เครื่องวัดความต้านทานคืออะไร?
เครื่องวัดความต้านทานคืออะไร? ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์และข้อควรพิจารณาในการวัดที่สำคัญ
ภาพรวม
ไม่สามารถมองเห็นอิมพีแดนซ์ซึ่งเป็นการวัดความต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ดังนั้นจึงต้องวัดด้วยเครื่องมือเฉพาะที่เรียกว่าเครื่องวัดอิมพีแดนซ์ หากคุณไม่เคยใช้เครื่องวัดอิมพีแดนซ์ คุณอาจมีคำถามหลายข้อ เช่น วิธีการใช้เครื่องมือและสิ่งที่คุณต้องระวังเมื่อใช้งาน
หน้านี้ตอบคำถามเหล่านั้นโดยให้ข้อมูลเบื้องต้นที่เข้าใจง่ายเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์ วิธีการใช้เครื่องวัดอิมพีแดนซ์ และข้อควรระวังที่ควรคำนึงถึงในระหว่างการวัด
อิมพีแดนซ์คืออะไร?
ผู้อ่านบางคนอาจไม่เข้าใจว่าอิมพีแดนซ์คืออะไร อิมพีแดนซ์แสดงถึงความต้านทานต่อกระแสสลับ มันแสดงโดยใช้สัญลักษณ์ "Z" และโอห์ม (Ω) เป็นหน่วย
ตัวเลขที่มากขึ้นแสดงถึงความต้านทานที่มากขึ้นต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า ในขณะที่ตัวเลขที่น้อยกว่าแสดงถึงความต้านทานที่น้อยกว่า อิมพีแดนซ์เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญมากในวงจรไฟฟ้า
อิมพีแดนซ์แตกต่างจากความต้านทานในวงจรกระแสตรง (DC) อย่างไร?
อิมพีแดนซ์คือความต้านทาน และแสดงได้โดยใช้หน่วย-โอห์ม-เดียวกันกับความต้านทาน DC ที่กล่าวว่าความต้านทานกระแสตรงและอิมพีแดนซ์ไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน ในระดับทั่วไป พวกเขาอธิบายแนวคิดเดียวกัน แต่อิมพีแดนซ์ AC นั้นซับซ้อนกว่า
ในวงจร DC ความต้านทาน (R) ขัดขวางการไหลของกระแส ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ คอยล์ (ตัวเหนี่ยวนำ L) และตัวเก็บประจุ (C) ยังขัดขวางการไหลของกระแส นอกเหนือจากความต้านทาน (R)
จำเป็นต้องมีเครื่องวัดอิมพีแดนซ์เพื่อวัดอิมพีแดนซ์
เนื่องจากอิมพีแดนซ์มองไม่เห็น คุณจึงต้องใช้เครื่องมือเฉพาะเพื่อวัด เครื่องมือที่สามารถวัดอิมพีแดนซ์ ได้แก่ เครื่องวัดอิมพีแดนซ์ เครื่องวัด LCR และเครื่องวิเคราะห์อิมพีแดนซ์
มีหลายวิธีในการวัดอิมพีแดนซ์ แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ดังนั้น ลักษณะ ช่วง และความแม่นยำของการวัดของคุณจะส่งผลต่อเครื่องมือที่คุณเลือก
ตารางต่อไปนี้สรุปวิธีการวัดอิมพีแดนซ์ คุณสามารถใช้เพื่อพัฒนาความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับวิธีการวัดอิมพีแดนซ์
วิธีการวัด | ข้อดี | ข้อเสีย |
---|---|---|
วิธีสะพาน | ความแม่นยำสูง (ประมาณ 0.1%) | ไม่เหมาะกับการวัดความเร็วสูง |
วิธี IV | สามารถวัดตัวอย่างที่ต่อสายดินได้ | มีความอ่อนไหวต่อผลกระทบของโวลต์มิเตอร์ในสัดส่วนกับขนาดของอิมพีแดนซ์ |
วิธีบริดจ์ที่สมดุลโดยอัตโนมัติ |
(มีการใช้มิเตอร์ LCR หลายตัว) | ไม่สามารถใช้วัดกระแสความถี่สูงได้ สำหรับความถี่ที่เกินหลายเมกะเฮิรตซ์ คุณจะต้องมีวงจรการแปลง IV ที่ซับซ้อน |
วิธี RF IV | อนุญาตให้วัดค่าอิมพีแดนซ์ที่หลากหลายด้วยความแม่นยำสูง (ประมาณ 1%) และที่ความถี่สูง (เทียบกับตัววิเคราะห์เครือข่าย) (ใช้โดยเครื่องวัด LCR ความถี่สูง) | เป็นเรื่องยากที่จะใช้สำหรับการวัดแบบไวด์แบนด์เนื่องจากแถบความถี่ในการวัดถูกจำกัดโดยหม้อแปลงของหัวทดสอบ |
ข้อควรระวังเมื่อใช้เครื่องวัดอิมพีแดนซ์
การวัดอิมพีแดนซ์เป็นกระบวนการที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่ง และค่าที่วัดได้มักจะไม่เสถียร สาเหตุที่เป็นไปได้บางประการของปัญหานี้คือ:
ความแปรปรวนที่เกิดจากส่วนประกอบที่กำลังวัด
การวัดอิมพีแดนซ์ได้รับผลกระทบจากความแตกต่างระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ที่กำลังวัด ในบางกรณี เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างค่าที่วัดได้ แม้ว่าการวัดจะทำภายใต้สภาวะเดียวกันก็ตาม
ส่วนประกอบที่เป็นกาฝากของส่วนประกอบที่กำลังวัด
นอกเหนือจากค่าการออกแบบสำหรับความต้านทานและค่ารีแอกแตนซ์แล้ว ส่วนประกอบยังมีส่วนประกอบที่เป็นกาฝากที่ก่อให้เกิดความแปรปรวนในค่าที่วัดได้ แม้แต่ความแตกต่างในความยาวของลีดที่เชื่อมต่อกับส่วนประกอบและระยะห่างระหว่างพวกมันก็อาจทำให้ค่าที่วัดได้แตกต่างกัน
ความแปรปรวนที่เกิดจากสภาวะที่ใช้เครื่องมือ
ค่าที่วัดได้ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการวัด รวมถึงอุณหภูมิของตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำในขณะที่ทำการวัด ความจุของโพรบ และเมื่อทำการวัดองค์ประกอบที่มีอิมพีแดนซ์สูง สัญญาณรบกวนจากภายนอก นอกจากนี้ การวัดอาจได้รับผลกระทบจากอคติกระแสตรงที่เกิดขึ้นในวงจรภายใต้การวัดหรือเครื่องมือ
ขั้นตอนต่างๆ เช่น การหาค่าเฉลี่ยของการวัดหลายค่า จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงความแปรปรวนในการวัดอิมพีแดนซ์
สรุป
อิมพีแดนซ์มิเตอร์มีหลายประเภท และแตกต่างกันในวิธีการวัด ช่วงความถี่ และข้อกำหนดอื่นๆ คุณจะต้องชี้แจงประเภทการวัดที่คุณต้องทำ เพื่อให้คุณสามารถเลือกมิเตอร์อิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมได้ นอกจากนี้ คุณจะต้องทำตามขั้นตอนต่างๆ เช่น การวัดการทดสอบซ้ำๆ เนื่องจากปัจจัยต่างๆ ทำให้เกิดความแปรปรวนในการวัดอิมพีแดนซ์