Распределение uu.ih вдоль линии передачи измеряют, переменная зонд в измерительной линии. С помощью линии находят КСВ, положение минимума напряжения и длину волны. Сопротивление нагрузки определяют расчетным путем, чаще всего по круговой диаграмме.

С помощью направленных ответвителей выделяют падающую и отраженную волны, а по отношению их амплитуд измеряют КСВ или модуль коэффициента отражения от нагрузки. Измеряя и фазовые соотношения между падающей и отраженной волной, получают комплексный коэффициент отражения, а по ним рассчитывают сопротивление нагрузки.

Метод импульсного рефлектометра основан на зондировании тракта СВЧ короткими импульсами или перепадами напряжения. Метод позволит не только рассчитать параметры неоднородностей, но и по запаздыванию отраженного сигнала определить их положение.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите метрологические характеристики измерительной линии.

2. Опишите методику калибровки детектора измерительной линии. Как следует проводить измерения КСВ, если детектор нельзя удовлетворительно описать квадратичной или линейной зависимостью а (и)?

3. От чего зависит собственный КСВ и непостоянство связи?

4. Какие способы измерений положения минимума напряжения известны? Назовите источники погрешностей и сравните точность методов.

5. Сравните известные методы измерений КСВ. W каких случаях их применяют?

6. Как влияет неточность калибровки детектора измерительной линии на погрешность определения КСВ и длины волны?

7. Нагрузка измерительной линии характеризуется /(и(; = 3. Постройте распределение а(/) при квадратичном детектировании. Как изменится распределение, если учесть шунтирующее действие зонда?

8. Изобразите распределение а(/), если зонд измерительной линии имеет незначительную реактивную проводимость.

9. Предложите метод измерений КСВ, основанный на использовании калиброванного аттенюатора, позволяющего менять выходное напряжение генератора. Влияет ли характеристика детектора на точность измерений?

10. Какой закон распределения следует приписать погрешности измерений длины волны по (14.5) в рамках принятых допущений о законе распределения погрешности измерений положения минимума?

П. Зависит ли погрешность измерений длины волны в измерительной линии от систематической погрешности прибора, измеряющего а?

12. Постройте структурную схему панорамного измерителя затухания четырехполюсника с направленными ответвителями. Чем вызвана необходимость стабилизации мощности генератора?

13. Постройте структурную схему панорамного измерителя полного сопротивления с направленными ответвителями. Для чего применяют двойное преобразование частоты? Как обеспечивают постоянство fni?

14. Чем определяется разрешающая способность по длине линии импульсного рефлектометра?

Задачи

1. Выведите формулы для вычисления погрешностей определения положений минимума и максимума в измерительной линии, если детектор квадратичный. Рассчитайте предельную погрешность, если Kcu =2, К = 4 см, ..,р/а„ин = 10". Какой уровень а - максимальный или минимальный - лучше фиксировать при квадратичном детектировании? Какой уровень следует фиксировать при линейном детекторе?

2. Выведите формулу для расчета предельной погрешности измерений положения минимума напряжения в измерительной линии методом вилки при квадратичном детектировании. Рассчитайте предельную погрешность измерений, если а„„„ = 20, /Сст(у=2, Хв = 4 см, уровень измеряют прибором с предельной инструментальной погрешностью 1 %. Уровень следует выбрать в точке с максимальной крутизной da/dl.

3. Выведите соотношение (14.7). Рассчитайте Дл», если \ае/а„т-10, Х. = 4,5 см, К„и=-

4. Выведите соотношение (14.14), учитывая, что зависимость а{1) определяется (14.6).

5. Выведите формулу для расчета Ксти в случае, если получено для отсчета ai=2a„„„ и а2 = 3а„„„ при положениях зонда / и h-

6. Определите погрешность измерений КСВ с помощью измерительной линии и запишите результат измерений для Рд=0,95, если считать все составляющие погрешности распределенными по равномерному закону, ограниченному их предельными значениями; /Сст(; = 1,2; /Сст(;с= 1,06; отсчетное устройство представляет собой микроамперметр класса точности 1,0 со шкалой 100 дел.; а„акс = 80 дел.; а„„„ = 20 дел; дз = 5-10~.

7. С помощью измерительной линии получены следующие показания отсчетного устройства: а„ак< =80 дел.; а„„„ = 20 дел. Для квадратичного детектора запишите результат измерений Knih если собственный КСВ /Сст(;с= 1,06, непостоянство связи 6гв = 3 %; проводимость зонда з = 0,05. Отсчетное устройство представляет собой микроамперметр класса точности 1,0 со шкалой 100 дел.

Приложение.

ПРИМЕРЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ПРИБОРОВ

Измеряемый параметр

Основная погрешность 6„п. %. для нормальных областей значений температуры 20±1 "С, напряжения питающей сети 220±4.4 В

Дополнительные погрешности, рабочие области значений

Вольтметр В7-16

Постоянное напряжение

Переменное гармоническое напряжение

0,05 +0,05 (7к/(7;с, Г„р = 20 мс 0,1 +0,1(7к/(У.. Г„р = 2 мс й„=10 МОм, С„=120 пФ 0,2 +0,02/ = 0,02...20 кГц 1 +0,1(Ук/(У,, / = 20...50 кГц 1,5 + 0,1 (7к х, / = 50...10 кГц

и,= \ В

0,5 + 0,02(7к/6х, / = 0,02...20 кГц

(7„=10, 100 В

Л,,= 1 Мом, С,<=120 пФ

Температурная погрешность бдпг =0,05бо„Х Х120°-Г

Погрешность из-за нестабильности питающего напряжения бд„(; =

= (0,02[7к/С/,)% нормирована для 7"пр = 20 мс

Г°= -50...+60°С (220 +22) В

Частотомер 43-34

Частота /,

Период повторения Гд Синусоидальный сигнал

Импульсный сигнал

Интервал времени Тх

(бом;+1(/.Г„з„))100, /=10 Гц...120 МГц

5-10", 15 суток после поверки, 10, 6 мес. после поверки

бон ; =

Г„з« = 1 МС...10 с

(бон , + 0,003/т + 7-о/тГ;,)100

(6„„ ; + Го/тГ0100, Тф<Го/2

[боп/+Го/7-л+(Тф,+Тф2)/Г,] 100,

Тф>Го/2

Го=10 НС...1 мс т=1...10 (6o„f + 7-o/r,)100, Тф,+гф2<Г„/2

Й0„ /+ 7"о/Г;с + (Тф1 +ТфО )/Г;,]100, Тф, +

+ Хф2> 7-0/2

Тф1; Тф2 - длительности фронтов, определяющих начало и конец периода или интервал

Температурная нестабильность частоты кварцевого генератора 6„,„ = 5- 10~х Х20°-7-°ГС При поверке частота кварцевого генератора устанавливается с предельной погрешностью б„, = 3-10~ Г=-30... + 50°С

Измеритель добротности Е4-11

Добротность

6 + Qk/Q. + 0,5V/ + 3-10-Q,/; / в МГц Погрешность воспроизведения емкости образцовым конденсатором 0,5 + 50/С, С = = 10...100 пФ. Цена деления шкалы образцового конденсатора 0,02 пФ. Погрешность установки частоты генератора 1 %

Температурная погрешность для добротности, емкости и частоты не превышает половины основной погрешности на 10"С изменений температуры среды