4. Метрологические особенности радиоизмерений.

На этапе современного научно-технического развития радиоизмерительной техники происходят качественные изменения и в её метрологии. Измерения практически полностью переходят на цифровые методы, воплощенные в приборах с цифровым отсчётом и регистрацией, существенно расширяются диапазоны и повышаются требования к точности измерений, в измерительных системах широко применяется аналоговая и цифровая микроэлектроника и компьютерная техника, возникла необходимость в измерении характеристик случайных процессов. Всё это требует большого внимания к состоянию средств радиоизмерений, к соответствию их метрологических свойств установленным нормам.

Главные задачи радиотехники связаны с передачей, приёмом, обработкой и преобразованием информации. Поэтому для радиоизмерений характерно исследование колебаний весьма широкого диапазона частот. При этом необходимо определять не только значения измеряемых величин, но и получать данные о форме и спектре исследуемых сигналов.

4.1.Основные особенности, характерные для техники радиоизмерений.

- чрезвычайно широкий диапазон измеряемых величин, вследствие чего измерения одного и того же параметра могут отличаться в зависимости от диапазона частот, на которых производятся измерения. Так если в диапазоне радиочастот обычно измеряется напряжение радиосигнала, то в диапазоне СВЧ, как правило, измеряется его мощность,

- носителем используемой информации и объектом исследования в радиоизмерительных цепях является электрический сигнал, в связи с чем возникает необходимость исследования (измерения) формы и спектра электрических колебаний, а также генерирования их копий и образцов,

- сложность структуры современных радиотехнических систем и устройств и большое количество всевозможных параметров, описывающих их работу, требуют значительного разнообразия измерений даже в одном эксперименте, необходимость их комплексного проведения, быстродействия, согласованной точности и автоматизации при современном статистическом характере измерений.

Методы радиоизмерений, практически не отличаются от общих методов измерений, описанных в разделе 2.6. В сфере радиоизмерений также используются метод непосредственной оценки и метод сравнения. Причём последний также реализуется в виде нулевого метода, метода замещения и дифференциального метода.

По характеру изменения измеряемой величины во времени различают статический и динамический режимы измерений.

Статический режим измерений – это режим измерений, при котором средство измерений работает в статическом режиме, то есть когда выходной сигнал остаётся неизменным в течение времени его использования или меняется так медленно, что каждый результат измерений может быть выражен только одним числом.

Динамический режим измерений – это режим измерений, результатом которого является функциональная зависимость измеряемой величины от времени, то есть когда выходной сигнал меняется во времени в соответствии с изменением во времени измеряемой величины. Для оценки точности результатов динамических измерений необходимо знание динамических свойств средств измерений.

Необходимо также различать измерения параметров детерминированных величин (сигналов) и характеристик случайных величин (сигналов, процессов). В первом случае измеряются заведомо постоянные, либо меняющиеся по известному закону величины. Во втором – в результате некоторого числа опытов определяются характеристики законов распределения измеряемых случайных величин (амплитуды, длительности импульсов и т.д.).

В зависимости от метода измерений и свойств применяемых СИ, все рассмотренные виды измерений могут выполняться либо с однократными, либо с многократными наблюдениями. От числа наблюдений измеряемой величины зависит способ обработки экспериментальных данных и оценка погрешностей измерений.

По необходимой точности оценки погрешности измерений различают следующие виды измерений: высшей точности (прецизионные), связанные с созданием эталонов и измерением фундаментальных физических констант, технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений, регламентированными условиями измерений и оценивается до проведения измерений, контрольно – поверочные измерения, погрешность которых не должна превышать некоторых заранее заданных значений.

4.2. Основные метрологические свойства измерительных приборов, используемых в радиотехнике.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности СИ.

Диапазон показаний – размеченная область шкалы, ограниченная её начальным и конечным значениями, т.е. указанными на ней наименьшим и наибольшим возможными значениями измеряемой величины.

Предел измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений.

Область рабочих частот (диапазон частот) – полоса частот, в пределах которой погрешность прибора, полученная при изменении частоты сигнала, не превышает допустимого предела.

Градуировочная характеристика, функция или статическая характеристика преобразования средства измерений – это зависимость, определяющая соотношение между сигналами на выходе и входе СИ в статическом режиме.

Чувствительность по измеряемому параметру – это отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызвавшему его изменению измеряемой величины.

Разрешающая способность (абсолютная) – минимальная разность двух значений измеряемых однородных величин, которая может быть различима с помощью данного прибора.

Вариация показаний – разность между показаниями прибора в одной и той же точке диапазона измерений прибора при плавном подходе к ней со стороны больших и меньших значений измеряемой величины.

Погрешности измерительного прибора – инструментальные погрешности.