Refinamiento del instrumento para medir resistencias complejas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición

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Se conocen medidores de resistencia compleja (impedancia) basados ​​en un divisor de voltaje y tres voltímetros. En particular, los utilizan los radioaficionados para medir los parámetros eléctricos de las antenas [1]. Un diagrama simplificado de dicho dispositivo se muestra en la Fig. 1. La resistencia compleja estudiada (RH, CH) y la capacitiva reactiva conocida (ejemplar) C0 o la resistencia activa R0 están conectadas en serie a la fuente de voltaje de CA.

La figura. 1

Relación entre datos experimentales - valores medidos de voltajes U1 U2, U3, constantes fBX, Ro. С0 y los parámetros deseados RH, Сн describen las ecuaciones [2]:

Con valores conocidos de la resistencia de referencia R0 o la capacitancia C0, así como la frecuencia de la señal de entrada fBX, el error al medir la resistencia compleja está determinado por el error al medir los voltajes U1-U3. Para mejorar la precisión, es necesario monitorear la constancia del voltaje U1 y la frecuencia de la señal, y la resistencia del elemento de referencia (R0, Co) no debe diferir significativamente de la resistencia de carga esperada. Si la impedancia de carga no se conoce de antemano, se instala un ejemplo de resistencia R0 con una resistencia de 50 ... 100 ohmios y se toman medidas. Si los voltajes U2 y U3 difieren en más de dos veces en la dirección correspondiente, cambie la resistencia de la resistencia R0 y repita las mediciones. De acuerdo con las fórmulas (3b) y (5), usando (1) y (2), determine la parte real de la resistencia - RH. Reemplazando la resistencia R0 con un capacitor C0 con una capacitancia a la frecuencia de medición, aproximadamente igual a la resistencia de la resistencia R0, se toman medidas y de manera similar a partir de (Za) y (4) se determina el componente reactivo de la resistencia desconocida Xn. Si el resultado tiene signo más, la componente reactiva es capacitiva, y si es negativa, es inductiva. De acuerdo con la fórmula (6) o (7), se encuentra la capacitancia o inductancia de la carga.

La figura. 2

Los voltajes Ut y U3 se pueden medir con respecto al cable común con un voltímetro de CA estándar con una gran resistencia de entrada, pero es imposible medir el voltaje U2 de esta manera. Por lo tanto, para implementar un medidor en el rango de radiofrecuencia, recurren a convertir el voltaje de CA a CC utilizando un rectificador de diodos semiconductores. El voltaje rectificado se mide con un voltímetro de CC. Para unificar las medidas, las tensiones U1 y U3 se miden de la misma forma.

Una de las fuentes de error es la asimetría de la tensión del generador, fuente de la señal de alta frecuencia. Esta característica debe tenerse en cuenta, por lo tanto, en medidores con rectificadores, se debe medir la amplitud de la misma media onda de voltaje alterno. Además, los rectificadores de diodo, debido a la característica de transferencia no lineal a una tensión inferior a 1 V, introducen un error adicional, que puede reducirse mediante el uso de curvas de calibración [3] o tablas de corrección.

El esquema del medidor propuesto se muestra en la fig. 2. La resistencia R1 asegura que el dispositivo coincida con la salida del generador de señal. El rectificador en el diodo VD1, según la posición de los contactos de los interruptores SA1 y SA2, se puede conectar a varios puntos del dispositivo. En la posición de los interruptores indicados en el diagrama, se mide el voltaje U1. En la posición inferior del contacto móvil del interruptor SA1 (SA2 en la parte superior) - U3, y en la posición inferior SA2 (SA1 en la parte superior) - U2. La salida del rectificador a través del filtro de paso bajo R2R3C2 está conectada a un voltímetro de CC, que puede usarse como un multímetro digital.

Todas las piezas están montadas en una caja de plástico con dimensiones de 30x80x120 mm. En uno de los laterales se coloca la toma RF de entrada XW1 (BNC-124), tomas para conectar la carga (regletas de terminales de presión RT-213-03, RT-224-01) - en el contiguo, interruptores - P2K con retorno presionando repetidamente y enchufes para conectar elementos ejemplares (RT-213-03, RT-224-01) - en la parte superior. Todos estos elementos deben colocarse lo más cerca posible entre sí. El diodo VD1 y el condensador C1 están montados en los terminales de los interruptores. Los enchufes XS1, XS2 pueden ser de cualquier tipo, se colocan en la pared libre de la caja, están equipados con un condensador C2. Las resistencias R2 y R3 están soldadas entre los terminales del interruptor y los enchufes XS1, XS2.

Calibre el medidor de la siguiente manera. La entrada (conector XW1) se alimenta con un voltaje alterno del generador (generalmente 1 V), las resistencias están conectadas a los contactos XT1 y XT2

C2-10 a 51 ohmios, y a los enchufes XS1, XS2: un voltímetro de CC. Al seleccionar la resistencia R3, las lecturas del voltímetro se establecen en 1 V. Luego, se determinan los factores de corrección, lo que mejorará la precisión de las mediciones. Para ello se aplica a la entrada una tensión constante de 1 V, unas resistencias de 1... =) y XT2 (U10=). Aplicando a la entrada una tensión alterna de 100 V con una frecuencia de 2 MHz, miden las tensiones U50vch y U1B2 y encuentran los factores de corrección para esta frecuencia P2 = U3= - U1Vch y P1,6 = U2= -U3B4 De igual forma, los factores de corrección se determinan en otras frecuencias hasta 2 MHz.

Al conectar resistencias con otras resistencias a los contactos XT1 y XT2, las mediciones se repiten y se encuentran factores de corrección para otros valores de voltaje U2 y U3 a diferentes frecuencias. Los resultados obtenidos se resumen en una tabla, que se utiliza al realizar mediciones de la impedancia de carga.

Literatura

1. Barsky A. Un dispositivo para medir la impedancia de las antenas. - Radio, 2001, N° 12, pág. 59,60.
2. Korobeinikov V. Análisis de un instrumento para medir la impedancia. - Radio, 2003, pág. 65,70.
3. Stepanov B. Cabeza RF al multímetro. - Radio, 2006, N° 10, pág. 58.

Autor: V.Korobeinikov

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