11.7. Порядок виконання роботи
1. Зібрати вимірювальний тракт НВЧ за рис. 11.5. До виходу вимірювальної лінії приєднати металеву пластину.
2. Ввімкнути генератор для 10-хвилинного прогрівання та вимiрювальний пiдсилювач – на 30 хвилин.
3. Переміщуючи каретку вздовж лінії, визначити положення вузлів напруженості електричного поля в лінії. Для підвищення точності визначення використати метод "вилки" і взяти різні вузли (див. рис. 11.6).
Рис. 11.6. Метод "вилки" для визначення вузлів
Результати вимірювань слід звести в табл. 11.2.
Таблиця 11.2
Результати вимірювань
№ п/п |
L′1мм |
L″1мм |
L1=
|
L′2мм |
L″2мм |
L2=
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для розрахунку σ0 необхідно користуватись такими формулами:
де λсеред – середнє арифметичне дванадцяти вимірювань;
λ – середнє значення результатів вимірювань після вилучення грубих промахів.
Примітка. При обчисленні слід вилучити грубі промахи. Для цього потрібно обчислити середньоквадратичну похибку σQ, а за N і Ρ з табл. 11.2 знайти і розрахувати Δ ε:
. (11.20)
Одержаний результат порівняти з відхиленнями, які розраховуються:
, (11.21)
причому порівняння робити за модулем: якщо відхилення δЕn більше розрахованого, то відповідне вимірювання слід вилучити. Значення t взяти з табл. 11.3.
4. Вибрати вузол у середині вимірювальної лінії. Перемістити каретку для одержання максимального показання індикатора. Ручками вхідних атенюаторів вимірювального підсилювача добитися відхилення стрілки індикатора близького до максимального. Для десяти положень зонда між пучністю та вузлом визначити показання вимірювального приладу α, відмічаюча відповідні відстані d від цих положень до вузла напруженості по лінійці вимірювальної лінії, Повторити вимірювання для тих же значень d, відрахованих по інший бік від вузла. Скласти таблицю.
Таблиця 11.3
Оцінка грубих промахів (критерій Романовського)
-
N P
0,05
0,02
0,01
0,005
0,001
2
15,561
38,973
77,964
779,70
779,64
3
4,969
8,042
11,460
36,50
36,486
4
3,558
5,077
6,530
14,46
14,468
5
3,041
4,105
5,043
9,43
9,432
6
2,777
3,635
4,355
7,41
7,409
7
2,616
3,360
3,963
6,37
6,370
8
2,508
3,180
3,711
5,73
5,733
9
2,431
3,053
3,536
5,31
5,314
10
2,372
2,959
3,409
5,01
5,014
11
2,327
2,887
3,310
4,79
4,791
12
2,291
2,829
3,233
4,62
4,618
13
2,261
2,782
3,170
4,48
4,481
14
2,236
2,743
3,118
4,37
4,369
15
2,215
2,710
3,075
4,28
4,276
5.
Побудувати градуювання детектора в
прямокутній системі координат, відкладаючи
по осі абсцис величину
,
де
d
–
абсолютна величина зміщення зонда
відносно вузла, а λх
–
довжина
хвилі в даній лінії. По oсі
ординат
відкласти величини, які дорівнюють α –
середньому з показань iндикатора,
що відповідають даному значенню d
по
обидва боки вузла.
6. Аналітичний вираз характеристики детектора має вигляд:
. (11.22)
Показник степеня n можна визначити методом двох відліків, використовуючи співвідношення, що зв'язує напруженість поля у будь-якій точці короткозамкнутої лінії з пучністю цїєї напруженості та відстанню точки від вузла напруженості:
. (11.23)
У такому разi маємо (рис. 11.7):
;
(11.24)
Рис 11.7. Метод двох відліків
Струм детектора при положенні зонда в точках d1 і d2 дорівнюватиме відповідно:
,
, (11.25)
Звiдки:
. (11.26)
Якщо візьмемо Іδ2 = 2Іδ, потім проведемо скорочення у виразі (11.26) і прологарифмуємо, то кінцеву формулу одержимо у вигляді:
. (11.27)
Таким чином, взявши по індикатору значення U1 і U2 = 2U1 та відмітивши положення d1, і d2, можна визначити показник степеня в аналітичному виразі характеристики детектора.
7. Коефіцієнт відбиття, зумовлений неоднорідністю вимірювальної лінії, дуже малий, і визначити його шляхом дослідження картини стоячої хвилі, одержаної при роботі лінії на добре узгоджене навантаження, неможливо: надто незначні та невизначені коливання напруженості поля, які при цьому спостерігаються. Принцип визначення малих відбиттів базується на методі зміщення вузла, що пояснює рис. 11.8.
Рис. 11.8. Метод зміщення вузла
До вимірювальної лінії підключають зразковий реактивний опір, поршень якого ставлять у положення X. Якщо при цьому помістити зонд вимірювальної лінії у вузол напруженості поля (точка X), то відстань між зондом і поршнем дорівнюватиме цілому числу півхвиль:
або 
де Хо – відстань від нуля шкали поршня до кінця лінійки вимірювальної лінії.
При переміщенні поршня вузол у вимірювальній лінії буде також зміщуватися. Якщо обидві лінії абсолютно однакові та у вимірювальній лінії відсутні неоднорідності, то зміщення вузла у вимірювальній лінії дорівнюватиме переміщенню поршня:
або 
За
наявності ж неоднорідностей зміщення
не однакові, тобто
.
При
цьому, якщо неоднорідність стаціонарна,
то вона викликає періодичні зміни
величини
.
Методика вимірювання неоднорідностей
така:
А. Поршень зразкового реактивного опору ставлять на нуль.
Б. Методом "вилки" визначають вузол, найближчий до кінця вимірювальної лінії, та відраховують положення X.
В. Поступово переміщують поршень на півхвилі від кінця лінії так, щоб вузол знову з’явився в точці X.
Г. Оскільки відлік положення поршня потребує достатньої точності, то далі діють таким чином: зміщують зонд на деяку величину ∆X1 = 2 мм в напрямку до генератора і, переміщуючи поршень, добиваються того, щоб вузол у вимірювальній лінії з'явився точно в точці χ, нового місцеположення зонда.
Відмічають нове положення поршня X.
Д. Операцію п.В повторюють для ряду положень зонда (через 2 мм), доки загальне зміщення зонда не буде більшим хоча б за одну півхвилю. Результати заносять в табл. 11.4.
Початкове положення поршня Х2 = ... .
Початкове положення зонда X1 = ... .
Примітка. В табл. 11.4 Χ'2а і Х'2б – відліки за шкалою поршня, при яких одержуються однакові показання індикатора по один і другий бік від вузла (метод "вилки").
Е. На основі результатів вимірювань будують графіки:
або 
Ж. За графіком визначають різницю між максимальним і мінімальним значеннями одержаної кривої. Цю різницю позначимо 2а.
Таблиця 11.4