Методы и средства измерения мощности: Учебное пособие, страница 10

При поверке определяются основная погрешность, вариация показаний, функция влияния внешних факторов. Определение основной погрешности ваттметров осуществляется следующими методами: сличением на постоянном и переменном токе; компарированием на переменном токе.

На переменном токе частота должна соответствовать частоте, указанной на приборе. Если указан диапазон частот, определять основную погрешность можно на любой частоте этого диапазона.

Система образцовых приборов выбирается исходя из системы поверяемого прибора. Конечные значения шкал образцового и поверяемого приборов не должны отличаться более чем на 25 %. Основную погрешность определяют на каждой числовой отметке шкалы основного диапазона.

12.2. Метрологическое обеспечение средств

измерения СВЧ-мощности

Основу метрологического обеспечения средств измерения мощности СВЧ-диапазона составляют Государственные специальные эталоны единицы мощности электромагнитных колебаний в волноводных и коаксиальных трактах и Государственные поверочные схемы.

Для воспроизведения единицы мощности- ватта - используются специальные эталоны, например эталон по ГОСТ 8.073-80, предназначенный для воспроизведения и хранения единицы мощности немодулированных сигналов переменного тока в диапазоне частот от 30 до 10000 МГц в коаксиальных трактах преобразования мощности.

Поверка и градуировка термисторных и болометрических преобразователей, включённых в мостовую схему, производится по методике поверки мостов.

Поверка и градуировка ваттметров малых, средних и больших уровней мощности производится методом непосредственного сличения или через делитель мощности.

На практике ваттметры проходящей мощности поверяют с помощью ваттметров поглощаемой мощности по схеме рис. 12.1.

 


Рис. 12.1. Схема поверки ваттметров проходящей мощности

Погрешность  поверяемого ваттметра проходящей мощности при сличении с показаниями образцового ваттметра поглощаемой мощности составит

δ = (1-Р0/Р)·100 %,

где Р - результат измерения с учётом поправок; Р0 – действительное значение мощности, измеренное образцовым прибором.

Структурная схема для измерения основной погрешности термисторных ваттметров показана на рис. 12.2.

Мощность от источника СВЧ поступает в основной канал и последовательно измеряется образцовым и рабочим ваттметрами. Основная погрешность рабочего ваттметра определяется по формуле

Δ=Рв – Ро,

где Рв – показания рабочего ваттметра с учётом коэффициента отражения; Ро – показания образцового ваттметра.

Если образцовая аппаратура не позволяет определить основную погрешность во всём диапазоне поверяемого ваттметра, допускается поэлементная поверка, которая заключается в определении коэффициента отражения на выходе приёмного преобразователя и погрешности измерительной схемы, с последующим вычислением результирующей погрешности прибора.

 


    Образцовый

Образцовый

мост

 

     ваттметр

Рис. 12.2 Структурная схема определения погрешности

термисторных ваттметров

Комплекс средств включает набор эталонных преобразователей, калориметрический компаратор, термисторный ваттметр, набор эталонных калибраторов мощности.

В настоящее время разрабатываются автоматизированные поверочные устройства с цифровым отсчётом, пригодные для использования в составе информационно-измерительных систем.

13. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ В ЦЕПЯХ ТРЁХФАЗНОГО ТОКА

Как  и в цепях однофазного тока, на трёхфазном токе применяются приборы электродинамической системы, электронные и тепловые ваттметры.

Методы и схемы измерения мощности определяются видом измеряемой мощности (активная, реактивная), видом электрической цепи (с электрической нейтралью или без неё) и видом нагрузки (симметричная или неравномерная по фазам).

13.1. Измерение активной мощности

Схема измерения активной мощности в цепях с нейтралью при симметричной нагрузке показана на рис. 13.1.

                    A

                    B                                                                    Нагрузка

 


Овал: W                    C

 


                    N


Рис. 13.1. Схема измерения активной мощности

            при симметричной нагрузке

При симметричной нагрузке для измерения активной мощности можно использовать один ваттметр. Обмотка напряжения  ваттметра  включена  между  одной из фаз и нейтралью. Результирующее значение потребляемой мощности Pн = 3P

При симметричной нагрузке и отсутствии нейтрали применяется схема с искусственной нулевой точкой (рис. 13.2).

     А

     В                                                                                Нагрузка

 


         С

                                                                                                                  R

                                                                                                          R

                                                                                                          R

Рис. 13.2. Схема измерения активной мощности

 в электрической цепи без нейтрали

Значение мощности, потребляемой нагрузкой Рн = 3Р, где: Р - мощность, измеряемая ваттметром.

При измерении мощности в несимметричной нагрузке и при наличии нейтрали применяют схему трёх ваттметров, включённых по схеме рис. 13.3.

 


       A

                                                                                           UA

       B

 


Овал: W                                                                                           UB

       C

 


                                                                                           UC

       N

Рис. 13.3. Схема измерения активной мощности в цепи

 несимметричной нагрузки с нулевым проводом

Мощность, потребляемая нагрузкой, в этом случае равна

Рн = РА+PB+PC,

где: РА, РВ, РС – соответственно, показания ваттметров, включённых в фазные линии.

При отсутствии нейтрали и несимметричной нагрузке используется схема двух ваттметров (рис. 13.4).