Измерение параметров дп с помощью ил

Типовая структурная схема установки для измерения параметрон ДП с помощью ИЛ представлена на рис. 11.3. В качестве индикатора выпрямленного тока (напряжения) детектора ИЛ может служить магнитоэлектрический прибор, но

 

но чаще применяют селек­ционные измерительные усилители. Для этого сигнал ИГ модулируется по амплитуде напряжением низкой частоты, а усилитель ка­чается на частоту модуляции и усиливает это напряжение. Чувствительность ИЛ существенно возрастает, и измерение параметров ДП обеспечивается при малых уровне мощности на входе ИЛ глубине погружения зонда. Максимально допустимый уровень мощности относится к числу основных параметров ИЛ и указывается в технической документации. Он гарантирует работу на квадратичном участке характеристики детектора ИЛ. В этом случае значение К_с может определяться по максимальному (a_мах) и минимальному (a_мин) показаниям И с помощью простой формулы, применяемой вместо формулы(11.4),

 

К_с=Ö(a_мах/a_мин). (11.11)

 

При измерениях между ИГ и ИЛ необходимо включать между III н ИЛ необходимо включать развязывающий аттенюатор с ослаблением 10—15 дБ для устранения влияния ИЛ и ДП на режим pаботы ИГ. На практике функции развязывающего аттенюаторавыполняет аттенюатор ИГ (см. § 9.3.3.)

Как следует из соотношений (11.1)...(11.5), для определении всех параметров ДП достаточно измерить значения Кс и j. Эот наглядно иллюстрируют на рис. 11.4 графики распределении напряженности поля вдоль ИЛ (l) при разных значениях и характере Z. Из теории длинны линий известно, что короткому замыканию ИЛ (Z = 0), а также нагрузке на чисто активный ДП с R<W соответствует j=p, и первый узел (минимум) напряженности поля совпадает с выходным фланцем (разъемом) ИЛ (lо = 0 на рис. 11.4, а, в). Если же Z = ¥ или R>W, то j = 0, и первый узел (минимум) отстоит от фланца (разъема) ИЛ на расстоянии lо=l/4 (рис. 11.4, б, г) где l— длина волны в свободном пространстве (для коаксиальных ИЛ) или в волноводе. В общем случае, как видно из рис. 11.4, д — з, значение l0 однозначно определяется характером реактивной составляющей Z и является мерой j.

Методика измерения КСВ может иметь ряд модификации в зависимости от измеряемых значений Кс. При измерении малых и средних КСВ (Кс<=5) применяют типовую методику, основанную на измерении a_мах и a_мин с последующим вычислением значения К_с по формуле (11.11). Измерения рекомендуется проводить при минимальном уровне мощности на входе ИЛ и оптимальной глубине погружения зонда.

В случае больших КСВ (К_с>5) применение типовой методики приводит к резкому возрастанию погрешности измерения из-за неквадратичности характеристики детектора (выход за пределы квадратичного участка) и невозможности точно измерить a_мин (рис. 11.4, а, б, д и е). Поэтому в таких случаях рекомендуется специальная методика, поясняемая рис. 11.5. Она заключается в измерении расстояния Dl между двумя положениями зонда по обе стороны от a_мин, когда показания

индикатора равны 2a_мин. Это соответствует при квадратичной характеристике детектора значению причём эта формула может быть значительно упрощена К_с=l/(pDl).

Методика измерения j не требовала бы специальных пояснений, если бы конструкция ИЛ позволяла прямо измерять значение l₀ (cм. рис. 11.4). Но зонд не может перемещаться вплоть до выходного фланца (разъема) ИЛ. Поэтому перед измерением j необходимо определять так называемый условный конец (нуль) ИЛ. Условным концом ИЛ принято считать положение первого от выходного фланца (разъема) узла стоячей волны при коротком замыкании ИЛ (см. рис. 11.4, а). Условный конец ИЛ зависит от l и должен определяться на каждой частоте измерений.

После определения условного конца к ИЛ подключается исследуемый ДП. Поле в ИЛ перераспределяется в соответствии с характером Z, а значение l₀ измеряется как расстояние от условного конца до первого минимума напряженности поля (в сторону ИГ). Поскольку условному концу ИЛ соответствует j_к=p, то искомое значение j может быть определено по результатам измерения l₀ с помощью формулы

j=(4p/l)*l₀ - p.

Измерив значение К_с и j, можно определить составляющие Z ДП. Для этого необходимо либо воспользоваться формулами, вытекающими из (11.3) и (11.5):

R=W(2K_c/(K_c² – (K_c² – 1)*cosj + 1);

X=W((K_c² - 1)sinj)/(K_c² - (K_c² – 1) *cosj + 1), (11.12)

 

либо определить значения R и X с помощью диаграммы Вольперта.

Основные источники и составляющие погрешностей измерения, К_с и j уже отмечены. В зависимости от конкретных значений параметры ИЛ, нормируемые по ГОСТ 11294—74, определяют её класс точности.