複雑な抵抗を測定するための機器の改良。スキーム、説明

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複雑な抵抗を測定するための機器の改良。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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分圧器と 1 つの電圧計に基づく複雑な抵抗 (インピーダンス) メーターが知られています。特に、アンテナの電気パラメータを測定するためにアマチュア無線家によって使用されます [1]。このようなデバイスの簡略図を図に示します。 0. 研究対象の複素抵抗 (RH、CH) と既知の (モデル) 無効容量 C0 または有効抵抗 RXNUMX が交流電圧源に直列に接続されます。

複素抵抗を測定するためのデバイスの改良
図。 1

実験データ - 測定電圧値U1 U2、U3、定数fBX、Roの間の関係。 С0 と必要なパラメータ RH、Сн は方程式 [2] で記述されます。

複素抵抗を測定するためのデバイスの改良

基準抵抗 R0 または静電容量 C0 の値、および入力信号 fBX の周波数が既知である場合、複素抵抗の測定誤差は、電圧 U1 ～ U3 の測定誤差によって決まります。精度を高めるには、電圧 U1 と信号周波数が一定であることを確認する必要があり、基準要素の抵抗 (R0、Co) が予想される負荷抵抗と大きく異なってはなりません。負荷インピーダンスが事前に不明な場合は、0 ～ 50 オームの基準抵抗器 R100 を取り付けて測定を実行します。電圧 U2 と U3 が対応する方向で 0 倍以上異なる場合は、抵抗 R3 の抵抗値を変更して測定を繰り返します。式 (5b) と (1) に従って、(2) と (0) を使用して、抵抗の実部 - RH - が決定されます。抵抗 R0 を、抵抗 R0 の抵抗にほぼ等しい測定周波数での容量性リアクタンスを持つコンデンサ C4 に置き換えて測定を行い、同様に (6) と (7) から未知の抵抗 Xn の無効成分を決定します。結果にプラス記号が付いている場合、リアクタンス成分は本質的に容量性であり、マイナスの場合は誘導性です。式 (XNUMX) または (XNUMX) を使用して、負荷の静電容量またはインダクタンスが求められます。

複素抵抗を測定するためのデバイスの改良
図。 2

電圧 Ut と U3 は、入力抵抗が高い標準的な AC 電圧計を使用して共通線に関連して測定できますが、電圧 U2 をこの方法で測定することは不可能です。したがって、無線周波数範囲でメーターを実装するには、半導体ダイオードをベースとした整流器を使用して交流電圧を直流電圧に変換する必要があります。整流された電圧は DC 電圧計で測定されます。測定を統一するために、電圧 U1 と U3 も同様に測定されます。

誤差の原因の 1 つは、高周波信号の発生源である発生器の電圧の非対称性です。この特徴を考慮する必要があるため、整流器を備えたメーターでは、交流電圧の同じ半波の振幅を測定する必要があります。さらに、ダイオード整流器は、3 V 未満の電圧での非線形伝達特性により追加の誤差をもたらしますが、これは校正グラフ [XNUMX] または補正テーブルを使用することで削減できます。

提案したメーターの図を図に示します。 2. 抵抗 R1 は、デバイスと信号発生器の出力の調整を保証します。ダイオード整流器 VD1 は、スイッチ SA1 および SA2 の接点の位置に応じて、デバイスのさまざまな点に接続できます。図に示されているスイッチの位置で、電圧 U1 が測定されます。スイッチの可動接点の下側位置ではSA1（上側SA2）-U3、下側位置ではSA2（上側SA1）-U2になります。整流器の出力は、ローパスフィルター R2R3C2 を介して DC 電圧計に接続されており、デジタルマルチメーターとして使用できます。

すべての部品は 30x80x120 mm のプラスチックケースに取り付けられています。 RF 入力ジャック XW1 (BNC-124) が側面の 213 つに配置され、負荷を接続するためのソケット (プッシュ端子台 RT-03-224、RT-01-2) が隣接して配置され、スイッチは P213K です。もう一度押すと戻り、接続標準要素用のソケット（RT-03-224、RT-01-1）が上部にあります。これらの要素はすべて、できるだけ近くに配置する必要があります。スイッチの端子にはダイオード VD1 とコンデンサ C1 が取り付けられています。ソケット XS2、XS2 は任意のタイプであり、ハウジングの自由壁に配置され、コンデンサ C2 が取り付けられます。抵抗器 R3 と R1 は、スイッチ端子とソケット XS2、XSXNUMX の間にはんだ付けされています。

メーターは次のように校正されます。発電機の交流電圧 (通常 1 V) が入力 (ソケット XW1) に供給され、抵抗が接点 XT1 と XT2 に接続されます。

2 オームの C10-51、およびソケット XS1、XS2 - DC 電圧計に接続します。抵抗 R3 を選択すると、電圧計の読み取り値が 1 V に設定されます。その後、測定の精度を向上させる補正係数が決定されます。これを行うには、1 V の定電圧が入力に印加され、抵抗が 1 ～ 2 オームの抵抗が接点 XT10 と XT100 に接続され、たとえば 2 mV の電圧が得られます。接点 XT50 と、接点 XT1 (U2 =) および ХТ2 (U3=) の DC 電圧計を使用して測定が行われます。周波数 1 MHz の 1,6 V の交流電圧を入力に印加して、電圧 U2vch と U3B4 を測定し、この周波数の補正係数 P2 = U2= - u2Vch および P3 = U3= -U3B4 を求めます。補正係数は次の式で決定されます。 30 MHz までの他の周波数でも同様です。

XT1 および XT2 接点に他の抵抗を備えた抵抗を接続することにより、測定を繰り返し、異なる周波数での他の電圧値 U2 および U3 の補正係数を見つけます。得られた結果は表にまとめられており、負荷インピーダンスを測定する際に使用されます。

文学

Barsky A. アンテナのインピーダンスを測定するためのデバイス。 - ラジオ、2001 年、第 12 号、p. 59,60。
Korobeinikov V. インピーダンスを測定するためのデバイスの分析。 - ラジオ、2003 年、p. 65,70。
Stepanov B. RF ヘッドをマルチメータに向けます。 - ラジオ、2006 年、No. 10、p。 58.

著者: V.コロベイニコフ

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