овому вигляді. Зазвичай відліковий пристрій суміщають з вимірювальним.
2. Методи вимірювання НВЧ потужності
А. Вимірювання поглинається потужності
Вимірювання поглинається потужності є найбільш поширеним видом вимірювання НВЧ потужності. Прийомні перетворювачі ватметрів поглинається потужності, які є еквівалентом узгодженої навантаження, включать на кінці передавальної лінії. У Залежно від виду застосовуваних перетворювачів розрізняють такі методи вимірювань: теплові (калориметричний, болометричний, термоелектричний); метод вольтметра; метод з використанням частотно - виборчих феритових елементів.
Вимірювання потужності за допомогою резистивних термочутливих елементів (терморезисторов)
Найбільш поширеним методом вимірювання малих потужностей, на якому побудовані промислові ватметри, є метод вимірювання опору терморезистора при розсіюванні в ньому електромагнітної енергії. В якості резистивних термочутливих елементів використовуються болометри, опір яких зростає з підвищенням температури (позитивний температурний коефіцієнт опору), і термістори, опір яких із зростанням температури падає.
Основними перевагами термисторов в порівнянні з Болометр є їх більш висока чутливість і велика стійкість до перевантажень.
термісторі називають терморезистор, виготовлений зі спеціального напівпровідникового матеріалу, що володіє великим негативним температурним коефіцієнтом опору, тобто температурна характеристика термістора - негативна. Застосовують два типи термисторов: стрижневий і бусінковий. Стрижневі термістори володіють вищою електричною міцністю і мають відносно менше реактивний опір. Термістори бусінкового типу при інших рівних умовах мають меншу поверхню охолодження і тому володіють більшою чутливістю. Чутливість термістора висока-від 10 до 100 Ом/мВт. Для отримання високої чутливості робочу точку термістоpa вибирають на ділянці з максимальною крутизною характеристики.
Болометр - дротяний або плівковий терморезистор з позитивною температурної характеристикою, поміщений в скляний (вакуумний або наповнений інертним газом) балон. Для збільшення чутливості нитка виконана з матеріалу з високим температурним коефіцієнтом опору. Болометри менш чутливі, ніж терморезистори, але мають більш стабільні, що не залежать від температури навколишнього середовища характеристики.
Термістор або болометр поміщають всередину вимірювальної головки, що складається з відрізка хвилеводу або коаксіальної лінії. Зміна опору терморезистора при розсіюванні в ньому електромагнітної енергії вимірюється зазвичай за допомогою мостових схем.
Промислові терморезисторні ватметри мають спільну абсолютну похибку близько 4 ... 10%. Похибки вимірювання таких ватметрів визначаються в основному ступенем узгодженості навантаження і якістю вимірювальної головки. Істотним недоліком термісторні і Болометрична ватметрів є обмеження максимального значення вимірюваної потужності. Практично стандартні термістори здатні витримати без руйнування потужність, не перевершує декількох десятків міліватів.
Вимірювання потужності термопарами
Даний метод вимірювання грунтується на реєстрації значення термоЕРС, що виникає при нагріванні термопари енергією НВЧ. Структурна схема ваттметра складається з приймального термоперетворювача та вимірювальної частини. Основним елементом перетворювача є блок високочастотних диференціальних термопар, одночасно виконують функції узгодженої навантаження і диференціального термометра. У СВЧ-діапазоні частіше застосовують термопари у вигляді тонких металевих плівок, напилених на діелектричну підкладку.
Основним елементом вимірювальної частини приладу є вольтметр постійного струму з цифровим дисплеєм.
До переваг таких ватметрів слід віднести малу залежність результатів вимірювання від коливань температури навколишнього середовища і малий час підготовки приладу до роботи. Недоліки ватметрів: обмежений верхній рівень динамічного діапазону і недостатня стійкість до перевантажень, обмежує допустиме значення середньої потужності при вимірюванні імпульсних сигналів. Практично стандартні термопари здатні витримувати без руйнування потужність, що не перевищує 50 ... 75 мВт. Рівень вимірюваної потужності може бути дещо збільшений, якщо перед термісторні, Болометрична або термопарної камерою помістити калібрований атенюатор.
Калориметрический метод вимірювання потужності
Калориметрический метод вимірювання потужності відрізняється високою точністю, є універсальним і використовується у всьому радіотехнічному діапазоні частот, як для малих, так і для великих потужностей. Meтод заснований на перетворенні енергії електромагнітних коливань, що поглинаються узгодженої навантаженням, в теплову. Поглинання енергії поглиначем, складовим основний елемент приладу, можна зареєструвати або безпосередньо щодо зміни його температури, або побічно як зміна обсягу, тиску чи інших характеристик...
