Vektorimpedanzmessgerät

Die Impedanz, die sowohl Betrag als auch Phase aufweist, ist dem Stromfluss in Wechselstromkreisen bei Vorhandensein einer angelegten Spannung wirklich ein Gegner. Das Vektorimpedanzmessgerät wird verwendet, um sowohl die Amplitude als auch zu messenPhasenwinkel der Impedanz (Z). Normalerweise werden bei anderen Impedanzmessverfahren die einzelnen Werte für Widerstand und Reaktanz in rechteckiger Form erhalten. Das ist

Hier kann die Impedanz jedoch in polarer Form erhalten werden. Das ist | Z | und der Phasenwinkel (θ) der Impedanz kann mit diesem Messgerät erfasst werden. Die Schaltung ist unten gezeigt.

Hier sind zwei Widerstände mit gleichem Widerstandswert eingebaut. Der Spannungsabfall über R_AB ist E_AB und das von R_BC ist E_BC. Beide Werte sind gleich und entsprechen der Hälfte der Eingangsspannung (E_AC).

Ein variabler Standardwiderstand (R_ST) ist in Reihe mit der Impedanz (Z_X) den Wert muss erhalten werden. Zur Bestimmung der Größe der unbekannten Impedanz wird das Equal-Ablenk-Verfahren verwendet. Dies geschieht durch Erreichen der gleichen Spannungsabfälle über dem variablen Widerstand und der Impedanz (E_ANZEIGE = E_CD) und Auswertung des kalibrierten Standardwiderstandes (hier ist es R_ST), was auch notwendig ist, um diese Bedingung zu erreichen.

Der Phasenwinkel der Impedanz (θ) kann erhalten werden, indem der Spannungswert über BD gemessen wird. Hier ist es E_BD. Die Durchbiegung des Messgeräts variiert entsprechendmit dem Q-Faktor (Qualitätsfaktor) der angeschlossenen unbekannten Impedanz. Das Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) liest normalerweise eine Wechselspannung, die von 0 V bis zum Maximalwert variiert. Wenn der Spannungswert Null ist, ist der Wert von Q Null und der Phasenwinkel ist 0^O. Wenn der Spannungswert den Maximalwert erreicht, ist der Wert von Q unendlich und der Phasenwinkel 90^O. Der Winkel zwischen E_AB und E_ANZEIGE ist gleich θ / 2 (die Hälfte des Phasenwinkels der unbekannten Impedanz). Dies ist weil E_ANZEIGE = E_DC.

Wir wissen, dass die Spannung an A und B (E_AB) ist gleich der Hälfte der Spannung an A und C (E_AC Welches ist die Eingangsspannung). Die Ablesung des Voltmeters, E_DB kann somit in Bezug auf θ / 2 erhalten werden. Somit kann θ (Phasenwinkel) bestimmt werden. Das Vektordiagramm ist unten dargestellt.

Um die erste Annäherung der Größe und des Phasenwinkels der Impedanz zu erhalten, wird dieses Verfahren bevorzugt. Für mehr Genauigkeit bei der Messung die kommerzielle Vektorimpedanzmesser Ist bevorzugt.

Kommerzieller Vektorimpedanzmesser

Die Impedanz kann sofort mit Hilfe von gemessen werdenkommerzieller Vektorimpedanzmesser in polarer Form. Dabei wird nur eine einzige Abgleichsteuerung verwendet, um sowohl den Phasenwinkel als auch die Größe der Impedanz zu erhalten. Mit dieser Methode kann eine beliebige Kombination aus Widerstand (R), Kapazität (C) und Induktivität (L) bestimmt werden. Darüber hinaus kann es komplexe Impedanzen anstelle von reinen Elementen (C, L oder R) messen. Der Hauptnachteil bei herkömmlichen Brückenschaltungen wie zu viele aufeinanderfolgende Einstellungen werden hier beseitigt. Der Messbereich der Impedanz beträgt 0,5 bis 100.000 Ω im Frequenzbereich von 30 Hz bis 40 kHz, wenn ein externer Oszillator zur Versorgung verwendet wird. Die intern erzeugten Frequenzen betragen 1 kHz oder 400 Hz oder 60 Hz und extern bis zu 20 kHz. Die Ablesegenauigkeit der Impedanz beträgt ± 1% und für den Phasenwinkel ± 2%. Die Schaltung zur Messung der Impedanz ist unten dargestellt.

Hier für die Größenmessung R_X ist der variable Widerstand und kann mit dem Einstellrad für die Kalibrierung der Impedanz geändert werden. Die Spannung fällt sowohl bei dem variablen Widerstand als auch bei der unbekannten Impedanz (Z_X) werden durch Einstellen dieses Einstellrads gleich gemacht. Jeder Spannungsabfall wird durch die Verwendung der zwei symmetrischen Verstärkermodule verstärkt. Diese wird dann dem Abschnitt des angeschlossenen Doppelgleichrichters zugewiesen. Dabei kann die arithmetische Summe der Ausgänge des Gleichrichters als Null erhalten werden, und dies wird als Nullwert in der Anzeige angezeigt. Somit kann die unbekannte Impedanz direkt von der Skala des variablen Widerstands erhalten werden.
Als Nächstes können wir sehen, wie der Phasenwinkel erhalten wirdin diesem Meter. Zuerst wird der Schalter in die Kalibrierungsposition gebracht und die eingespeiste Spannung wird kalibriert. Dies wird durch Einstellen der vollen Skalenablenkung im VTVM oder der Anzeige des Messgeräts erreicht. Danach wird der Funktionsschalter in Phasenlage gehalten. In diesem Zustand macht der Funktionsschalter den Ausgang des Gegentaktverstärkers parallel, bevor er zur Gleichrichtung geht. Nun ist die Summe der Wechselspannungen, die von den Verstärkern stammen, definitiv eine Funktion der Vektordifferenz zwischen den Wechselspannungen an den Verstärkern. Die Spannung, die aufgrund dieser Vektordifferenz gleichgerichtet wird, wird in der Anzeige oder DC VTVM angezeigt. Dies ist tatsächlich das Maß für den Phasenwinkel zwischen dem Spannungsabfall über der unbekannten Impedanz und dem variablen Widerstand. Diese Spannungsabfälle sind gleich groß, aber die Phase ist unterschiedlich. Daher wird der Phasenwinkel durch direktes Ablesen von diesem Instrument erhalten. Aus diesem Phasenwinkel können bei Bedarf auch der Qualitätsfaktor und der Verlustfaktor berechnet werden. Das Schaltbild zur Messung des Phasenwinkels (θ) ist unten dargestellt.