Como usar um medidor de impedância

Aprenda a usar um medidor de impedância! Métodos básicos de medição

Visão geral

Os medidores de impedância medem a impedância ou resistência ao fluxo de uma corrente alternada (AC). Esta página fornece uma introdução detalhada ao conhecimento básico sobre impedância, métodos para medir impedância e como usar um medidor de impedância.

O que é impedância?

Vamos começar definindo impedância. Em uma palavra, impedância é uma quantidade que expressa resistência ao fluxo de uma corrente AC.
Quando você conecta um produto elétrico, motor ou outro dispositivo a uma fonte de alimentação CA, a corrente fluirá pelos circuitos do dispositivo. A impedância é calculada dividindo a tensão em tal circuito por sua corrente. Em suma, a impedância pode ser descrita como limitando o fluxo de corrente em um circuito CA. A impedância é indicada pelo símbolo “Z” e medida em ohms (Ω), a mesma unidade usada para medir a resistência CC. Quanto maior a impedância, maior a resistência ao fluxo de corrente.

Como a impedância é medida?

Como a impedância em si não é um fenômeno visível, é necessário usar um instrumento de medição para medi-la. Instrumentos capazes de medir impedância incluem medidores de impedância, medidores LCR e analisadores de impedância. Existem vários métodos pelos quais a impedância pode ser medida.

Método de ponte

Este método usa um circuito de ponte para calcular uma resistência desconhecida. Requer que o ajuste do equilíbrio seja realizado usando um galvanômetro. Embora a técnica forneça um alto grau de precisão (cerca de 0,1%), é pouco adequada para medições de alta velocidade.

método IV

Este método calcula a impedância medindo as tensões através de um resistor de detecção de corrente e uma impedância desconhecida. Também pode ser usado para medir amostras que estão aterradas. À medida que a impedância aumenta, a técnica torna-se cada vez mais suscetível aos efeitos do voltímetro.

método RF IV

Este método usa o mesmo princípio básico de medição que o método IV. Ele permite a medição de impedância de alta frequência usando um circuito que corresponde à impedância característica de um cabo coaxial de alta frequência e um conector coaxial de alta frequência. É difícil usar esta técnica para medição de banda larga porque a banda de frequência de medição é limitada pelo transformador do cabeçote de teste.

Método de ponte balanceado automaticamente

Este método usa o mesmo princípio básico de medição que o método da ponte. Ele fornece cobertura para uma ampla banda de frequência (1 mHz a 100 MHz). No entanto, essa cobertura não se estende às altas frequências. Muitos medidores LCR usam esta técnica.

Cada método oferece suas próprias vantagens e desvantagens, portanto, você precisará definir claramente que tipo de impedância você precisa medir antes de escolher o melhor método a ser usado.

Usando um medidor de impedância

O método usado para medir a impedância depende do instrumento que está sendo usado. Por exemplo, o medidor LCR IM3523 da Hioki pode medir impedância com um alto grau de precisão em uma ampla gama de configurações de frequência de medição.

Além da medição normal, este instrumento pode medir de forma contínua e rápida diferentes parâmetros sob diferentes condições (frequência de medição e nível de sinal).

Ele também pode salvar até 60 conjuntos de condições de medição e até 128 valores de correção para correção de abertura/curto e correção de comprimento de cabo. Grupos de configurações podem ser carregados rapidamente de uma só vez para melhorar a eficiência do trabalho.

Além disso, os terminais de controle externo do instrumento permitem que você construa linhas de teste automatizadas mais rapidamente.

Causas de instabilidade na medição de impedância

Dependendo do método de medição em uso, os medidores de impedância podem retornar um valor diferente cada vez que uma medição é feita. Se os valores medidos do medidor de impedância não estabilizarem, verifique o seguinte:

Componentes parasitas dos componentes sendo medidos

Além dos valores de projeto para resistência e reatância, os componentes possuem componentes parasitas que causam variabilidade nos valores medidos. Mesmo diferenças no comprimento dos cabos conectados aos componentes e na distância entre eles podem fazer com que os valores medidos variem.

Ambiente de medição

Os resultados da medição de impedância são afetados por uma variedade de condições, incluindo a temperatura não apenas de resistores, mas também de capacitores e indutores, bem como capacitância da sonda e capacitância parasita.
Essa característica requer etapas como manter um ambiente de medição consistente e calcular a média de várias medições em vez de usar uma única medição para determinar o valor.

polarização DC

A polarização DC é uma tensão minúscula que ocorre em instrumentos e circuitos de medição. Por exemplo, ocorre quando a sonda e o fio são feitos de materiais diferentes. A força eletromotriz térmica resultante causa polarização DC.

Resumo

A impedância quantifica a resistência a uma corrente CA e sua medição requer um instrumento dedicado. Como há uma variedade de métodos de medição, é importante escolher o melhor método com base em sua finalidade e nas vantagens e desvantagens de cada método.
A medição de impedância é extremamente delicada e propensa a variabilidade devido a fatores como frequência, ambiente de medição e polarização DC. Essa característica requer etapas como a média de várias medições.

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