Q Meter คืออะไร: หลักการทำงานวงจรและการใช้งาน

ถาม เมตร ได้รับการพัฒนาโดย William D. Loughlin ที่ Boonton Radio Corporation ในปี พ.ศ. 2477 ในเมืองบุญตันรัฐนิวเจอร์ซีย์ เครื่องวัด Q-meter ได้รับความนิยมมากขึ้นในการวัดความต้านทาน RF มีเครื่องมือหลายประเภทให้เลือกตามการใช้งานระบบ ซึ่งแบ่งออกเป็นสองประเภทเช่นการฉีดอิมพีแดนซ์ต่ำและการฉีดอิมพีแดนซ์สูง อุปกรณ์นี้มีบทบาทสำคัญใน การทดสอบ วงจร RF และแทนที่ในห้องปฏิบัติการด้วยอุปกรณ์วัดอิมพีแดนซ์อื่น ๆ แม้ว่าจะยังคงใช้งานอยู่ในหมู่นักวิทยุสมัครเล่น บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ Q meter

Q Meter คืออะไร?

คำจำกัดความ: อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัด QF (ปัจจัยคุณภาพ) หรือปัจจัยการจัดเก็บหรือปัจจัยคุณภาพของวงจรที่ความถี่วิทยุเรียกว่า Q-meter ในระบบออสซิลเลเตอร์ QF เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้เพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานที่กระจายและถูกกักเก็บ

คิวเมตร

ด้วยการใช้ค่า Q ประสิทธิภาพโดยรวมสามารถประเมินได้สำหรับ ตัวเก็บประจุ เช่นเดียวกับขดลวดที่ใช้ในงาน RF หลักการของมิเตอร์นี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการสั่นพ้องแบบอนุกรมเนื่องจากแรงดันตกอยู่ที่ Q เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเก็บประจุหรือขดลวด เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่กับวงจรไฟฟ้าก โวลต์มิเตอร์ ใช้เพื่อปรับค่า Q ของตัวเก็บประจุเพื่ออ่านโดยตรง

ประสิทธิภาพทั้งหมดของตัวเก็บประจุและขดลวดที่ใช้สำหรับการใช้งาน RF สามารถคำนวณได้โดยใช้ค่า Q

ที่เสียงสะท้อน X_ล= X_คและ E_ล= ฉัน_XL, คือ_ค= ฉัน_XC, E = ฉัน R

โดยที่ 'E' คือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

‘EC’ คือแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ

‘EL’ คือแรงดันไฟฟ้าแบบอุปนัย

'XL' คือปฏิกิริยาอุปนัย

‘XC’ คือรีแอคแตนซ์แบบ capacitive

‘R’ คือความต้านทานของขดลวด

‘I’ คือกระแสไฟฟ้าในวงจร

ด้วยประการฉะนี้ Q = X_ล/ R = X_ค/ R = E_{ค /}คือ

จาก 'Q'equation ข้างต้นถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะคงที่เพื่อให้แรงดันตกคร่อม ตัวเก็บประจุ สามารถคำนวณได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์เพื่ออ่านค่า 'Q' โดยตรง

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของ Q meter เป็นอนุกรมเรโซแนนซ์เนื่องจากเรโซแนนต์มีอยู่ภายในวงจรเมื่อรีแอคแตนซ์ของความจุและรีแอกแตนซ์มีขนาดเท่ากัน พวกเขาเหนี่ยวนำพลังงานให้แกว่งระหว่างสนามไฟฟ้าและแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุตามลำดับ เครื่องวัดนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของความจุการเหนี่ยวนำและ ความต้านทาน ของวงจรอนุกรมเรโซแนนซ์

วงจรคิวมิเตอร์

แผนภาพวงจรของมิเตอร์ ‘Q’ แสดงอยู่ด้านล่าง ได้รับการออกแบบด้วย ออสซิลเลเตอร์ ที่ใช้ความถี่ตั้งแต่ 50 kHz - 50 MHz และให้กระแสแก่ความต้านทานปัด 'Rsh' ด้วยค่า 0.02 โอห์ม

ที่นี่ เทอร์โมคัปเปิล มิเตอร์ใช้ในการคำนวณแรงดันไฟฟ้าข้ามความต้านทานการปัดในขณะที่โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ใช้ในการคำนวณแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ มิเตอร์เหล่านี้สามารถปรับเทียบเพื่ออ่าน 'Q' ได้โดยตรง

q-meter-circuit

ในวงจรสามารถจ่ายพลังงานของออสซิลเลเตอร์ให้กับวงจรถังได้ วงจรนี้สามารถปรับได้สำหรับการสั่นพ้องผ่าน ‘C’ ที่ไม่เสถียรจนกว่าโวลต์มิเตอร์จะอ่านค่าสูงสุด

แรงดันไฟฟ้า o / p ของเรโซแนนซ์คือ ‘E’ เทียบเท่ากับ ‘Ec’ คือ E = Q X e และ Q = E / e เนื่องจากทราบว่า 'e' จึงปรับโวลต์มิเตอร์ให้อ่านค่า 'Q' โดยตรง

ขดลวดเชื่อมต่อกับขั้วทดสอบทั้งสองของเครื่องมือเพื่อตรวจสอบความเหนี่ยวนำของขดลวด

วงจรนี้ได้รับการปรับให้เป็นเรโซแนนซ์โดยการเปลี่ยนความถี่ของออสซิลเลเตอร์มิฉะนั้นความจุ เมื่อความจุเปลี่ยนแล้วความถี่ของออสซิลเลเตอร์สามารถปรับเป็นความถี่และเสียงสะท้อนที่กำหนดได้

หากค่าของความจุถูกกำหนดให้เป็นค่าที่ต้องการแล้วความถี่ของออสซิลเลเตอร์จะเปลี่ยนไปจนกว่าจะเกิดการสั่นพ้อง

การอ่านค่า 'Q' บนเครื่องวัด o / p จะคูณผ่านการตั้งค่าดัชนีเพื่อให้ได้ค่า 'Q' ที่แท้จริง ความเหนี่ยวนำของขดลวดคำนวณจากค่าที่ทราบของความถี่ของขดลวดและตัวเก็บประจุแบบเรโซแนนซ์

Q ที่ระบุไม่ใช่ Q ที่แน่นอนเนื่องจากการสูญเสียของโวลต์มิเตอร์ความต้านทานที่แทรกและตัวเก็บประจุแบบสะท้อนจะรวมอยู่ในวงจรทั้งหมด ที่นี่ 'Q' ที่แน่นอนของขดลวดที่คำนวณได้มีขนาดใหญ่กว่า Q ที่ระบุเล็กน้อยความแตกต่างนี้ไม่มีนัยสำคัญยกเว้นที่ใดก็ตามที่ความต้านทานของขดลวดค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทาน 'Rsh'

การใช้งาน Q-meter

การใช้งานของ Q-meter มีดังต่อไปนี้

• ใช้เพื่อวัดปัจจัยคุณภาพของ ตัวเหนี่ยวนำ .
• ด้วยการใช้มิเตอร์นี้จะสามารถวัดความต้านทานที่ไม่ทราบสาเหตุได้โดยใช้อนุกรมหรือวิธีการทดแทนส่วนแบ่ง หากอิมพีแดนซ์มีขนาดเล็กจะใช้เทคนิคเดิมและถ้ามีขนาดใหญ่จะใช้เทคนิคหลัง
• ใช้ในการวัดค่าตัวเก็บประจุขนาดเล็ก
• ด้วยการใช้สิ่งนี้สามารถวัดความเหนี่ยวนำความต้านทานที่มีประสิทธิภาพความจุในตัวและแบนด์วิดท์ได้

คำถามที่พบบ่อย

1). ปัจจัยด้านคุณภาพคืออะไร?

ปัจจัยด้านคุณภาพคืออัตราส่วนของพลังงานที่เก็บไว้และพลังงานที่กระจายออกไปในองค์ประกอบ

2). มิเตอร์ 'Q' คืออะไร?

Q meter เป็นเครื่องมือชนิดหนึ่งที่ใช้ในการวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของขดลวดและตัวเก็บประจุ เครื่องมือนี้ยังใช้ในห้องปฏิบัติการ

3). หลักการทำงานของ Q meter คืออะไร?

หลักการทำงานของเครื่องวัดนี้คือการสั่นพ้องแบบอนุกรม

4). เครื่องวัด Q ที่ใช้งานได้จริงประกอบด้วย

รวมถึง RF oscillator

5). Q factor ของวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรมคืออะไร?

ปัจจัย Q ของวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรมคือ Q = XL / R = XC / R

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของ Q-Meter หรือเครื่องวัด RLC ตามชื่อที่แนะนำเครื่องมือนี้ใช้สำหรับการคำนวณปัจจัย Q ของตัวเหนี่ยวนำและความจุตัวเองของขดลวด คำถามสำหรับคุณมีวิธีใดบ้างในการเชื่อมต่อส่วนประกอบที่ไม่รู้จักเพื่อทดสอบขั้ว Q meter