Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Измерение поглощаемой мощности на высоких и сверхвысоких частотахСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Измерение поглощаемой мощности наиболее распространено на ВЧ и СВЧ. Первичные преобразователи ваттметров поглощаемой мощности являются эквивалентом согласованной нагрузки и, как видно из рис. 4.1, а, включаются на конце передающей линии. Для измерения поглощаемой мощности может быть использовано большинство методов, перечисленных в § 4.1. ТЕПЛОВЫЕ МЕТОДЫ
Тепловые методы основаны на преобразовании электромагнитной энергии в тепловую с последующим измерением количества выделенного тепла (приращения температуры) либо замещающей мощности постоянного тока (низкой частоты), вызывающей эквивалентное приращение температуры. Основным достоинством тепловых ваттметров является возможность калибровки и аттестации их на постоянном токе, что способствует достижению высокой точности измерения мощности. Калориметрический метод
Калориметрический метод является одним из наиболее точных методов измерения мощности на ВЧ и СВЧ. Устройство калориметрических ваттметров весьма разнообразно и определяется уровнем измеряемой мощности, диапазоном частот и требуемой точностью. Однако во всех случаях первичным преобразователем ваттметра является калориметр, где и осуществляется преобразование электромагнитной энергии в тепловую. Все калориметры подразделяются на калориметры с переменной и постоянной температурой. Калориметры с переменной температурой могут конструктивно выполняться как статические и проточные. В статических калориметрах рабочее тело, где электромагнитная энергия превращается в тепловую, неподвижно и в процессе измерений не изменяет формы и физических свойств. Рабочим телом могут служить вода и твердые (объемные или пленочные) поглотители. В первом случае калориметр представляет собой сосуд Дьюара, а калориметры с твердыми поглотителями называют «сухими». Сухие калориметры наиболее распространены и конструктивно представляют собой коаксиальные (рис. 4.3, а) или волноводные (рис. 4.3, б) согласованные нагрузки, в которых повышение температуры рабочего тела измеряется с помощью термопар. Калибровка в таких калориметрах осуществляется постоянным током, который проходит либо непосредственно по нагрузке (СВЧ резистор на рис. 4.3, а), либо по специальному подогревателю (обмотка на рис. 4.3, б). Рис. 4.3. Схематическое устройство сухого калориметра: а — коаксиального: 1 — внутренний проводник; 2 — внешний проводник; 3 — СВЧ резистор; 4 — экран; б — волноводного; 1 — волновод; 2 — экран; 3 — подогреватель; 4 —поглотитель. В проточных калориметрах рабочее тело представляет собой циркулирующую жидкость, а процесс измерения мощности сводится к измерению приращения температуры и расхода этой жидкости. Такие калориметры также могут быть коаксиальными (рис. 4.4, а) и волноводными (рис. 4.4,6). В качестве жидкости используется вода, кремний-органическая жидкость и др.
Рис. 4.4. Схематическое устройство проточного калориметра: а — коаксиального: 1—диэлектрическая шайба; 2— корпус нагрузки; б— волноводного: / — корпус нагрузки; 2 — диэлектрический клин. Вторая группа калориметров — калориметры с постоянной температурой — представлена в настоящее время калориметрами с фазовым переходом, компенсационными калориметрами и калориметрами, основанными на методе замещения. В калориметрах с фазовым переходом электромагнитная энергия, превращенная в тепловую, определяется по количеству твердого вещества (например, льда), перешедшего в жидкое состояние. В компенсационных калориметрах одновременно и с одинаковой скоростью протекают процессы выделения и эквивалентного поглощения тепла. Для калориметров, основанных на методе замещения, характерен предварительный подогрев рабочего тела постоянным или переменным током. После подачи Рх тепловой режим рабочего тела поддерживают неизменным, уменьшая мощность подогрева, а значение Рх определяют по изменению этой мощности. В ИУ калориметрических ваттметров может быть реализован как метод прямого преобразования путем измерения приращения температуры рабочего тела, так и метод сравнения путем измерения замещающей мощности постоянного или переменного тока. Калориметрические ваттметры прямого преобразования почти не применяются из-за малой чувствительности и низкой точности. Рассмотрим поэтому калориметрический ваттметр с проточным калориметром, реализующий метод сравнения.
Рис. 4.5. Структурная схема калориметрического ваттметра с проточным калориметром.
Как видно из рис. 4,5, в процессе измерения осуществляется сравнение теплового воздействия измеряемой мощности Рх, подаваемой в первичный преобразователь I, с тепловым воздействием мощности постоянного тока, подаваемой в опорную нагрузку 4. Процесс измерения замещающей мощности автоматизирован благодаря замкнутой циркуляционной системе. Рабочая и опорная нагрузки последовательно омываются одним потоком жидкости, причем за счет теплообменника 5 обеспечивается равенство температур жидкости на входах обеих нагрузок. В конструкции нагрузок предусмотрено размещение терморезисторов 2 и 3, которые совместно с резисторами R1 и R2 образуют мост, питаемый от генератора низкой частоты. При отсутствии Рх температура терморезисторов одинакова и мост сбалансирован. После подачи Рх мост разбалансируется, и сигнал разбаланса через усилитель переменного тока поступает на детектор, где преобразуется в постоянное напряжение компенсации. Это напряжение через УПТ подается в опорную нагрузку и одновременно измеряется магнитоэлектрическим прибором. Сопротивления терморезисторов в результате изменения температуры опорной нагрузки выравниваются, баланс моста восстанавливается, а показание прибора оказывается пропорциональным измеряемому значению Рх. Таким образом, мы получаем прямоотсчетный калориметрический ваттметр с автоматической термобалансировкой. Основными достоинствами калориметрических ваттметров являются исключительно широкий частотный диапазон, широкие пределы и высокая точность измерений, определяемая в основном погрешностью измерения мощности замещения (напряжения компенсации) и параметрами рабочей нагрузки, которые точно известны для каждого ваттметра. Поэтому на базе калориметрического метода разработаны государственные специальные эталоны единицы мощности электромагнитных колебаний в коаксиальных и волноводных трактах, утвержденные ГОСТ 8.073—73, ГОСТ 8.102—73 и ГОСТ 8.277—78. Они обеспечивают воспроизведение ватта при СКО не более 0,15 % и неисключенной систематической погрешности, не превышающей 0,5 %. Недостатки калориметрических ваттметров: большая инерционность (время установления показаний может достигать и нескольких минут) и сложность в эксплуатации.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-28; просмотров: 473; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.217.183.10 (0.011 с.) |