Vad är en vektorvoltmeter?

En vektorvoltmeter är en typ av elektrisk testutrustning som anger både nivån och fasskillnaden mellan den första och andra ingången. Det är en specialiserad voltmeter som kan mäta vektoregenskaper. En vektorvoltmeter är en del av ett brett utbud av testutrustning som kallas vektormätare. Vektormätare finns vanligtvis i elektriska designlaboratorier och speciella övervakningspaneler.

Vektor och skalär är två vanliga representationer av verkliga mängder av olika enheter. Den skalära enheten har ingen riktning, eller så är riktningen underförstådd. Till exempel kommer en massa på 11 kg, en skalär, att ha en vikt på 5 kg, en vektor. Riktningen av vikten på 5 kg antyds som nedåt, och vikten av ett föremål är också en vektor eftersom vikt är en kraft som pekar nedåt.

Skalära storheter har bara magnitud, medan vektorkvantiteter har både magnitud och riktning. När spänningen hos ett 1.5-volts (V) batteri mäts med en voltmeter, läses resultatet som ”positivt 1.5 V.” När ett annat batteri mäts i serie kan resultatet läsas som ”positivt 3.0 V.” Om ett batteri i seriekopplingen har vänts om, blir avläsningen 0 V. Detta kallas vektorutsläckning.

Vektoravstängning inträffar när två vektorer av samma storlek men motsatt riktning adderas. Vektorer kan lägga till eller ta bort varandra helt eller delvis. Verkliga vektorer kommer inte att vara exakt i-fas eller ur-fas. Fasskillnaden kommer att variera från 0 till 360 grader.

En vektorvoltmeter kan mäta vektorskillnaden mellan två spänningskällor. Ett exempel är en trefas strömkälla där de tre utgångarna har en fasskillnad på 120 grader i förhållande till varandra. En vektorvoltmeter kommer att kunna bekräfta fasskillnaden mellan utgångarna. Den så kallade fas-till-neutralspänningen kan också erhållas.

De reaktiva komponenterna i elektriska och elektroniska kretsar producerar en fasförskjutning i de tidsvarierande signalerna som introduceras. En fasförskjutning kan vara någonstans mellan 0 och 360 grader. Strömmarna och spänningarna i kondensorer eller kondensatorer och i induktorer tenderar att ha fasskillnader på 90 grader. Dessa reaktiva komponenter i olika kretskombinationer producerar ett brett spektrum av möjliga fasskillnader vid olika frekvenser.
En annan användning av vektorvoltmetern är mätningen av frekvensen och fassvaret hos elektroniska förstärkare. Utrustningens frekvenssvar kan plottas genom att mäta och rita in- och utnivåerna vid olika testfrekvenser. Genom att mäta fasförhållandet mellan ingång och utgång vid olika frekvenser, kan fassvaret också plottas som en vägledning vid implementering av ytterligare kretssteg för att erhålla de önskade övergripande egenskaperna.