Cách sử dụng máy đo trở kháng hiệu quả

Máy đo trở kháng được sử dụng để đo trở kháng hoặc khả năng chống dòng điện xoay chiều (AC). Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết các kiến ​​thức cơ bản về trở kháng, các phương pháp đo trở kháng và cách sử dụng máy đo trở kháng.

Trở kháng là gì?

Hãy bắt đầu bằng cách xác định trở kháng. Nói một cách dễ hiểu, trở kháng là một đại lượng biểu thị khả năng chống lại dòng điện xoay chiều.
Khi bạn kết nối sản phẩm điện, động cơ hoặc thiết bị khác với nguồn điện xoay chiều, dòng điện sẽ chạy qua mạch điện của thiết bị. Trở kháng được tính bằng cách chia điện áp trong mạch như vậy cho dòng điện của nó. Trong thời gian ngắn hạn, trở kháng có thể được mô tả là giới hạn dòng điện trong mạch xoay chiều. Trở kháng được biểu thị bằng ký hiệu “Z” và được đo bằng ohms (Ω), cùng một đơn vị được sử dụng để đo điện trở DC. Trở kháng càng cao thì càng có nhiều lực cản đối với dòng điện.

Đo trở kháng như thế nào?

Vì bản thân trở kháng không phải là một hiện tượng có thể nhìn thấy được, nên cần phải sử dụng một dụng cụ đo để đo nó. Các thiết bị có khả năng đo trở kháng bao gồm máy đo trở kháng, máy đo LCR và máy phân tích trở kháng . Có một số phương pháp có thể đo trở kháng.

Phương pháp cầu nối

Phương pháp này sử dụng một mạch cầu để tính toán một điện trở chưa biết. Nó yêu cầu điều chỉnh cân bằng được thực hiện bằng điện kế. Mặc dù kỹ thuật này cung cấp độ chính xác cao (khoảng 0,1%), nhưng nó ít phù hợp với phép đo tốc độ cao.

Phương pháp IV

Phương pháp này tính toán trở kháng bằng cách đo điện áp trên một điện trở phát hiện dòng điện và một trở kháng chưa biết. Nó cũng có thể được sử dụng để đo các mẫu được nối đất. Khi trở kháng tăng lên, kỹ thuật ngày càng trở nên dễ bị ảnh hưởng bởi các tác động của vôn kế.

Phương pháp RF IV

Phương pháp này sử dụng nguyên tắc đo cơ bản giống như phương pháp IV. Nó cho phép đo trở kháng tần số cao bằng cách sử dụng mạch phù hợp với trở kháng đặc trưng của cáp đồng trục tần số cao và đầu nối đồng trục tần số cao. Rất khó sử dụng kỹ thuật này để đo băng rộng vì băng tần đo bị giới hạn bởi máy biến áp của đầu thử nghiệm.

Phương pháp cầu tự động cân bằng

Phương pháp này sử dụng nguyên tắc đo cơ bản giống như phương pháp cầu. Nó cung cấp vùng phủ sóng cho dải tần rộng (1 mHz đến 100 MHz). Tuy nhiên, vùng phủ sóng đó không mở rộng đến tần số cao. Nhiều máy đo LCR sử dụng kỹ thuật này.

Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng, vì vậy bạn sẽ cần xác định rõ loại trở kháng bạn cần đo trước khi chọn phương pháp tốt nhất để sử dụng.

Sử dụng máy đo trở kháng

Phương pháp được sử dụng để đo trở kháng phụ thuộc vào thiết bị được sử dụng. Ví dụ: Máy đo trở kháng LCR IM3523 của Hioki có thể đo trở kháng với độ chính xác cao trên nhiều cài đặt tần số đo.

Ngoài phép đo thông thường, thiết bị này có thể đo liên tục và nhanh chóng các thông số khác nhau trong các điều kiện khác nhau (tần số đo và mức tín hiệu).

Nó cũng có thể lưu tới 60 bộ điều kiện đo và lên đến 128 giá trị hiệu chỉnh để hiệu chỉnh mở / ngắn và hiệu chỉnh độ dài cáp. Có thể tải nhanh các nhóm cài đặt cùng một lúc để nâng cao hiệu quả công việc.

Hơn nữa, các thiết bị đầu cuối điều khiển bên ngoài của thiết bị cho phép bạn xây dựng các dây chuyền kiểm tra tự động nhanh hơn.

Nguyên nhân của sự không ổn định trong phép đo trở kháng

Tùy thuộc vào phương pháp đo được sử dụng, máy đo trở kháng có thể trả về một giá trị khác nhau mỗi khi thực hiện phép đo. Nếu các giá trị đo được của máy đo trở kháng của bạn không ổn định. Hãy kiểm tra những điều sau:

Thành phần ký sinh của các thành phần được đo

Ngoài các giá trị thiết kế về điện trở và điện kháng, các thành phần có các thành phần ký sinh gây ra sự thay đổi trong các giá trị đo được. Ngay cả sự khác biệt về chiều dài của các dây dẫn được kết nối với các thành phần và khoảng cách giữa chúng có thể khiến các giá trị đo được thay đổi.

Môi trường đo lường

Kết quả đo trở kháng bị ảnh hưởng bởi nhiều điều kiện, không chỉ bao gồm nhiệt độ của điện trở, mà còn cả tụ điện và cuộn cảm, cũng như điện dung đầu dò và điện dung lạc chỗ.
Đặc tính này đòi hỏi các bước như duy trì một môi trường đo lường nhất quán và lấy trung bình nhiều phép đo thay vì sử dụng một phép đo duy nhất để xác định giá trị.

Thiên vị DC

Phân cực DC là một điện áp cực nhỏ xuất hiện trong các thiết bị đo lường và mạch điện. Ví dụ, nó xảy ra khi đầu dò và dây được làm từ các vật liệu khác nhau. Sức điện động nhiệt sinh ra gây ra phân cực DC.

Trở kháng định lượng điện trở đối với dòng điện xoay chiều và phép đo của nó yêu cầu một thiết bị chuyên dụng. Vì có nhiều phương pháp đo khác nhau, điều quan trọng là phải chọn phương pháp tốt nhất dựa trên mục đích của bạn và ưu nhược điểm của từng phương pháp.
Phép đo trở kháng cực kỳ tinh vi và dễ bị thay đổi do các yếu tố bao gồm tần số, môi trường đo và độ lệch DC. Đặc tính này đòi hỏi các bước như lấy trung bình nhiều phép đo.