Компарирующее устройство для измерения величины электрического напряжения

Компарирующее устройство для измерения величины электрического напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

¹ 109290

Класс 21а, 71

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. А. Котович

КОМПАРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ

ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ В КОАКСИАЛЪНЪ|Х ЛИНИЯХ

Заявлено 27 ноября 1956 г. за ¹ 561534 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Известны компарирующие устройства для измерения величины электрического напряжения или мощности высокочастотного моля в коаксиальных линиях путем сравнения амплитуды колебаний гибкого металлического язычка, помещенного в продольную щель наружного проводника коаксиального кабеля, находящегося под действием механических сил электромагнитного поля высокой или сверхвысокой частоты с амплитудой колебаний язычка при воздействии на него электромагнитного поля низкой частоты известной величины.

Подобные устройства пригодны для приведения измерений только в режиме бегущих волн и не могут быть использованы в режиме стоячих волн. Точность измерения параметров поля получается низкой. Указанные недостатки устранены в описываемом изобретении тем, что длина язычка выбрана короче минимальной рабочей волны, а для измерения его перемещения использовано микрофазометрическое устройство.

При достаточно коротком язычке величина силы, действующей на него, будет пропорциональна квадрату электрического поля и при заданной величине приложенного напряжения не будет зависеть от частоты тока, -протекающего вдоль стенок кабеля.

Силы, действующие на язычок, имеют величину порядка 10 в дин.

Действие таких малых сил может быть обнаружено при весьма чув- ствительных язычках и индикаторах, определяющих перемещения этих язычков. Методика измерения малых перемещений язычка в значительной степени определяет чувствительность, точность и диапазон измерения перемещений и, следовательно, напряжения и мощности.

Для измерения малых перемещений язычка, в отличие от известных методов, применен микрофазометрический метод измерения с применением фиксирующего устройства. При использовании этого метода просачивание низкочастотного цоля из внутреннего объема коаксиальной № 109290 линии в промежутки между язычком и стенками щели не сказывается на точности измерения, так как между язычком и электронной усилительной частью устройства находится оптический прибор — интерферометр, действие которого не зависйт от частоты электромагнитного поля в коаксиальном кабеле.

Поэтому для получения эталонного отклонения язычка может быть применено напряжение низкой частоты.

Установка язычка в щели коаксиальной линии показана на фиг. 1.

Блок-схема устройства изображена на фиг. 2.

К линии, в прорези которой установлен язычок, подводится попеременно с помощью переключателя 1У напряжение, модулированное сигналом прямоугольной формы со скважностью 1: 1 от генератора 2 сверхвысокой частоты, или напряжение от генератора прямоугольных сигналов 8. В результате действия механических сил электромагнитного поля на язычок с частотой, равной основной резонансной частоте язычка, последний приходит в колебание.

Отклонение язычка измеряется с помощью индикаторного устройства, состоящего из оптической части 4, электронного фотоумножителя 5 и узкополосного усилителя 6. К выходу усилителя подключается стрелочный прибор 7. Осциллограф 11 облегчает настройку устройства.

Низкочастотное напряжение прямоугольной формы измеряется с помощью термоэлектрического прибора 9. Коэффициент стоячей волны напряжения в линии определяется с помощью измерительной линии 10. и индикатора 8. Нагрузкой линии 1 служит сопротивление 12.

Измерения могут осуществляться при наличии стоячих волн напряжения в коаксиальном тракте. Проведение измерений при наличии сто. ячих волн упрощает методику и делает результаты измерения более достоверными, поскольку из тракта удаляются согласующие трансформаторы. Однако при наличии стоячих волн в результат измерения мощности необходимо вводить поправку. В. этом случае поправка будет зависеть не только от величины напряжения, но также от величины стоячей волны, положения максимума или минимума стоячей волны по отношению к положению язычка и соотношения между длиной язычка и длиной волны в тракте. Для уменьшения величины поправки длина язычка берется значительно короче наиболее короткой длины волны измеряемого диапазона частот.

Описываемое устройство позволяет измерять мощность со среднеквадратичной погрешностью, не превышающей 3 — 6%.

Предмет изобретения

Компарирующее устройство для измерения величины электрического напряжения и мощности высокочастотного поля в коаксиальных линиях путем сравнения амплитуды колебаний гибкого металлического язычка, помещенного в продольную щель наружного проводника коаксиального кабеля, находящегося под действием механических сил электромагнитного поля высокой или сверхвысокой частоты с амплитудой колебаний того же язычка при действии измеренного электромагнитного поля низкой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью проведения измерения не только в режиме бегущих волн, но и в режиме стоячих . волн, а также повышения точности измереиия, применен металлический язычок, длина которого значительно короче наиболее короткой волны измеряемого диапазона, и микрофазометрическое устройство с фиксатором положения интеференционной полосы по отношению к положению щели для измерения весьма малых перемещений язычка.