
- •В.Г.Чуйко Радиоэлектронные измерения
- •Глава один. Введение.
- •1.1. Предмет радиоизмерений.
- •1.2. Устройства радиотехники и электроники как объекты измерений.
- •1.3. Цели радиоизмерений
- •1.4. Измерительные задачи на различных стадиях научно-производственного процесса.
- •Глава два. Измерения. Погрешности измерений.
- •2.1. Понятие “измерение”.
- •2.2. Классификация измерений. Результат измерения.
- •2.3. Погрешности измерений и их классификация.
- •2.4. Систематические погрешности
- •2.5. Способы уменьшения систематических погрешностей
- •2.6. Случайные погрешности измерений
- •2.7. Способы оценивания и выражения случайных погрешностей.
- •Глава три Средства и методы измерений.
- •3.1. Классификация средств измерений.
- •3.2. Погрешности средств измерений.
- •3.3. Методы измерений.
- •3.4. Условия измерений.
- •Глава четыре. Радиоизмерения.
- •4.1. Классификация радиоизмерений.
- •4.2. Некоторые особенности радиоизмерений.
- •4.3. Классификация радиоизмерительных приборов по измеряемым величинам.
- •4.4. Классификация радиоизмерительных приборов по их месту в производственном процессе и условиям эксплуатации.
- •4.5. Вопросы выбора универсальных рип. Технические требования к рип. Нормируемые характеристики.
- •Глава пять. Составные части радиоизмерительных приборов.
- •5.1. Меры физических величин в радиоизмерительных приборах.
- •5.1.1. Меры частоты.
- •5.1.2. Меры напряжения постоянного тока.
- •5.1.3. Меры сопротивления на постоянном токе.
- •5.1.4. Меры емкости.
- •5.1.5. Меры индуктивности.
- •5.1.6. Меры мощности шумового излучения.
- •5.1.7. Меры волнового сопротивления и коэффициента отражения.
- •5.2. Преобразователи величин в радиоизмерительных приборах.
- •5.2.1. Масштабные преобразователи.
- •Делители напряжения.
- •Измерительные усилители.
- •Измерительные трансформаторы напряжения и тока.
- •Делители мощности.
- •Измерительные аттенюаторы.
- •Резистивные коаксиальные аттенюаторы.
- •5.2.2. Устройства визуализации результатов измерений.
- •5.2.3. Аналого-цифровые преобразователи.
- •Ацп интервал времени - цифровой код.
- •Ацп постоянное напряжение - интервал времени - цифровой код.
- •Ацп постоянное напряжение-частота.
- •Ацп поразрядного уравновешивания.
- •5.2.4. Преобразователь мгновенных значений переменного напряжения в цифру.
- •5.2.5. Аналоговый преобразователь мгновенных напряжений - электронно-лучевая трубка.
- •Осциллографические электронно-лучевые трубки.
- •Запоминающие трубки.
- •5.2.6. Преобразователи переменного синусоидального напряжения в постоянное.
- •5.2.7. Преобразователи импульсных напряжений в постоянное - Амплитудный детектор.
- •5.2.8. Выпрямительный детектор среднеквадратического значения.
- •Термоэлектрический преобразователь среднеквадратического значения.
- •Частотные детекторы.
- •5.2.9. Преобразователи разности фаз в постоянное напряжение - фазовый детектор.
- •5.2.10. Преобразователь измерения частоты в постоянное напряжение - частотный детектор.
- •5.2.11. Преобразователи мощности свч в постоянное напряжение.
- •5.3 Обобщенная структурная схема радиоизмерительного прибора.
- •5.3.1. Структурная схема прямого преобразования.
- •5.3.2. Структурная схема уравновешивающего преобразования.
- •5.3.3. Структурные схемы реальных приборов.
- •Глава шесть Измерения напряжений.
- •6.1. Вольтметры.
- •6.1.1 Вольтметры амплитудных значений.
- •6.1.2. Вольтметры среднеквадратических значений.
- •6.1.3. Вольтметры средневыпрямленных значений.
- •Особенности цифровых вольтметров переменного напряжения.
- •6.1.4. Вольтметры импульсных напряжений.
- •Компенсационные импульсные вольтметры.
- •6.1.5. Измерения нелинейных искажений
- •6.1.6. Измерения мгновенных значений переменного напряжения.
- •Основные нормируемые метрологические характеристики осциллографа.
- •6.2. Измерения частоты.
- •6.2.1. Меры частоты.
- •6.2.2. Электронносчетный частотомер.
- •6.2.3. Метод сравнения.
- •6.2.4. Гетеродинный частотомер.
- •6.3 Измерения разности фаз.
- •6.3.1 Фазовращатели - меры фазового сдвига.
- •6.3.2 Устройства сравнения.
- •6.3.3 Осциллографические измерения фазового сдвига.
- •6.3.4. Компенсационный метод измерения фазового сдвига.
- •6.3.5. Измеритель фазового сдвига с преобразованием во временной интервал.
- •6.3.6. Цифровой фазометр.
- •6.3.7. Измерения фазового сдвига с гетеродинным преобразованием частоты.
- •Глава семь Измерения мощности свч и ослаблений на свч.
- •7.1. Измерения мощности при высоких и сверхвысоких частотах в закрытых трактах.
- •7.2. Принципы и методы измерений. Основные аксиомы.
- •Измерительные задачи.
- •Принципы измерений.Физические явления, процессы, которые используют для измерений мощности свч.
- •Методы измерений.
- •7.3. Виды конструктивного исполнения ваттметров свч.
- •Обобщенная схема теплового ваттметра свч поглощаемой мощности.
- •7.4 Калориметрические измерители мощности.
- •Конструкции поглотителей и нагревателей.
- •Конструкции поглотителей и нагревателей проточных калориметров.
- •Конструкции измерителей приращения температуры.
- •Дифференциальная схема калориметра.
- •Блоки измерительные калориметрических измерителей мощности.
- •Источники и составляющие погрешностей калориметрических измерителей мощности.
- •7.5 Термоэлектрические ваттметры.
- •Преобразователи термоэлектрических ваттметров.
- •Измерительные блоки термоэлектрических и калориметрических ваттметров.
- •Погрешности метода.
- •Достоинства и недостатки метода.
- •Метод вольтметра.
- •Диодные преобразователи и измерительные блоки ваттметров.
- •Погрешности метода.
- •Достоинства и недостатки метода.
- •7.6 Термисторные ваттметры свч.
- •Конструкция волноводного первичного преобразователя.
- •Первичные измерительные преобразователи.
- •Волноводные термисторные преобразователи.
- •Основные технические характеристики волноводных термисторных преобразователей, используемых в практике измерений.
- •Измерительные блоки термисторных ваттметров.
- •7.7 Измерения ослабления
- •Метод отношения мощностей
- •Гетеродинные измерители ослабления. Измерительный приемник
- •Глава восемь Измерения коэффициента отражения.
- •8.1Области применения.
- •8.2. Определение физической величины. Понятие неоднородности тракта передачи волны.
- •Определение коэффициента отражения как измеряемой величины.
- •8.3 Измерительные задачи.
- •8.4. Принципы и методы измерений ксвн. Принципы измерений.
- •Метод измерений ксвн с помощью измерительной линии.
- •Методика измерений ксвн
- •Сравнение с мерой.
- •Погрешности результата измерений, получаемого с помощью измерительной линии.
- •8.5. Принцип и метод измерений модуля коэффициента отражения.
- •Метод измерений модуля коэффициента отражения “по определению”.
- •Погрешности измерений модуля коэффициента отражения рефлектометром.
- •Конструкция рефлектометра.
- •8.6 Автоматизация измерений с помощью рефлектометра.
- •Что такое автоматизация. Цели автоматизации измерений.
- •Пути, способы автоматизации.
- •Устройства, необходимые для автоматизации радиоизмерений на свч.
- •8.7 Панорамный измеритель коэффициентов отражений и передачи на свч.
- •Глава девять Измерения шумов электронных устройств.
- •9.1 Измерительные задачи.
- •9.2. Принципы измерения мощности шумов.
- •9.3. Методы измерений.
- •9.4 Метод измерительного аттенюатора – нулевой метод.
- •9.5 Нулевой модуляционный метод измерения .
- •9.5 Автоматизированные измерители коэффициента шума.
- •Глава десять. Обеспечение единства измерений.
- •10.1. Государственная система обеспечения единства измерений.
- •10.2. Нормативная база гси.
- •10.3. Организационные основы гси. Государственная метрологическая служба.
- •10.4. Метрологический контроль и надзор.
- •6.5. Эталоны
- •10.6. Поверочные схемы. Поверка и калибровка.
- •10.7. Метрологические характеристики средств измерений.
- •10.7. Методики выполнения измерений. Назначение методики выполнения измерений
- •Содержание документа на мви
- •Метрологическая экспертиза и аттестация документа на мви.
- •Заключение
- •Содержание
3.2. Погрешности средств измерений.
Основным свойством средства измерений, влияющим на погрешность результата измерения, является погрешность самого средства измерения. Погрешностью СИ называют разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой ФВ. (Для меры ее показанием является номинальное значение, обычно указанное непосредственно на мере, например, на гире). Поскольку истинное значение ФВ неизвестно, то на практике пользуются действительным значением. Для средства измерения технического (рабочего) за действительное значение ФВ принимают показания рабочего эталона, а для рабочего эталона (РЭ) метрологического СИ – значение ФВ, полученное с помощью более точного эталона единицы ФВ. Обычно рабочий эталон имеет погрешность в несколько раз меньшую, чем рабочее СИ, так что показания рабочего эталона (РЭ) и принимают за действительное значение применительно к рабочему СИ (РСИ). Поэтому погрешностью СИ считают разность:
где
- погрешность СИ;
-
значение ФВ, полученное с помощью РЭ
(действительное значение);
-
значение, измеренное РСИ.
Погрешности СИ классифицируются по следующим признакам:
по характеру проявления - систематические и случайные;
по способу выражения - абсолютные, относительные, приведенные;
по отношению к изменяемости измеряемой величины динамические, статические;
по отношению к условиям применения СИ - основные, дополнительные.
Различают погрешности мер и измерительных приборов, погрешности измерительных преобразователей, измерительных систем, измерительных установок. Кроме того, вводят понятие точности и классов средств измерений.
Систематическая
погрешность СИ
- составляющая погрешности СИ, принимаемая
постоянной или закономерно изменяющейся.
Обычно устанавливают пределы
допускаемой систематической (абсолютной
или относительной) погрешности СИ
данного типа. При симметричных пределах
систематическую погрешность указывают
в виде
.
При этом систематическая погрешность
данного экземпляра СИ может отличаться
от систематической погрешности другого
экземпляра СИ. Поэтому часто для группы
однотипных СИ систематическая погрешность,
может рассматриваться как случайная
величина.
Случайная погрешность СИ - составляющая погрешности, изменяющаяся случайным образом. Часто указывают предел допускаемого значения СКП средства измерений (абсолютной или относительной).
Абсолютная погрешность СИ - погрешность СИ, выраженная в единицах измеряемой величины.
Относительная погрешность СИ - погрешность СИ, выраженная отношением абсолютной погрешности СИ к действительному значению измеренной ФВ в пределах диапазона измерений.
Приведенная погрешность СИ - это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность СИ отнесена к условно принятому значению величины (нормирующему значению). Например, часто, хотя и не всегда, за нормирующее значение принимают верхний предел измерений. Приведенную погрешность выражают в процентах.
Основная погрешность СИ - погрешность, определяемая в нормальных условиях его применения. Понятно, что для разных типов СИ нормальными могут считаться разные внешние условия.
Дополнительная погрешность СИ - это составляющая погрешности СИ, дополнительно возникающая вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.
Статическая погрешность СИ - это погрешность СИ, применяемого при измерении ФВ, принимаемой за неизменную.
Динамическая погрешность СИ - это погрешность СИ, возникающая дополнительно при измерении переменной во времени ФВ и- обусловленная несоответствием его реакции на скорость (частоту) изменения входного сигнала. По существу все погрешности радиоизмерительных приборов, связанные с неопределенностью частотных свойств приборов, относятся к динамическим, поскольку связаны с инерционными свойствами элементов электрических схем - емкостей, индуктивностей, с конечным временем запасания энергии в контурах и резонаторах, с конечным временем разогрева тепловых преобразователей и т. д.
Точность СИ - характеристика качества СИ, отражающая близость его погрешности к нулю. Считается, что чем меньше погрешность, тем точнее средство измерения.
Класс точности СИ - обобщенная характеристика СИ, отражающая совокупность его характеристик, влияющих на точность. Класс точности обычно обозначают числом. Класс точности назначается таким образом, чтобы можно было судить о том, в каких пределах находится погрешность СИ и некоторые другие характеристики, влияющие на точность результатов измерений. Например, классы измерителей мощности сверхвысоких частот или измерительных приемников привязываются не только к основной погрешности, но и к значению коэффициента отражения входа. Классы точности полезны для относительного сравнения при выборе типа СИ. Однако прямо и непосредственно класс (число) не всегда обязательно отражает погрешность СИ.