Wektorowy miernik impedancji
Impedancja, która ma zarówno wartość, jak i fazę, jest prawdziwym przeciwnikiem przepływu prądu w obwodach prądu zmiennego przy obecności zastosowanego napięcia.
Wektorowy miernik impedancji służy do pomiaru zarówno amplitudy, jak i kąta fazowego impedancji (Z).
Zazwyczaj, w innych metodach pomiaru impedancji, otrzymuje się indywidualne wartości oporu i reaktancji w formie prostokątnej. To oznacza, że
Ale tutaj, impedancję można uzyskać w formie biegunowej. To oznacza, że |Z| i kąt fazowy (θ) impedancji można zdobyć za pomocą tego miernika. Układ jest przedstawiony poniżej.
Dwa opory o równych wartościach są tu zastosowane. Upadek napięcia na RAB to EAB, a na RBC to EBC. Oba wartości są takie same i wynoszą połowę wartości wejściowego napięcia (EAC).
Zmienny standardowy opór (RST) jest podłączony szeregowo z impedancją (ZX), której wartość trzeba uzyskać.
Metoda równych odchyłek jest używana do określenia wielkości nieznanej impedancji.
Jest to osiągane poprzez uzyskanie równych upadków napięcia na zmiennym oporze i impedancji (EAD = ECD) i oceny kalibrowanego standardowego oporu (tu jest to RST), który jest również niezbędny do osiągnięcia tego stanu.
Kąt fazowy impedancji (θ) można uzyskać, odczytując napięcie na BD. Tu jest to EBD.
Odchyłka miernika będzie się zmieniać w zależności od czynnika jakościowego Q (quality factor) podłączonej nieznanej impedancji.
Elektromechaniczny miernik napięcia (VTVM) zazwyczaj odczytuje napięcie AC, które zmienia się od 0V do maksymalnej wartości. Gdy odczyt napięcia wynosi zero, wartość Q będzie wynosić zero, a kąt fazowy będzie wynosić 0o.
Gdy odczyt napięcia osiągnie maksymalną wartość, wartość Q będzie nieskończona, a kąt fazowy będzie wynosić 90o.
Kąt między EAB a EAD będzie równy θ/2 (połowa kąta fazowego nieznanej impedancji). Jest to dlatego, że EAD = EDC.
Wiemy, że napięcie między A i B (EAB) będzie równe połowie napięcia między A i C (EAC, co jest napięciem wejściowym). Odczyt woltomierza, EDB można uzyskać w postaci θ/2. Stąd, θ (kąt fazowy) można określić. Diagram wektorowy jest pokazany poniżej.
Do uzyskania pierwszej aproksymacji wielkości i kąta fazowego impedancji preferowany jest ten sposób. Dla uzyskania większej dokładności pomiaru preferowany jest komercyjny wektorowy miernik impedancji.
Komercyjny wektorowy miernik impedancji
Impedancja może być bezpośrednio zmierzona za pomocą komercyjnego wektorowego miernika impedancji w formie biegunowej. W tym celu używa się tylko jednego regulatora balansu, aby otrzymać zarówno kąt fazowy, jak i wielkość impedancji.
Ta metoda może być użyta do określenia dowolnej kombinacji oporu (R), pojemności (C) i indukcyjności (L). Ponadto, może mierzyć skomplikowane impedancje, a nie czyste elementy (C, L lub R).
Główna wada konwencjonalnych mostowych układów, jak zbyt wiele kolejnych regulacji, jest tu eliminowana. Zakres pomiaru impedancji wynosi 0,5 do 100 000Ω w zakresie częstotliwości 30 Hz do 40 kHz, gdy zewnętrzny oscylator jest używany do zasilania.
Częstotliwości generowane wewnętrznie wynoszą 1 kHz, 400 Hz lub 60 Hz, a zewnętrznie do 20 kHz. Dokładność odczytów wielkości impedancji wynosi ± 1%, a dla kąta fazowego ± 2%.
Układ do pomiaru wielkości impedancji jest pokazany poniżej.
Tutaj, do pomiaru wielkości, RX to zmienny opór i może być zmieniany za pomocą skalowania impedancji.
Upadki napięcia zarówno na zmiennym oporze, jak i na nieznanej impedancji (ZX) są wyrównane poprzez dostosowanie tego regulatora. Każdy upadek napięcia jest wzmacniany za pomocą dwóch modułów zrównoważonych wzmacniaczy.
To jest następnie przekazywane do sekcji podłączonego dwustronnego prostownika. W tym miejscu arytmetyczna suma wyjść prostownika może wynosić zero i jest to pokazywane jako odczyt zerowy w wskazującym mierniku. Tak więc, nieznana impedancja może być bezpośrednio odczytana ze skalowania zmiennego oporu.
Następnie zobaczymy, jak kąt fazowy jest uzyskiwany w tym mierniku. Najpierw przełącznik jest ustawiony w pozycji kalibracji, a napięcie wprowadzone jest kalibrowane.
To jest robione przez jego ustawienie, aby uzyskać pełnoskalową odchyłkę w VTVM lub wskazującym mierniku.
Po tym, przełącznik funkcji jest ustawiony w pozycji fazowej. W tej sytuacji, przełącznik funkcji połączy wyjście zrównoważonego wzmacniacza równolegle przed prostowaniem.
Teraz, sumaryczne napięcie AC, które pochodzi z wzmacniaczy, jest z pewnością funkcją wektorowej różnicy między napięciami AC na wzmacniaczach.
Napięcie, które jest prostowane w wyniku tej wektorowej różnicy, jest wskazywane w wskazującym mierniku lub DC VTVM. To jest faktycznie miara kąta fazowego między upadkiem napięcia na nieznanej impedancji a zmiennym oporem.
Te upadki napięcia będą miały taką samą wielkość, ale różne fazy. Stąd, kąt fazowy jest odczytywany bezpośrednio z tego instrumentu.
Czynnik jakościowy i czynnik dysypacji mogą także być obliczone z tego kąta fazowego, jeśli to jest potrzebne.
Schemat obwodu do pomiaru kąta fazowego (θ) jest pokazany poniżej.
Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich
