Raffinement de l'instrument de mesure de la résistance complexe. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Des compteurs de résistance (impédance) complexes basés sur un diviseur de tension et trois voltmètres sont connus. Ils sont notamment utilisés par les radioamateurs pour mesurer les paramètres électriques des antennes [1]. Un schéma simplifié d'un tel dispositif est présenté sur la Fig. 1. La résistance complexe étudiée (RH, CH) et la résistance capacitive réactive C0 ou active R0 connue (exemple) sont connectées en série à la source de tension alternative.

Fig. 1

La relation entre les données expérimentales - valeurs de tension mesurées U1 U2, U3, constantes fBX, Ro. С0 et les paramètres requis RH, Сн sont décrits par les équations [2] :

Avec des valeurs connues de la résistance de référence R0 ou de la capacité C0, ainsi que de la fréquence du signal d'entrée fBX, l'erreur de mesure de la résistance complexe est déterminée par l'erreur de mesure des tensions U1-U3. Pour augmenter la précision, il est nécessaire de s'assurer que la tension U1 et la fréquence du signal sont constantes et que la résistance de l'élément de référence (R0, Co) ne doit pas différer de manière significative de la résistance de charge attendue. Si l'impédance de charge est inconnue à l'avance, installez une résistance de référence R0 avec une résistance de 50... 100 Ohms et effectuez des mesures. Si les tensions U2 et U3 diffèrent plus de deux fois dans le sens correspondant, modifiez la résistance de la résistance R0 et répétez les mesures. Selon les formules (3b) et (5), en utilisant (1) et (2), la partie réelle de la résistance - RH - est déterminée. En remplaçant la résistance R0 par un condensateur C0 avec une réactance capacitive à la fréquence de mesure approximativement égale à la résistance de la résistance R0, des mesures sont effectuées et, de la même manière, à partir de (4) et (6) la composante réactive de la résistance inconnue Xn est déterminée. Si le résultat a un signe plus, la composante réactive est de nature capacitive, et si elle est négative, elle est inductive. À l'aide de la formule (7) ou (XNUMX), la capacité ou l'inductance de la charge est trouvée.

Fig. 2

Les tensions Ut et U3 peuvent être mesurées par rapport au fil commun avec un voltmètre AC standard avec une résistance d'entrée élevée, mais il est impossible de mesurer la tension U2 de cette manière. Par conséquent, pour mettre en œuvre un compteur dans la gamme des radiofréquences, ils ont recours à la conversion d'une tension alternative en tension continue à l'aide d'un redresseur basé sur une diode semi-conductrice. La tension redressée est mesurée avec un voltmètre DC. Pour unifier les mesures, les tensions U1 et U3 sont mesurées de manière similaire.

L’une des sources d’erreur est l’asymétrie de tension du générateur, source du signal haute fréquence. Cette caractéristique doit être prise en compte, c'est pourquoi, dans les compteurs avec redresseurs, l'amplitude de la même demi-onde de tension alternative doit être mesurée. De plus, les redresseurs à diodes, en raison de leur caractéristique de transfert non linéaire à des tensions inférieures à 1 V, introduisent une erreur supplémentaire, qui peut être réduite grâce à l'utilisation de graphiques d'étalonnage [3] ou de tables de correction.

Le schéma du compteur proposé est présenté sur la Fig. 2. La résistance R1 assure la coordination de l'appareil avec la sortie du générateur de signal. Le redresseur à diodes VD1, selon la position des contacts des interrupteurs SA1 et SA2, peut être connecté à différents points de l'appareil. Dans la position des interrupteurs indiquée sur le schéma, la tension U1 est mesurée. En position basse du contact mobile de l'interrupteur SA1 (SA2 en haut) - U3, et en position basse SA2 (SA1 en haut) - U2. La sortie du redresseur via le filtre passe-bas R2R3C2 est connectée à un voltmètre DC, qui peut être utilisé comme multimètre numérique.

Toutes les pièces sont montées dans un boîtier en plastique mesurant 30x80x120 mm. La prise d'entrée RF XW1 (BNC-124) est placée sur l'un des côtés, les prises pour connecter la charge (borniers à poussoir RT-213-03, RT-224-01) sont sur celle adjacente, les interrupteurs sont P2K avec retour en appuyant à nouveau et les prises pour connexion éléments standards (RT-213-03, RT-224-01) - sur le dessus. Tous ces éléments doivent être placés le plus près possible les uns des autres. La diode VD1 et le condensateur C1 sont montés aux bornes des interrupteurs. Les prises XS1, XS2 peuvent être de tout type, elles sont placées sur la paroi libre du boîtier et le condensateur C2 y est installé. Les résistances R2 et R3 sont soudées entre les bornes de l'interrupteur et les prises XS1, XS2.

Le compteur est calibré comme suit. La tension alternative du générateur (généralement 1 V) est fournie à l'entrée (prise XW1), les résistances sont connectées aux contacts XT1 et XT2

C2-10 à 51 Ohm, et aux prises XS1, XS2 - un voltmètre DC. En sélectionnant la résistance R3, les lectures du voltmètre sont réglées sur 1 V. Ensuite, des facteurs de correction sont déterminés qui amélioreront la précision des mesures. Pour ce faire, une tension constante de 1 V est appliquée à l'entrée, des résistances d'une résistance de 1... 2 Ohms sont connectées aux contacts XT10 et XT100 afin d'obtenir une tension, par exemple d'environ 2 mV à les contacts XT50, et les mesures sont effectuées avec un voltmètre DC sur les contacts XT1 (U2 =) et ХТ2 (U3=). En appliquant à l'entrée une tension alternative de 1 V avec une fréquence de 1,6 MHz, mesurer les tensions U2vch et U3B4 et trouver les facteurs de correction pour cette fréquence P2 = U2= - u2Vch et P3 = U3= -U3B4 Les facteurs de correction sont déterminés dans un de la même manière à d'autres fréquences jusqu'à 30 MHz.

En connectant des résistances avec d'autres résistances aux contacts XT1 et XT2, répétez les mesures et trouvez les facteurs de correction pour d'autres valeurs de tension U2 et U3 à différentes fréquences. Les résultats obtenus sont résumés dans un tableau utilisé lors de la mesure de l'impédance de charge.

littérature

1. Barsky A. Appareil de mesure de l'impédance de l'antenne. - Radio, 2001, n°12, p. 59,60.
2. Korobeinikov V. Analyse d'un appareil de mesure d'impédance. -Radio, 2003, p. 65,70.
3. Stepanov B. Tête HF pour multimètre. - Radio, 2006, n°10, p. 58.

Auteur : V. Korobeinikov

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