
- •1. Понятие об измерении
- •2 Основные элементы процесса измерения
- •3 Классификация погрешностей
- •3.1 Классификация погрешностей по форме выражения
- •3.2. Классификация погрешностей по причине возникновения
- •3.3. Классификация погрешностей измерений по закономерностям проявления
- •4 . Математическое описание случайных погрешностей
- •4.1 Оценка случайных погрешностей прямых равноточных измерений
- •5. Способы оценивания и исключения систематических погрешностей
- •6. Классификация средств измерений
- •6.1 Классификация средств измерений по их роли, выполняемой в процессе измерений
- •6.2. Классификация средств измерений по роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений
- •6.3 Классификация средств электрорадиоизмерений по измеряемой величине и принципу действия. Система обозначений
- •7. Формы представления результатов измерений и показатели точности
- •8. Классификация методов измерений
- •9. Обобщенная структурная схема цифровых
- •10. Общие методы повышения точности средств измерений
- •11.1. Структурная схема прямого преобразования
- •11.2. Структурная схема уравновешивающего преобразования
- •12. Основные метрологические характеристики средств измерений
- •Гост 8.401-80 устанавливает следующие классы точности на амперметры и вольтметры: 0,05; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4; 5.
- •13. Формы представления результатов измерений и показатели точности
- •.Электронные вольтметры постоянного напряжения
- •16.Вольтметры амплитудных значений
- •17.Вольтметры среднеквадратических значений
- •18.Вольтметры средневыпрямленных значений
- •19.Цифровой вольтметр с времяимпульсным преобразователем
- •21.Фазочувствительный вольтметр
- •22.Избирательные (селективные) вольтметры
- •23.Измерение мощности
- •24.Измерение мощности в цепях постоянного тока
- •25.Измерение мощности в цепях переменного тока
- •26.Общая характеристика методов измерения мощности
- •27.Калориметрический метод измерения мощности
- •28.Измерение мощности с помощью терморезисторов
- •29.Измерение проходящей мощности
- •30.Измерение импульсной мощности
- •31.Метод дискретного счета
- •32.Гетеродинный метод
- •33.Резонансный метод
- •34.Метод заряда и разряда конденсатора
- •35.Измерение фазового сдвига
- •36.Цифровые фазометры
- •37.Общая структурная схема и принцип действия
- •38.Виды осциллографических разверток
- •39 Основные узлы электронно-лучевого осциллографа
- •39.1. Канал вертикального отклонения
- •39.2. Канал горизонтального отклонения
- •40 Скоростные и запоминающие осциллографы
- •40.1. Особенности скоростных осциллографов
- •40.2. Стробоскопические осциллографы
- •40.3. Запоминающие осциллографы
- •41 Анализ частотного спектра
- •41.2. Анализатор спектра параллельного действия
- •41.2. Анализаторы спектра последовательного действия
- •41.3. Дисперсионный анализатор спектра
29.Измерение проходящей мощности
При
неполном согласовании по линии,
соединяющей генератор с нагрузкой,
распространяются две волны: падающая
с амплитудой
распространяется от генератора к
нагрузке, отраженная с амплитудой
– от нагрузки к генератору. Проходящей
мощностью называют мощность, поступающую
в нагрузку:
.
Чтобы ее определить, необходимо измерить
мощности падающей и отраженной волн.
Для их измерения удобно ответвить
определенную часть энергии, проходящей
по линии передачи. Эта задача решается
с помощью устройства, называемого
направленным ответвителем.
Направленный ответвитель состоит из двух линий – главной и вспомогательной. По главной линии распространяется падающая волна от генератора к нагрузке и отраженная от нагрузки к генератору. Эта линия может быть нагружена на любое сопротивление. Вспомогательная линия работает в режиме согласования с обеих сторон. Во вспомогательную линию энергия поступает из главной линии через элементы связи. На рис. 7.15 изображена конструкция направленного ответвителя волноводного типа.
Рис. 7.15. Измерение проходящей мощности
Коаксиальный
направленный ответвитель строится
аналогичным образом. Как видно из рис.
7.15, в волноводном ответвителе связь
между вспомогательной и главной линиями
осуществляется через общие отверстия
в прилегающих стенках. Эти отверстия
выполнены так, что расстояние между их
центрами равно четверти длины волны,
распространяющейся в волноводе.
Направления распространения падающей
волны показаны на рисунке сплошными
линиями, а отраженной – пунктирными.
Падающая волна через щели связи возбуждает
колебания во вспомогательной линии. В
точках с и
d
энергия этих колебаний разветвляется
в двух направлениях. Часть энергии
направляется к измерителю проходящей
мощности, а часть – к закрытому концу
волновода, где расположена поглощающая
нагрузка. Энергия, поступающая на выход
направленного ответвителя, складывается
из энергий двух колебаний, образующихся
во вспомогательном волноводе за счет
обоих отверстий связи. Расстояния а
– с – d и а
– b – d равны,
поэтому в точке d
колебания складываются в фазе. В точке
с
также происходит сложение колебаний,
образованных падающей волной. Однако,
поскольку расстояния а
– с и а
– b
– d – с
отличаются на
,
происходит их взаимная компенсация.
Отраженная
волна также отдает часть своей энергии
во вспомогательную линию, так как она
распространяется в обратном направлении
и компенсация колебаний происходит в
точке d,
а сложение в точке с.
Таким образом, отраженная волна во
вспомогательном волноводе будет
распространяться влево и поглотится в
нагрузке. Из приведенных рассуждений
ясно, что измеритель мощности, подключенный
к выходу вспомогательной линии, позволит
измерить мощность, пропорциональную
мощности падающей волны. Для оценки
полной мощности падающей волны необходимо
знать величину переходного ослабления
направленного ответвителя:
,
дБ. Здесь
– ответвленная во вспомогательный
волновод часть падающей мощности,
– падающая мощность в основном волноводе.
Величина С
определяется конструкцией направленного
ответвителя и может составлять 10 – 30
дБ. Другим важным параметром направленного
ответвителя является коэффициент
направленности:
.
Здесь
и
– соответственно мощности падающей и
отраженной волн на выходе вспомогательного
волновода. Чем больше D,
тем лучше разделение падающей и отраженной
волн, осуществляемое направленным
ответвителем, и точнее измерения.
Коэффициент направленности обычно
составляет 20 – 40 дБ и зависит от частоты.
Дело в том, что необходимые фазовые
соотношения выполняются в направленном
ответвителе лишь в случае, когда
расстояние между отверстиями связи
равно четверти длины волны, распространяющейся
в основном волноводе. При измерении
длины волны коэффициент направленности
ухудшается. Для расширения частотного
диапазона в направленном ответвителе
увеличивают число отверстий связи.
Однако коэффициент перекрытия (отношение
максимальной частоты, на которой работает
ответвитель, к минимальной) обычно не
превышает 1,5 для волноводных конструкций
и 2 – для коаксиальных.
Изменение мощности отраженной волны, необходимое для определения проходящей мощности, может быть осуществлено тем же направленным ответвителем, если его развернуть на 180°. Энергия, поступающая на его выход, будет пропорциональна мощности отраженной волны.