Измерительная задача №3

Определить случайную погрешность результатов измерений .

5. Методика определения случайной погрешности результатов

   1. Для определения среднего квадратического значения результатов провести измерения отношений на частоте, при которой мощность генератора оказалась максимальной по показаниям ВПМ.

   2. Сформировать ряд из 10 наблюдений .

Рассчитать среднее значение .

3. Рассчитать значение выборочного СКО.

Перечень вопросов к сдаче лабораторной работы.

1. Какой метод измерения реализован в термисторном измерителе мощности?

2. Что служит мерой мощности, материализующей действительные значения мощности с которой сравнивают измеряемую мощность СВЧ?

3. Ваш измеритель имеет размер коаксиала 7/6,95 мм (7/3,04 мм). Какими значениями частот ограничен диапазон: снизу ( f_МИН), сверху ( f_МАКС)?

Показать по какой причине.

4. Для какого типа волны предназначены измерители мощности в коаксиальных трактах?

5. Дать определение формулой для:

- коэффициента эффективности;

- калибровочного коэффициента;

- коэффициента отражения термисторного измерителя мощности.

6. Из каких составных частей состоит ваттметр проходящей мощности (ВПРМ) в лабораторной установке? Дать определение формулой для калибровочного коэффициента (К_К) ВПРМ. Каким образом можно изменить К_К в ВПРМ лабораторной установки?

7. Перечислить функции составных частей термисторного ваттметра поглощаемой мощности:

- первичного термоэлектрического преобразователя;

- блока измерительного.

8. Отношением каких величин определяется коэффициент преобразования:

- первичного термисторного преобразователя;

- блока измерительного Я2М-66?

9. Что является устройством сравнения в термоэлектрическом ваттметре? Какие функции оно выполняет?

10. По какому из четырёх алгоритмов производится сравнение мощности СВЧ - X_ИЗМ с мощностью постоянного тока – X_Д:

- X_ИЗМ и X_Д – не преобразуются;

- X_ИЗМ – преобразуется, X_Д – не преобразуется;

- X_Д – преобразуется, X_ИЗМ – не преобразуется;

- преобразуются обе X_ИЗМ и X_Д.

Как называется погрешность из-за неравенства X_ИЗМ и X_Д.

11. По какой схеме преобразования измеряется мощность СВЧ X_ИЗМ. Нарисовать структуру, участки прямого и уравновешивающего преобразования.

12. Перечислить преобразования X_ИЗМ и X_Д в термоэлектрическом ВПМ.

Написать размерности последовательных коэффициентов преобразования

X_ВХ = P_{СВЧ(ПАД)}X_ВЫХ – угловое перемещение (угол поворота стрелки блока измерительного).

P_СВЧ – мощность, падающая на вход ВПМ с выхода ВПРМ. Сопротивление в преобразователе ВПМ равно волновому.

13. Сопротивление термистора в преобразователе ВПМ равно волновому сопротивлению R_Т = Z_В

Чему равно полное входное сопротивление в плоскостях I, II, III.

14. Вы устанавливаете сопротивление термистора (на задней стенке блока) последовательно 240 Ом, 150 Ом, 400 Ом. Как изменяется (больше, меньше):

- мощность постоянного тока, выделяемая в термисторе;

- коэффициент отражения преобразователя;

- калибровочный коэффициент ваттметра.

15. Вы измерили дрейф ваттметра в определённые моменты времени после включения мощности подогрева термистора. Определите постоянную времени τ_В в целом, считая, что зависимость разности средней температуры ваттметра T_В и окружающей среды T₀ выражается формулой при ступенчатом изменении значения R_Т.

,

где R_Т – мощность подогрева термистора [Вт];

Н – коэффициент теплоотдачи преобразователя в окружающую среду [Вт / К];

К – градус Кельвина.

16. Какое время необходимо для уменьшения дрейфа:

а) в 3 раза;

б) в 10 раз;

в) в 30 раз?

Рассчитать на основе полученных результатов изменения дрейфа нуля.

17. Чему равен по результатам ваших измерений калибровочный коэффициент ВПРМ при установке лимба (шкалы) аттенюатора с отсчётом показаний по шкале равных: 10, 20, 30, 40, 50?

Выход ВПРМ в плоскости выхода аттенюатора. У ВПМ К_К = 1.

18. Температура окружающей среды изменяется во времени по зависимости

рис. а).

Нарисовать (рис. б), как изменяются показания блока измерительного Я2М-66.

T₀ – температура в начальный момент времени t₀;

T_К – температура в конечный момент наблюдений t_К;

N – показания блока.

19. На вход преобразователя поступает импульсно-модулированное излучение.

Постоянная времени термистора . Длительность импульсов t_И = 10^-3с. Скважность последовательности Q = 4. Нарисовать зависимость относительно изменения сопротивления сопротивления термистора от времени (качественную):

а) блок измерительный не включен;

б) блок измерительный включен.

20. Какими физическими явлениями и параметрами (свойствами) ваттметра ограничен верхний предел измерения мощности ВПМ?

21. Какими физическими явлениями и параметрами (свойствами) ваттметра ограничен нижний предел измерения мощности ВПМ?

22. У блока измерительного Я2М-64 шкала 10 мВт – неравномерная (нелинейная), а шкала 0,15 мВт линейная. Дать объяснение этой разнице на основе формулы измерения мощности СВЧ, поглощённой преобразователем ваттметра (письменно).

23. Температура окружающей среды в момент t₀ изменяется как на рис а). Нарисовать:

- как изменяются показания N блока измерительного Я2М-64 – б);

- как изменяется мощность подогрева, выделяемая в термисторе – в).

24. Рассчитать калибровочный коэффициент и максимальную измеряемую мощность ваттметра проходящей мощности P_МАКС, состоящего из направленного ответвителя с термоэлектрическим измерителем М3-51 в боком плече и аттенюатором на выходе, если: А – ослабление аттенюатора; К_К – клибровочный коэффициент ваттметра Я2М-64; С – переходное ослабление направленного ответвителя [дБ] равны приведённым в таблице:

	1	2	3
А	3	10	16
С, дБ	13	10	20
КК	0,9	0,95	0,8
КВПРМ

При расчёте потерями в первичном канале ответвителя считать равными нулю (S₂₁= 1).

Варианты:

1	2	3	4
А(1), С(1), КК(1)	А(1), С(1), КК(2)	А(1), С(1), КК(3)	А(1), С(2), КК(1)
5	6	7	8
А(1), С(2), КК(2)	А(1), С(2), КК(3)	А(1), С(3), КК(1)	А(1), С(3), КК(2)
9	10	11	12
А(1), С(3), КК(3)	А(2), С(1), КК(1)	А(2), С(1), КК(2)	А(2), С(1), КК(3)
13	14	15	16
А(2), С(2), КК(1)	А(2), С(2), КК(2)	А(2), С(2), КК(3)	А(2), С(3), КК(1)
17	18	19	20
А(2), С(3), КК(2)	А(2), С(3), КК(3)	А(3), С(1), КК(1)	А(3), С(1), КК(2)
21	22	23	24
А(3), С(1), КК(3)	А(3), С(2), КК(1)	А(3), С(2), КК(2)	А(3), С(2), КК(3)
25	26	27
А(3), С(3), КК(1)	А(3), С(3), КК(2)	А(3), С(3), КК(3)