Схема электрическая принципиальная измерительного. 3.3.1. Схема электрическая принципиальная термоэлектрического преобразователя 4.681.467 приведена в приложении 1.

Преобразователя.

3.3.1. Схема электрическая принципиальная термоэлектрического преобразователя 4.681.467 приведена в приложении 1.

СВЧ сигнал поступает на поглощающий элемент R1 (согласованную нагрузку) и, рассеиваясь, нагревает его. Перепад температур между поглощающим элементом и корпусом преобразователя, пропорциональный подводимой мощности, регистрируется термоэлектрическим модулем Тп1. Образуемая на выходе модуля Тп1 термоЭДС с помощью кабеля подводится к каналам 1 и 5 розетки Ш2, смонтированной на его конце. Посредством делителя из R2 и R3 чувствительность преобразователя приводится к номинальному значению, кри которой обеспечивается нормальная работа измерительного блока.

Конструкция.

Конструкция измерительного преобразователя.

Измерительный преобразователь 4.681.467 состоит из отрезка коаксиальной линии со стандартным коаксиальным разъёмом III по ГОСТ 13317 – 73, поглощающего элемента цилиндрической формы с согласующим экраном, термоэлектрического модуля и «тела сравнения». Поглощающий элемент представляет собой тонкоплёночный резистор на теплопроводящей (бериллиевой) керамике. Центральным проводником коаксиального тракта является тонкостенная трубка из нержавеющей стали с целью исключения теплового воздействия внешней среды на поглощающий элемент. Для уменьшения СВЧ потерь трубка покрывается медью и серебром..

Поглощающий элемент за счёт плотной посадки имеет электрический контакт с центральным проводником, другой его конец впаян в согласующий медный экран с серебрянным покрытием. Согласующий экран имеет ступенчатое изменение диаметра, что обеспечивает согласование поглощающего элемента во всём диапазоне частот. Термоэлектрический модуль выполнен в виде диска с отверстием и располагается так, что горячие спаи имеют тепловой контакт с внешней поверхностью согласующего экрана в месте пайки поглощающего элемента, а холодные спаи – «с телом сравнения». К выводам термоэлектрического модуля припаиваются провода соединительного кабеля. Внутренний и внешний экраны предназначены для защиты термоэлектрического модуля от случайных внешних тепловых воздействий.

 

Порядок работы.

4.1. Подготовка к проведению измерений.

4.1.1. Тумблер СЕТЬ ВКЛ. на измерительном блоке переводят в верхнее положение СЕТЬ. При этом должны загораться цифры на табло и лампочка подсвета условного обозначения единицы измерений.

4.1.2. До проведения измерений ваттметр прогревают в течение 30 мин.

4.1.3. После прогрева устанавливают нуль на пределе РУЧ 1, поворачивая вправо (влево) ручки установки нуля ГРУБО И ТОЧНО.

4.1.4. Производят опробование ваттметра. При отсутствии на входе преобразователя мощности и нормальной работе измерительного блока с помощью ручек установки нуля ГРУБО И ТОЧНО на табло должно устанавливаться показание

00,00 на пределе РУЧ. 1;

000,0 на пределе РУЧ. 2;

0000 на пределе РУЧ. 3.

4.1.5. Осуществляют калибровку ваттметра. Для этого следует:

- перевести переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ в положение АВТ и или РУЧ. 3;

- присоединить к коаксиальному СВЧ разъёму на передней панели измерительного блока преобразователь и, поворачивая ручку потенциометра , установить показание 800 мВт. При этом делается выдержка порядка 1 мин с момента присоединения преобразователя;

- отсоединить преобразователь от коаксиального СВЧ разъёма на передней панели измерительного блока.

4.2. Проведение измерений.

4.2.1. Ваттметр обеспечивает измерение мощности в следующих режимах:

- ручное переключение пределов измерений (положение переключателя РЕЖИМ РАБОТЫ – РУЧ. 1, РУЧ. 2, РУЧ. 3); соответственно конечные значения пределов: 0,03 – 0,3 – 1 Вт;

- автоматическое переключение пределов (положение переключателя РЕЖИМ РАБОТЫ – АВТ.);

- дистанционное управление (положение переключателя РЕЖИМ РАБОТЫ – ДИСТ.).

Примечание. Во избежание вывода измерительного преобразователя из строя или измерении средней мощности импульсно–модулированных СВЧ сигналов оператору следует помнить, что импульсная мощность не должна превышать 1500 Вт при средней мощности не более 20 Вт.

При этом:

,

где - средняя мощность импульсно-модулированного сигнала, Вт;

- импульсная мощность, Вт;

- частота импульсов, Гц;

- длительность импульсов, с

Длительность импульсов не должна превышать 10 мкс

4.2.2. Для проведения измерений в режиме ручного переключения пределов измерений следует прежде всего установить переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ в такое положение, чтобы предполагаемый уровень измеряемой мощности не превышал конечное значение выбранного предела. Затем присоединить преобразователь к выходу источника СВЧ мощности и спустя 20 – 25 с отсчитать показание цифрового индикатора. После этого определить значение измеряемой мощности по формуле

(6)

где - показание цифрового индикатора;

- коэффициент эффективности, равный:

0,98 – в диапазоне частот до 12 ГГц включительно;

0,95 – в диапазоне частот свыше 12 ГГц;

- модуль коэффициента отражения преобразователя.

Модуль коэффициента отражения преобразователя определяется по формуле:

(7)

где - коэффициент стоячей волны преобразователя.

Примечание. Если при измерениях используются коаксиальные и коаксиально-волноводные переходы, значение следует принимать равным:

- 0,98 – с переходами 5.433.020 и 5.433.021 на частотах до 4 ГГц;

- 0,97 – с переходом 5.433.021 на частотах свыше 4 до 10 ГГц;

- 0,95 – с переходом 5.433.022 на частотах свыше 8,24 до 12,05 ГГц;

- 0,93 – с переходом 5.433.023 на частотах свыше 12,05 до 17,44 ГГц, а значения равными:

- 0,149 ( =1,35) с переходом 5.433.020 в диапазоне частот до 4 ГГц;

- 0,167 ( =1,4) с переходом 5.433.021 в диапазоне частот до 10 ГГц;

- 0,23 ( =1,6) с переходом 5.433.022 в диапазоне частот 8,24 – 12,05 ГГц;

- 0,286 ( =1,8) с переходом 5.433.023 в диапазоне частот 12,05 – 17,44 ГГц.

Если показания цифрового индикатора менее 0,1 от конечного значения выбранного предела измерений, следует переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ перевести в положение, соответствующее более низкому пределу измерений.

При неизвестном уровне мощности переключатель РЕЖИМ РАБОТЫ следует устанавливать в положение РУЧ. 3.

Оператору следует помнить, что в процессе измерений при непосредственном подключении измерительного преобразователя к выходу источника СВЧ мощности возникает погрешность, обусловленная несоответствием выходного импеданса генератора и входного импеданса преобразователя преобразователя ваттметра волновому (характеристическому) сопротивлению линии передачи. Чтобы исключить из результата измерений эту погрешность, необходимо значение измеряемой мощности определить из выражения:

(8)

где , - комплексные значения коэффициентов отражения генератора и измерительного преобразователя на измеряемой частоте.

Обычно известны только модули коэффициентов отражения и за результат измерений принимается значение, найденное из выражения (6)

При этом погрешность рассогласования составит

Модуль коэффициента отражения генератора определяется из формулы (7), где берётся из эксплуатационной документации на генератор.

4.2.3. Режим работы ваттметра с автоматическим переключением пределов используется при работе ваттметра в автоматизированных цифровых измерительных системах.

4.2.4. При дистанционном управлении производится дистанционное переключение пределов измерений с помощью потенциальных сигналов, поступающих от цифровых измерительных систем.

4.2.5. Следует помнить, что преобразователи требуют бережного обращения с ними и во избежании выхода из строя не должны перегружаться мощностью сверх установленной нормы 1,0 Вт.

4.2.6. В процессе измерений оператор должен производить периодическую проверку нуля (п. 4.1.9), для чего необходимо снять со входа СВЧ мощность.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1