POLITECHNIKA ŚLĄSKA

W GLIWICACH

WYDZ . ELEKTRYCZNY

SEM. 4

POMIAR IMPEDANCJI I JEJ SKŁADOWYCH

WPROWADZENIE

Pomiary impedancji lub admitancji sprowadzają się na ogół do wyznaczania odpowiednich schematów zastępczych:

• składowe rzeczywiste: rezystancja R lub konduktancja G

• składowe urojone: reaktancja X lub sustepancja B

• moduły impedancji lub admitancji: lub 

Z pomiarów składowych urojonych można pośrednio wyznaczyć pojemność , indukcyjność własną wzajemną. Podobnie mierząc składowe można pośrednio wyznaczyć współczynnik strat kondensatorów
dla schematu szeregowego lub
dla schematu równoległego) .

W większości obiektów rzeczywistych , parametry R,C,L,M występujące w schematach zastępczych mają wartości zmienne z częstotliwością. Dlatego przystępując do pomiaru impedancji należy zdecydować , przy jakiej częstotliwości będzie przeprowadzany pomiar , a następnie wybrać właściwą metodę i odpowiednie narzędzie pomiarowe .

Do najczęściej stosowanych metod pomiarowych impedancji jej składowych należą :

-metody zerowe , które nadają się do dokładnych pomiarów i realizowane są głównie za

pomocą układów mostkowych

-metody rezonansowe

- metody wychyleniowe stosowane są głównie do badania kondensatorów., które odznaczają się niezbyt dużą dokładnością (nadają się do pomiarów impedancji nieliniowych)

W metodach wychyleniowych wykorzystuje się prawo Ohma (impedancję wyznacza się z pośrednich pomiarów napięcia i prądu za pomocą watomierza i amperomierza . Jednak w ten sposób można wyznaczyć jedynie moduły badanej impedancji lub admitancji. W celu wyznaczenia składowych impedancji oprócz woltomierza i amperomierza należy w układzie pomiarowym zastosować dodatkowo mierniki częstotliwości i przesunięcia fazowego.

Po odczytaniu wskazań poszczególnych mierników możemy obliczyć następujące parametry badanej impedancji:

- moduł

- składową urojoną:

a stąd indukcyjność L lub pojemność C:

lub

-kąt fazowy:

TABELA POMIAROWA

1) POMIAR POJEMNOŚCI SKŁADOWYCH TRÓJFAZOWEGO KONDENSATORA.

C₁₂

C₁₀ C₂₀

0

pF	tg			pF
362,5	16	0,12
											999,4	2	1,2,0
							404,5	2	1,2
											104,1	17	1,2
							100	9999	(1z),2,0
											400,0	1000	(1z),2,0
							500	4	(1z),2
											113,5	19	(1z),2
							29,9	2111	1,(2z),0
											359,9	400	1,(2z),0
							434,3	2	1,(2z)
								170,4	18	1,(2z)

2) POMIAR BŁĘDU DEKADY W FUNKCJI NASTAWNEJ

OBLICZENIA

POMIAR POJEMNOŚCI SKŁADOWYCH TRÓJFAZOWEGO KONDENSATORA

C₁

C₁₂=362,5 pF tg δ=1610^-4

C_2S=C₁₂+C₂₀=500pF tgδ=410^-4

C_1S=C₁₂+C₁₀=434,3pF tgδ=210^-4

C₁₀=C_1S-C₁₂=65,7Pf

C₂₀=C_2S-C₁₂=137,5Pf

δ_C12=0,0002%

δ_C1S=0,00003%

δ_C2S=0,00006%

_C=(δC100%

C_1S=1,310^-16

C_2S=310^-16

C₁₀=7,410^-16

δ_C10=(_C10/C₁₀)100%=0,0011%

C₂₀=7,8510^-16

δ_C20=(_C20C₂₀100%=0,0006%

_C12=7,2510^-16

C₂

C₁₂=999,4pF tgδ=210^-4

C_1S=C₁₂+C₁₀=170,4pF tgδ=1810^-4

C_2S=C₁₂+C₂₀=113,4pF tgδ=1910^-4

C₁₀=C_1S-C₁₂=829pF

C₂₀=C_2S-C₁₂=886pF

δ_c12=0,00006%

δ_C1S=0,00009%

δ_C2S=0,000065%

δ_C10=0,000075%

δ_C20=0,00007%

_C1S=1,5310^-16

_C2S=7,4110^-17

_C12=610^-16

_C10=6,210^-16

_C20=6,0510^-16

OBLICZENIA

POMIAR BŁĘDU DEKADY W FUNKCJI NASTAWNEJ

Do obliczeń wykorzystujemy następujące wzory:

BŁĄD BEZWZGLĘDNY

BŁĄD WZGLĘDNY

0,011	0,001	10%
0,021	0,001	5%
0,031	0,001	3,33%
0,041	0,001	2,5%
0,051	0,001	2%
0,061	0,001	1,66%
0,071	0,002	2,5%
0,081	0,004	5%
0,091	0,003	3,33%
0,11	0,005	5%

0,10	0,005	5%
0,21	0,01	5%
0,30	0,008	2,6%
0,41	0,01	2,5%
0,51	0,01	2%
0,61	0,01	1,6%
0,71	0,01	1,42%
0,81	0,01	1,25%
0,91	0,01	1,11%
1	0,01	1%

WNIOSKI

-w przypadku pomiarów pojemności Cx i kąta stratności
x w obwodzie impedancji porównawczej łączy się pojemność wzorcową i rezystancję.

Przy pomiarach w układzie z mostkiem transformatorowym o dokładności pomiaru decyduje ZN , gdyż określenia stosunku zwojów jest lepsza niż określenie stosunku impedancji wzorcowych.

n	F	mS		n
								0,1	0,24	0,15mS
0,01	2,3	3,5
0,02	1,2	1,19			0,2	0,12	0,06mS
0,03	0,81	0,75
											0,3	82,16nF	44,4S
				0,04	0,61	0,51
											0,4	61.8nF	31,8S
				0,05	0,49	0,38
											0,5	49,5nF	25,5S
				0,06	0,41	0,3
											0,6	41,32nF	20,7S
				0,07	0,35	0,24
											0,7	35,4nF	18,1S
				0,08	0,3	0,2
											0,8	31nF	15,7S
				0,09	0,27	0,18
											0,9	27,7nF.	11,9S
				0,1	0,24	0,15
								1	24,9nF	11,9S

---