
- •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
2.2. Классификация измерений. Результат измерения.
Для удобства описания все измерения классифицируют в зависимости от условий, свойств объекта, процедуры получения результата, назначения и области применения результатов.
С точки зрения цели измерений можно разделить все измерения на технические и метрологические измерения. Технические измерения применяют в науке, производстве, торговле, с целями контроля и управления научным экспериментом; контроля параметров изделий; контроля параметров технологических процессов, диагностики заболеваний; контроля загрязнения окружающей, эквивалентности обмена и т.п. Например, контроль частоты радиостанции, контроль параметров интегральной схемы при выпуске, контроль радиопомех; контроль дозы УВЧ облучения в больнице и т. п.
Метрологические измерения - это измерения при помощи эталонов с целью проверки правильности технических измерений или для выполнения градуировки средств, применяемых для технических измерений.
По числу измерений различают однократное, то есть когда измерение выполняется один раз, и многократное, то есть измерение одного и того же размера ФВ, при котором результат получен из нескольких последующих измерений, то есть состояние из ряда однократных измерений Обычно за результат многократного измерения принимают среднее арифметическое значение результатов однократных измерений. Известно, что результаты ряда измерений могут быть обработаны в соответствии с правилами математической статистики при числе отдельных измерений n ≥ 4. Поэтому многократным можно считать измерение при четырех и более измерениях, входящих в ряд.
По условиям, при которых выполняются измерения, их можно разделить на равноточные, когда ряд измерений выполнен одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях, и неравноточные, то есть когда ряд измерений выполнен несколько разными по точности средствами измерений и (или) в несколько разных условиях. Под "рядом измерений" понимают серию следующих друг за другом измерений ФВ.
По способу получения и выражения результата выделяют относительные измерения, то есть измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Так, например, ряд измерителей мощности для сверхвысоких частот измеряют мощность в относительных единицах дБм (децибелах относительно одного милливатта), а ряд измерителей напряжения высоких частот в аппаратуре связи измеряют напряжение прямо в децибелах; при этом имеется в виду, что отсчет производится относительно некоторого начального уровня, например, относительно одного микровольта [дБмкВ]. Заметим, что и дБм и дБмкВ – это абсолютные величины мощности и напряжения.
По приемам (процедуре.) получения результата принято разделять на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
Прямое измерение - это измерение, при котором искомое значение ФВ получают непосредственно, например, измеряют напряжение при помощи вольтметра, частоту при помощи частотомера, массу при помощи весов и гирь и т.п. Главный признак прямого измерения - наличие средства измерений, на шкале (цифровом табло) которого фиксируется отсчет показаний непосредственно в значении измеряемой величины.
Косвенное измерение - это измерение, при котором искомое значение ФВ определяют на основании результатов прямых измерений других ФВ, функционально связанных с искомой величиной, например, измерение добротности контура или резонатора проводят путем измерения отношения напряжений, измерение емкости или индуктивности путем определения резонансной частоты контура. Принципиальной особенностью косвенных измерений является обязательность некоторых априорных сведений об объекте, то есть необходимо заранее знать зависимость, связывающую искомую ФВ и результаты прямых измерений других величин. Вариантом косвенных измерений являются совместные измерения, то есть проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними. Например, измерения вольтамперной или частотной характеристики транзистора, диода.
Совокупные измерения - это проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин. Примером может служить измерение емкости конденсаторов путем прямого измерения емкости параллельного и последовательного их соединения. Другой пример - измерение коэффициента усиления антенны методом трех или двух антенн.
Различают статические и динамические измерения по отношению к изменению измеряемой величины за время измерений. Если за время, необходимое для получения результата измерения, измеряемую величину можно считать неизменной, то измерение называют статическим. Измерение изменяющейся во времени ФВ называют динамическим.
Результат измерения - это значение ФВ, полученное путем ее измерения. В этом определении необходимо выделить две стороны. Первая - это то, что численное значение ФВ, которое принимается за результат измерения, является продуктом целенаправленных действий (операций) с применением технических средств. Другая сторона - это то, что в технической документации, в соответствии с которой выполняются измерения, должны быть указаны условия, при выполнении которых полученное численное значение ФВ принимается за результат. Например, должно быть указано, если это необходимо, что понятие “результат измерения” относится к среднему значению результатов нескольких измерений, или что в каждое число должны быть внесены поправки и т. п. Не следует безусловно принимать за результат измерений отсчет показаний, то есть значение величины или число, зафиксированное по отсчетному устройству средства измерений в заданный момент времени.