วิธีการใช้เครื่องวัดความต้านทาน
เรียนรู้การใช้อิมพีแดนซ์มิเตอร์! วิธีการวัดพื้นฐาน
ภาพรวม
มิเตอร์อิมพีแดนซ์วัดอิมพีแดนซ์หรือความต้านทานต่อการไหลของกระแสสลับ (AC) หน้านี้ให้ข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์ วิธีการวัดอิมพีแดนซ์ และวิธีการใช้เครื่องวัดอิมพีแดนซ์
อิมพีแดนซ์คืออะไร?
เริ่มต้นด้วยการกำหนดอิมพีแดนซ์ กล่าวอีกนัยหนึ่งอิมพีแดนซ์คือปริมาณที่แสดงความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟ AC
เมื่อคุณเชื่อมต่อผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า มอเตอร์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ เข้ากับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านวงจรของอุปกรณ์ อิมพีแดนซ์คำนวณโดยการหารแรงดันในวงจรดังกล่าวด้วยกระแสของมัน กล่าวโดยย่อ อิมพีแดนซ์สามารถอธิบายได้ว่าเป็นการจำกัดการไหลของกระแสในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ อิมพีแดนซ์จะแสดงด้วยสัญลักษณ์ "Z" และวัดเป็นโอห์ม (Ω) ซึ่งเป็นหน่วยเดียวกับที่ใช้วัดความต้านทานกระแสตรง ยิ่งอิมพีแดนซ์สูงเท่าใด กระแสไฟก็จะยิ่งมีความต้านทานมากขึ้น
อิมพีแดนซ์วัดได้อย่างไร?
เนื่องจากอิมพีแดนซ์เองไม่ใช่ปรากฏการณ์ที่มองเห็นได้ จึงจำเป็นต้องใช้เครื่องมือวัดเพื่อวัด เครื่องมือที่สามารถวัดอิมพีแดนซ์ ได้แก่ เครื่องวัดอิมพีแดนซ์ เครื่องวัด LCR และเครื่องวิเคราะห์อิมพีแดนซ์ มีหลายวิธีที่สามารถวัดอิมพีแดนซ์ได้
วิธีสะพาน
วิธีนี้ใช้วงจรบริดจ์เพื่อคำนวณความต้านทานที่ไม่รู้จัก ต้องมีการปรับความสมดุลโดยใช้กัลวาโนมิเตอร์ แม้ว่าเทคนิคนี้จะให้ความแม่นยำสูง (ประมาณ 0.1%) แต่ก็ไม่เหมาะกับการวัดความเร็วสูง
วิธี IV
วิธีนี้จะคำนวณอิมพีแดนซ์โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานการตรวจจับปัจจุบันและอิมพีแดนซ์ที่ไม่รู้จัก นอกจากนี้ยังสามารถใช้วัดตัวอย่างที่มีการต่อสายดินได้อีกด้วย เมื่ออิมพีแดนซ์เพิ่มขึ้น เทคนิคจะไวต่อผลกระทบของโวลต์มิเตอร์มากขึ้น
วิธี RF IV
วิธีนี้ใช้หลักการวัดพื้นฐานแบบเดียวกับวิธี IV ช่วยให้สามารถวัดอิมพีแดนซ์ความถี่สูงได้โดยใช้วงจรที่ตรงกับอิมพีแดนซ์เฉพาะของสายเคเบิลโคแอกเซียลความถี่สูงและคอนเน็กเตอร์โคแอกเซียลความถี่สูง เป็นเรื่องยากที่จะใช้เทคนิคนี้สำหรับการวัดแบบไวด์แบนด์ เนื่องจากแถบความถี่ในการวัดถูกจำกัดโดยหม้อแปลงของหัวทดสอบ
วิธีบริดจ์ที่สมดุลโดยอัตโนมัติ
วิธีนี้ใช้หลักการวัดพื้นฐานแบบเดียวกับวิธีบริดจ์ ครอบคลุมย่านความถี่กว้าง (1 mHz ถึง 100 MHz) อย่างไรก็ตาม ความครอบคลุมนั้นไม่ได้ครอบคลุมถึงความถี่สูง เครื่องวัด LCR จำนวนมากใช้เทคนิคนี้
แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ดังนั้น คุณจะต้องกำหนดให้ชัดเจนว่าคุณต้องวัดอิมพีแดนซ์ประเภทใดก่อนที่จะเลือกวิธีที่ดีที่สุดที่จะใช้
การใช้เครื่องวัดความต้านทาน
วิธีการที่ใช้ในการวัดอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับเครื่องมือที่ใช้ ตัวอย่างเช่น LCR Meter IM3523 ของ Hioki สามารถวัดอิมพีแดนซ์ด้วยความแม่นยำสูงในการตั้งค่าความถี่ในการวัดที่หลากหลาย
การวัด 40 Hz
การวัด 200 Hz
นอกเหนือจากการวัดปกติแล้ว เครื่องมือนี้สามารถวัดพารามิเตอร์ต่างๆ ได้อย่างต่อเนื่องและรวดเร็วภายใต้สภาวะต่างๆ (ความถี่ในการวัดและระดับสัญญาณ)
การวัด C-D+ESR ของตัวเก็บประจุ
นอกจากนี้ยังสามารถบันทึกเงื่อนไขการวัดได้มากถึง 60 ชุดและค่าการแก้ไขสูงสุด 128 ค่าสำหรับการแก้ไขการเปิด/สั้นและการแก้ไขความยาวสายเคเบิล สามารถโหลดกลุ่มการตั้งค่าได้อย่างรวดเร็วในคราวเดียว เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน
นอกจากนี้ หน้าจอแสดงค่าน้ำหนักควบคุมภายนอกของเครื่องมือยังช่วยให้คุณสร้างสายการทดสอบอัตโนมัติได้รวดเร็วยิ่งขึ้น
สาเหตุของความไม่เสถียรในการวัดอิมพีแดนซ์
ขึ้นอยู่กับวิธีการวัดที่ใช้งาน มิเตอร์อิมพีแดนซ์อาจคืนค่าที่แตกต่างกันทุกครั้งที่ทำการวัด หากค่าที่วัดได้ของมิเตอร์อิมพีแดนซ์ของคุณไม่เสถียร ให้ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:
ส่วนประกอบที่เป็นกาฝากของส่วนประกอบที่กำลังวัด
นอกเหนือจากค่าการออกแบบสำหรับความต้านทานและค่ารีแอกแตนซ์แล้ว ส่วนประกอบยังมีส่วนประกอบที่เป็นกาฝากที่ก่อให้เกิดความแปรปรวนในค่าที่วัดได้ แม้แต่ความแตกต่างในความยาวของลีดที่เชื่อมต่อกับส่วนประกอบและระยะห่างระหว่างพวกมันก็อาจทำให้ค่าที่วัดได้แตกต่างกัน
สภาพแวดล้อมในการวัด
ผลการวัดอิมพีแดนซ์ได้รับผลกระทบจากสภาวะต่างๆ มากมาย รวมถึงอุณหภูมิของตัวต้านทานไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ เช่นเดียวกับความจุของโพรบและความจุจรจัด
คุณลักษณะนี้จำเป็นต้องมีขั้นตอน เช่น การรักษาสภาพแวดล้อมในการวัดที่สม่ำเสมอ และการหาค่าเฉลี่ยของการวัดหลายรายการ แทนที่จะใช้การวัดเดียวในการกำหนดค่า
DC อคติ
DC bias เป็นแรงดันไฟฟ้าจิ๋วที่เกิดขึ้นในเครื่องมือวัดและวงจร ตัวอย่างเช่น เกิดขึ้นเมื่อโพรบและสายไฟทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน แรงเคลื่อนไฟฟ้าเชิงความร้อนที่เป็นผลทำให้เกิดอคติ DC
สรุป
อิมพีแดนซ์วัดความต้านทานกระแสไฟ AC และการวัดต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ เนื่องจากมีวิธีการวัดที่หลากหลาย การเลือกวิธีการที่ดีที่สุดตามวัตถุประสงค์ของคุณและข้อดีและข้อเสียของแต่ละวิธีจึงเป็นสิ่งสำคัญ
การวัดอิมพีแดนซ์มีความละเอียดอ่อนอย่างยิ่งและมีแนวโน้มที่จะผันแปรได้เนื่องจากปัจจัยต่างๆ รวมถึงความถี่ สภาพแวดล้อมในการวัด และอคติ DC คุณลักษณะนี้จำเป็นต้องมีขั้นตอนต่างๆ เช่น การหาค่าเฉลี่ยของการวัดหลายค่า
