Vekektimpedansmåler

Impedans, som har både størrelse og fase, er virkelig en motstander for strømfløyten i AC-kretser når det er påført et spenn.

Vektorkompensasjonsmåleren brukes for å måle både amplituden og fasevinkelen til impedansen (Z).

Normalt, i andre målemetoder for impedans, oppnås individuelle verdier av motstand og reaktiv motstand i rektangulær form. Det vil si

Men her kan impedansen oppnås i polær form. Det vil si |Z| og fasevinkel (θ) av impedansen kan hentes med denne måleren. Kretsen vises nedenfor.

To motstandere med like motstandsverdier er inkludert her. Spenningsfall over RAB er EAB og det av RBC er EBC. Begge verdiene er de samme og det er lik halvparten av inngangsspenningsverdien (EAC).

En variabel standardmotstand (RST) er koblet i serie med impedansen (ZX) som skal bestemmes.

Lik defleksjonsmetode brukes for å bestemme størrelsen på den ukjente impedansen.

Dette gjøres ved å oppnå like spenningsfall over den variable motstanden og impedansen (EAD = ECD) og evaluere den kalibrerte standardmotstanden (her er det RST) som også er nødvendig for å oppnå dette tilstanden.

Fasevinkelen til impedansen (θ) kan hentes ved å ta spenningslesingen over BD. Her er det EBD.

Målerdefleksjonen vil variere i henhold til Q-faktoren (kvalitetsfaktor) til den koblet ukjente impedansen.

Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) leser normalt AC-spenninger som varierer fra 0V til maksimal verdi. Når spenningslesingen er null, vil Q-verdien være null og fasevinkelen vil være 0o.

Når spenningslesingen blir maksimal verdi, vil Q-verdien være uendelig og fasevinkelen vil være 90o.

Vinkelen mellom EAB og EAD vil være lik θ/2 (halvparten av fasevinkelen til den ukjente impedansen). Dette er fordi EAD = EDC.

Vi vet at spenningsfall over A og B (EAB) vil være lik halvparten av spenningsfall over A og C (EAC som er inngangsspenningsverdien). Lesingen av voltmeteren, EDB kan dermed hentes i termer av θ/2. Dermed kan θ (fasevinkel) bestemmes. Vektorgrafen vises nedenfor.

For å få første tilnærming av størrelsen og fasevinkelen til impedansen, foretrekker man denne metoden. For å oppnå større nøyaktighet i målingen foretrekker man kommersiell vektorkompensasjonsmåler.

Kommersiell vektorkompensasjonsmåler

Impedans kan direkte måles ved bruk av en kommersiell vektorkompensasjonsmåler i polær form. Bare en enkelt justeringskontroll brukes her for å få både fasevinkelen og størrelsen av impedansen.

Denne metoden kan brukes til å bestemme enhver kombinasjon av motstand (R), kapasitans (C) og induktans (L). I tillegg kan den måle komplekse impedanser snarere enn rene elementer (C, L eller R).

Det vesentlige ulempe i konvensjonelle brokretser som for mange consecutive justeringer er eliminert her. Målingsområdet for impedans er 0,5 til 100 000Ω over frekvensområdet 30 Hz til 40 kHz når en ekstern oscillator brukes for å gi strøm.

Frekvensene generert internt er 1 kHz eller 400 Hz eller 60 Hz og eksternt opp til 20 kHz. Nøyaktigheten i lesingene av størrelsen av impedansen er ± 1% og for fasevinkelen vil den være ± 2%.

Kretsen for måling av størrelsen av impedansen vises nedenfor.

Her, for størrelsesmåling, er RX den variable motstanden og den kan endres med kalibrert impedansdisk.

Spenningsfallene for både den variable motstanden og den ukjente impedansen (ZX) gjøres like ved å justere denne disken. Hvert spenningsfall blir forsterket ved hjelp av to moduler av balanserte forsterkere.

Dette sendes deretter til seksjonen med den forbundne dobbel rettifier. Her kan den aritmetiske summen av utgangene fra rettifieren hentes som null, og dette vises som nulllesing i indikeringsmåleren. Slik kan den ukjente impedansen hentes direkte fra disken av den variable motstanden.

Deretter kan vi se hvordan fasevinkelen oppnås i denne måleren. Først settes skruen i kalibreringsposisjonen, og det innspilte spenningsfallet kalibreres.

Dette gjøres ved å sette det for å få fullskaladefleksjon i VTVM eller indikeringsmåleren.

Etterpå holdes funksjonsknappen i faseposisjon. I denne situasjonen vil funksjonsknappen gjøre utgangen av den balanserte forsterker parallell før rettifisering.

Nå er summen totalen av AC-spenninger som kommer fra forsterkerne definitivt en funksjon av vektorskillnadene blant AC-spenninger på forsterkerne.

Spenningsfallet som rettifies som følge av denne vektorskillelsen indikeres i indikeringsmåleren eller DC VTVM. Dette er faktisk målet for fasevinkelen mellom spenningsfallet over den ukjente impedansen og den variable motstanden.

Disse spenningsfallene vil være like i størrelse, men fasen er forskjellig. Derfor hentes fasevinkelen ved direkte lesing fra dette instrumentet.

Kvalitetsfaktoren og dissipasjonsfaktoren kan også beregnes fra denne fasevinkelen hvis det er nødvendig.

Kretsskjemaet for måling av fasevinkelen (θ) vises nedenfor.

Erklæring: Respektér originalen, gode artikler er verd å dele, hvis det er overtredelse, kontakt for sletting.