Создание средств метрологического обеспечения измерения отношения мощностей в диапазоне СВЧ

• Автор: Пивак, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил

Содержание
Введение

1 Обеспечение единства измерений отношения мощностей СВЧ

1.1 Система обеспечения единства измерения отношения мощностей СВЧ

1.2 Средства обеспечения единства измерения отношения мощностей СВЧ

2 Исследование нелинейности термисторных преобразователей мощности СВЧ

2.1 Метод определения нелинейности терми-сторного преобразователя в микрокалориметре
2.2 Экспериментальное исследование нелинейности термисторных преобразователей мощности СВЧ
2.3 Определение функции преобразования термисторных преобразователей в расширенном динамическом диапазоне
2.4 Анализ минимально достижимых погрешностей определения нелинейности термистора в микрокалориметре
3 Формирование шкалы отношения мощностей СВЧ в расширенном динамическом диапазоне
3.1 Мера отношения мощностей СВЧ
3.2 Методика определения градуировочной характеристики измерителей отношения мощностей СВЧ
3.3 Оценка погрешности из-за пролезания мощности СВЧ при измерении комплексного

коэффициента передачи 4 Поверочная схема средств измерения отношения мощ- 90 ностей и вторичный эталон отношения мощностей ВЭТ 26
4.1 Структура ВЭТ 26-4-03
4.2 Поверочная схема для средств измерений 96 отношения мощностей СВЧ
4.3 Контроль за единством измерений отноше- 104 ния мощностей СВЧ на основе сличений
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Измерения мощности электромагнитных колебаний (ЭМК) являются одним из основных видов измерений в технике сверхвысоких частот (СВЧ). В области измерения мощности СВЧ фактически подлежат измерению две величины: мощность [Вт] и отношение мощностей [дБ]. При этом одни приборы измеряют или воспроизводят обе величины одновременно (анализаторы спектра, измерители мощности и генераторы СВЧ), а другие - только отношение мощностей (аттенюаторы). Значения минимально достижимых погрешностей тоже различные:
а) 0,2-0,4 % для мощности ЭМК;
б) 0,02% (0,001 дБ) для отношения мощностей.
Существование в России государственной поверочной схемы для
средств измерений мощности ЭМК, а также государственного эталона размера единицы этой величины обеспечивает единство и требуемую точность при измерениях. Другая ситуация сложилась с измерением отношения мощностей. Результаты проведенных исследований минимально достижимых погрешностей при измерениях отношения мощностей не отвечают требованиям новых нормативно-технических документов (ГОСТ 8.000-2000 и ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2000) в части воспроизведения шкалы отношения мощностей и прослеживаемости результатов измерений, и не достаточны для внедрения в метрологическую службу. Поэтому отсутствует основа для разработки поверочной схемы и достоверных оценок погрешностей исходных эталонов.
Необходимость создания нормативной и технической базы для построения иерархической системы передачи шкалы отношения мощностей ставит задачу измерения отношения мощностей с погрешностью 0,001-0,002 дБ на каждые 10 дБ. Наряду с поверочной схемой, комплек-

8) термисторные преобразователи с КСВН не более 1,04.
Рисунок 7 — Схема определения зависимости Кэ от Рсвч
Процедура измерения Кэ проводится в следующем порядке. Сначала определяется калибровочный коэффициент калориметра АРкал/Лекал, где Аексш - показания компаратора при выделении в термисторе мощности постоянного тока АР*". Изменение мощности подогрева термистора на ИР““ создается за счет изменения его сопротивления от К,] до Я а- Затем в преобразователь подается мощность СВЧ и определяется Кэ по (2.4), где Ае- показания компаратора при подаче СВЧ мощности. Вид изменения напряжения на выходе термопар представлен на рис.8.
Определения Ае проводится следующим образом. "Плоскую" часть вершины кривой (рис.8) аппроксимируют прямой линией, также прямой линией аппроксимировали "хвосты" кривой. За приращение Ае принимают разность между значениями двух уравнений прямых во временной точке выключения СВЧ мощности. Аналогичные измерения проводятся при калибровке калориметра.
Мощность замещения определяется дважды в моменты включения и выключения СВЧ мощности, за Рзам принимается среднее арифметическое по двум отсчетам. Продолжительность одного измерения и моменты включения и выключения СВЧ мощности выбираются таким образом,