiegyensúlyozott erősítő kimenetét párhuzamosan teszi, mielőtt a rektifikációba kerülne.
Most a két erősítőből származó AC feszültségek összege biztosan a két erősítőn lévő AC feszültségek vektorkülönbségének függvénye.
A rektifikált feszültség, amely ebből a vektorkülönbségből származik, a mutatómérőben vagy DC VTVM-ben jelenik meg. Ez valójában az ismeretlen ellenállás és a változó ellenállás közötti feszülteses csökkenés fázisszögének mérőszáma.
Ezek a feszülteses csökkenések ugyanolyan nagyságúak, de a fázisuk eltérő. Így a fázisszöget közvetlenül ebből a műszerből olvashatjuk le.
