Vektorimpedancemērs

Impedance, kas ietver gan lielumu, gan fāzu, tiešām ir pretestība strāvas plūsmai strāvā AC shēmās, kad ir piemērota sprieguma vērtība.

Vektoriālais Impedancemērs tiek izmantots, lai mērītu gan amplitūdu, gan fāzes leņķi impendances (Z) vērtībai.

Parasti citos impedancijas mērīšanas metodes variantos tiek iegūtas atsevišķas rezistīvitātes un reaktivitātes vērtības taisnstūra formā. Tas nozīmē

Bet šeit impendanci var iegūt polārajā formā. Tātad |Z| un fāzes leņķis (θ) impendances var tikt iegūti ar šo mērītāju. Shēma ir parādīta zemāk.

Šeit ir iekļautas divas rezistors ar vienādām rezistīvitātes vērtībām. Sprieguma kritums pāri RAB ir EAB, un RBC ir EBC. Abas vērtības ir vienādas un tās ir vienādas ar pusē no ievades sprieguma (EAC).

Mainīga standarta rezistors (RST) ir savienots sērijā ar impedanci (ZX), kuru vērtību jāiegūst.

Vienādo krituma metode tiek izmantota nezināmas impedancijas lieluma noteikšanai.

Tas notiek, panākot vienādus sprieguma kritumus pāri mainīgajam rezistoram un impedancē (EAD = ECD) un novērtējot kalibrēto standarta rezistoru (šeit tas ir RST), kas ir arī nepieciešams, lai panāktu šo stāvokli.

Impedancijas fāzes leņķis (θ) var tikt iegūts, ņemot vērā sprieguma rādījumu pāri BD. Šeit tas ir EBD.

Mērītāja rādījums mainīsies atbilstoši savienotās nezināmas impedancijas Q faktoram (kvalitātes faktors).

Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) parasti lasa maiņstrāvu, kas mainās no 0V līdz maksimālajai vērtībai. Kad sprieguma rādījums ir nulle, Q vērtība būs nulle un fāzes leņķis būs 0o.

Kad sprieguma rādījums kļūst par maksimālo vērtību, Q vērtība būs bezgalīga un fāzes leņķis būs 90o.

Leņķis starp EAB un EAD būs vienāds ar θ/2 (nezināmas impedancijas fāzes leņķa puse). Tas notiek, jo EAD = EDC.

Mēs zinām, ka spriegums starp A un B (EAB) būs vienāds ar pusē no sprieguma starp A un C (EAC, kas ir ievades spriegums). Voltmetra rādījums, EDB, var tikt iegūts θ/2 terminos. Tātad, θ (fāzes leņķis) var tikt noteikts. Vektora diagramma ir parādīta zemāk.

Lai iegūtu pirmo aproksimāciju impendances lieluma un fāzes leņķa, šī metode tiek izvēlēta. Lai sasniegtu precīzāku mērījumu, tiek izvēlēts komerciālais vektoriālais impedancemērs.

Komerciālais Vektoriālais Impedancemērs

Impedance var tikt tieši mērīta, izmantojot komerciālu vektoriālo impedancemēru polārajā formā. Tikai viens balansēšanas kontroles elements tiek izmantots šeit, lai iegūtu gan fāzes leņķi, gan impendances lielumu.

Šī metode var tikt izmantota, lai noteiktu jebkuru kombināciju no rezistīvitātes (R), kapacitānces (C) un induktīvitātes (L). Papildus tam, tā var mērīt sarežģītākas impedancijas, nevis tikai tīrus elementus (C, L vai R).

Parastajās mosta shēmās sastopamais trūkums, piemēram, pārāk daudz secīgu pielāgojumu, šeit ir izbeidzts. Impedancijas mērījumu diapazons ir no 0,5 līdz 100 000Ω frekvences diapazonā no 30 Hz līdz 40 kHz, ja tiek izmantots ārējs oscillators, lai nodrošinātu piegādi.

Iekšēji ģenerētās frekvences ir 1 kHz vai 400 Hz vai 60 Hz un ārēji līdz 20 kHz. Mērījumu precizitāte impendances lieluma rādījumos ir ± 1%, bet fāzes leņķim tas būs ± 2%.

Shēma impendances lieluma mērīšanai ir parādīta zemāk.

Šeit, lai mērītu lielumu, RX ir mainīgs rezisors, un to var mainīt, izmantojot kalibrēšanas impendances daliņu.

Abu mainīgo rezistoru un nezināmas impedancijas (ZX) sprieguma kritumi tiek padarīti vienādi, pielāgojot šo daliņu. Katrs sprieguma kritums tiek pastiprināts, izmantojot divus balansēto pastiprinātāju moduļus.

Tādējādi tā tiek nodota divu savienojuma dubultās rektifikatoru sadaļai. Šeit matemātiskā summa no rektifikatoru izvadiem tiek iegūta kā nulle, un tā tiek rādīta kā nulles rādījums rādītājā. Tātad, nezināma impendancija var tikt tieši iegūta no mainīgā rezistora daliņas.

Nākamais, mēs redzēsim, kā šajā mērītājā tiek iegūts fāzes leņķis. Pirmajā solī pārslēgšanas mehānisma izvēlē ir iestatīts kalibrēšanas stāvoklis un tiek kalibrēts iestrādātais spriegums.

Tas tiek darīts, iestatot to, lai iegūtu pilnīgu skalu defleksiju VTVM vai rādītājā.

Pēc tam pārslēgšanas mehānisms tiek saglabāts fāzes pozīcijā. Šajā stāvoklī pārslēgšanas mehānisms padara balansēto pastiprinātāja izvadi paralēlu, pirms tā tiek rektificēta.

Tagad, AC spriegumu kopsumma, kas nāk no pastiprinātājiem, ir noteikti funkcija no AC spriegumiem, kas atrodas pastiprinātājos.

Rektificētais spriegums, kas rezultātā rodas no šī vektora atšķirības, tiek rādīts rādītājā vai DC VTVM. Tas patiesībā ir fāzes leņķa mērs starp sprieguma kritumu pāri nezināmajai impendancijai un mainīgam rezistoram.

Šie sprieguma kritumi būs vienādi lielumā, bet fāze būs atšķirīga. Tātad, fāzes leņķis tiek tieši nolasīts no šī instrumenta.