Vector Impedance Meter Vectormeter voor impedantie
Impedantie, die zowel grootte als fase heeft, is werkelijk een tegenstander voor de stroom in AC-schakelingen bij aanwezigheid van een aangebracht spanning.
De Vector Impedance Meter wordt gebruikt om zowel de amplitude als de faserichting van impedantie (Z) te meten.
Normaal gesproken worden bij andere meettechnieken van impedantie de individuele waarden van weerstand en reactant verkregen in rechthoekige vorm. Dat is
Maar hier kan de impedantie in poolvorm worden verkregen. Dat wil zeggen |Z| en de faserichting (θ) van de impedantie kunnen worden verkregen met deze meter. Het schema is hieronder weergegeven.
Twee weerstanden met gelijke weerstandswaarden zijn hier ingebouwd. De spanningsval over RAB is EAB en die van RBC is EBC. Beide waarden zijn hetzelfde en gelijk aan de helft van de waarde van de ingangsspanning (EAC).
Een variabele standaardweerstand (RST) is in serie verbonden met de impedantie (ZX) waarvan de waarde moet worden bepaald.
De methode van gelijke afwijking wordt gebruikt voor de bepaling van de grootte van de onbekende impedantie.
Dit gebeurt door gelijke spanningsval over de variabele weerstand en de impedantie (EAD = ECD) te bereiken en de gekalibreerde standaardweerstand (hier RST) te evalueren, wat ook nodig is om deze conditie te bereiken.
De faserichting van de impedantie (θ) kan worden verkregen door de spanning over BD te meten. Hier is dat EBD.
De meterafwijking zal variëren volgens de Q-factor (kwaliteitsfactor) van de aangesloten onbekende impedantie.
De Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) leest normaal gesproken wisselspanningen die variëren van 0V tot de maximale waarde. Wanneer de spanning 0V is, zal de Q-waarde 0 zijn en de faserichting 0o.
Wanneer de spanning de maximale waarde bereikt, zal de Q-waarde oneindig zijn en de faserichting 90o.
De hoek tussen EAB en EAD zal gelijk zijn aan θ/2 (de helft van de faserichting van de onbekende impedantie). Dit komt omdat EAD = EDC.
We weten dat de spanning tussen A en B (EAB) gelijk zal zijn aan de helft van de spanning tussen A en C (EAC, de ingangsspanning). De lezing van de voltmeter, EDB, kan dus worden uitgedrukt in termen van θ/2. Daarom kan θ (faserichting) worden bepaald. Het vector diagram is hieronder weergegeven.
Voor het verkrijgen van de eerste benadering van de grootte en faserichting van de impedantie wordt deze methode verkozen. Voor nauwkeuriger metingen wordt de commerciële vector impedancemeter verkozen.
Commerciële Vector Impedancemeter
Impedantie kan rechtstreeks worden gemeten met behulp van een commerciële vector impedancemeter in poolvorm. Slechts één balansregelaar wordt in dit apparaat gebruikt om zowel de faserichting als de grootte van de impedantie te krijgen.
Met deze methode kan elke combinatie van weerstand (R), capaciteit (C) en inductie (L) worden bepaald. Bovendien kan het complexe impedanties meten in plaats van zuivere elementen (C, L of R).
Het belangrijkste nadeel van traditionele brugcircuits, zoals te veel opeenvolgende regelingen, wordt hier weggenomen. Het meetbereik van de impedantie is 0,5 tot 100.000Ω over het frequentiebereik van 30 Hz tot 40 kHz wanneer een externe oscillator wordt gebruikt voor de voeding.
De intern gegenereerde frequenties zijn 1 kHz of 400 Hz of 60 Hz en extern tot 20 kHz. De nauwkeurigheid in de lezingen van de grootte van de impedantie is ± 1% en voor de faserichting ± 2%.
Het schema voor de meting van de grootte van de impedantie is hieronder weergegeven.
Hier, voor de groottemeting, is RX de variabele weerstand en deze kan worden aangepast met de kalibratieimpedantiedraai.
De spanningsval van zowel de variabele weerstand als de onbekende impedantie (ZX) worden gelijk gemaakt door deze draai aan te passen. Elke spanningsval wordt versterkt door gebruik te maken van twee modules van gebalanceerde versterkers.
Dit wordt vervolgens doorgestuurd naar de sectie van de verbonden dubbele rectifier. Hierin is de wiskundige som van de uitvoer van de rectifiers gelijk aan nul en dit wordt weergegeven als de nul-lezing in de indicatiemeter. Zo kan de onbekende impedantie rechtstreeks van de draai van de variabele weerstand worden afgelezen.
Daarna zien we hoe de faserichting in deze meter wordt verkregen. Eerst wordt de schakelaar ingesteld op de kalibratiepositie en wordt de ingespoten spanning gekalibreerd.
Dit wordt gedaan door het instellen voor het verkrijgen van de volledige schaalafwijking in de VTVM of de indicatiemeter.
Daarna wordt de functieschakelaar in de fasepositie gezet. In deze toestand zal de functieschakelaar de uitvoer van de gebalanceerde versterker parallel maken voordat deze naar rectificatie gaat.
Nu is de som van de wisselspanningen die van de versterkers komen, absoluut een functie van het vectorverschil tussen de wisselspanningen op de versterkers.
De spanning die als gevolg van dit vectorverschil wordt gerectificeerd, wordt weergegeven in de indicatiemeter of DC VTVM. Dit is eigenlijk de maat voor de faserichting tussen de spanningsval over de onbekende impedantie en de variabele weerstand.
Deze spanningsvallen zijn gelijk in grootte, maar verschillen in fase. Dus de faserichting wordt direct van dit instrument afgelezen.
De kwaliteitsfactor en dissipatiefactor kunnen ook van deze faserichting worden berekend indien nodig.
Het schema voor de meting van de faserichting (θ) is hieronder weergegeven.
Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn waard om gedeeld te worden, indien er een inbreuk is contacteer dan voor verwijdering.
