Начинающему радиолюбителю и электронику
Автор: sveta
Градуировка термостолбика
Термостолбик градуируется по точному ртутному термометру, при этом холодный спаи помещается в одну водяную ванну, горячий — в другую, обладающую более высокой температурой. Если нагрузка поглощает мощность, то идеальным случаем является такой, когда входящая в нагрузку вода имеет температуру ниже окружающей на столько градусов, на сколько температура выходящей воды превышает ее. Тогда общий теплообмен между двумя точками измерения будет равен нулю.
Однако, очевидно, что это неудобно на практике, так как температуру входящей воды нужно устанавливать в зависимости от подаваемой средней мощности сверхвысокой частоты. Наилучший компромисс заключается в доведении температуры воды до температуры окружающей среды перед подачей воды в нагрузку.
Из этих соображений во многих водяных нагрузках имеется несколько витков медной трубки, окружающих нагрузку; вода, прежде чем войти в нагрузку, проходит через них. При этом теплоотдача путем излучения становится пренебрежимо малой, а теплоотдача за счет проводимости — незначительной. Таким образом, отношение тепловых потерь к количеству выделяемого тепла может быть уменьшено путем увеличения скорости движения воды. Увеличение скорости потока и уменьшение приращения температуры имеют и другие преимущества.
Уменьшается тепловая постоянная времени нагрузки, становится линейной градуировка прибора термопары в единицах мощности. Уменьшение чувствительности может быть скомпенсировало увеличением числа термопар в термостолбике и применением более чувствительного прибора. При конструировании водонесущей системы необходимо принимать во внимание большое число факторов. Необходимо иметь возможность изменять скорость течения воды, приблизительно, в 10 раз, чтобы сохранять желаемую величину приращения температуры при любой высокочастотной мощности.
Приращение температуры должно быть достаточным для обеспечения нужной точности его измерения, но не должно быть слишком большим, чтобы не создавать большой ошибки за счет потерь тепла. Скорость течения воды должна быть постоянной в течение длительного промежутка времени. Измеритель скорости потока, который бы давал такую же точность, какая получается при измерении объема или веса воды, протекшей за данный, отсчитанный по хронометру промежуток времени, еще не найден.
Однако такой метод требует определенного времени и дает возможность определить только среднюю скорость течения воды. Как уже гофрилось, температура воды должна быть доведена до окружающей перед подачей ее в нагрузку. Правильная конструкция водонесущей системы облегчает выполнение этого требования. Очень важно, чтобы в системе имелось какое-либо средство для удаления воздуха из водяною потока.
При нагревании воды растворенный Б ней газ выделяется в виде мельчайших пузырьков. Последние, прилипая к стенкам трубки, несущей воду, увеличивают сопротивление потоку и — в системе с постоянным давлением — изменяют скорость движения воды. Если же пузырьки движутся с водой, то они существенно изменяют ее удельную теплоемкость, что приводит к ошибке в расчете мощности. В особенно тяжелом случае измеритель скорости потока и сама нагрузка могут быть закупорены газовыми пузырьками.
Термостолбик
Самоиндукция и емкость
Что же такое самоиндукция и емкость. Раньше мы рассмотрели влияние переменного магнитного поля одной катушки на другую катушку. Остановимся теперь на рассмотрении явления самоиндукции. Предположим, что катушка включена в цепь переменного тока. В результате протекания переменного тока во круг катушки образуется переменное магнитное поле.
Силовые линии этого поля, увеличиваясь и уменьшаясь в числе и меняя свое направление, будут пересекать витки катушки. В результате этого пересечения в катушке будет индуктироваться электродвижущая сила. Таким образом, в катушке на протекание по ней переменного тока будет оказывать влияние не только напряжение, приложенное к концам катушки, но и какая-то добавочная э д с, вызванная пересечением витков катушки магнитными силовыми линиями.
Эта добавочная электродвижущая сила носит название электродвижущей силы самоиндукции, а все явления в целом называется явлением самоиндукции. Направление эдс самоиндукции подчиняется тем правилам, которые были нами определены для случая двух индуктивно-связанных катушек, а именно: электродвижущая сила самоиндукции всегда направлена так, что она препятствует изменению силы тока, протекающего через катушку.
Когда ток увеличивается, эдс самоиндукции направлена так, что вызывает добавочный ток, стремящийся уменьшить основной ток; наоборот, когда ток в катушке уменьшается, эдс самоиндукции вызывает ток, текущий в направлении основного тока. Нетрудно построить график изменения силы тока и эдс самоиндукции, который будет подобен графику для случая двух катушек. Таким образом, мы видим, что явление самоиндукции сказывается в том, что для течения тока через катушку создается какое-то препятствие, и ток несколько уменьшается по величине.
Действительно, если данную катушку включить в цепь постоянного тока (так как самоиндукция сказывается только при изменениях тока, то в этом случае она будет играть роль только при включении и выключении), то при одинаковом с переменным током напряжении, сила тока будет больше, чем при токе переменном. Катушка при переменном токе как бы увеличивает свое сопротивление; к сопротивлению проволоки катушки прибавляется еще какое-то сопротивление, обусловленное явлением самоиндукции.
Мы можем проделать два опыта, которые позволят нам определить от чего зависит величина индуктивного сопротивления. Будем увеличивать частоту тока, оставляя напряжение источника тока и самую катушку без изменения; мы заметим, что сила тока с увеличением частоты будет уменьшаться, т. е. сопротивление катушки будет увеличиваться.
Второй опыт будет заключаться в том, что мы будем изменять размеры катушки и число ее витков. Мы заметим, что увеличение катушки и числа ее витков будет уменьшать силу тока или, иначе говоря, увеличивать ее сопротивление. Способность самой катушки по-разному влиять на протекание по ней тока зависит от размеров и числа витков и характеризуется так наз. коэффициентом самоиндукции.
Первоисточник
Измерение малых и средних мощностей
Схемы с мостом Уитстона, в которых используются болометры, могут работать как в качестве уравновешенных мостов, так и в качестве мостов неуравновешенных (с непосредственным отсчетом). В тех случаях, когда схема работает как уравновешенный мост, основные операции заключаются в балансировке моста сначала без подачи высокочастотной энергии, а затем при подаче ее на — болометр.
Величина мощности подаваемых на болометр высокочастотных колебаний определяется по разности величин сопротивлений болометра при указанных двух условиях балансировки моста. Мосты с непосредственным отсчетом обычно градуируются с помощью уравновешенного моста. Правильно сконструированный мост с непосредственным отсчетом имеет почти линейную характеристику, и для такого моста бывает вполне достаточной калибровка в виде проверки показаний прибора при отклонении стрелки на всю шкалу.
В то время как уравновешенный мост имеет большую точность, мосты с непосредственным отсчетом удобнее в эксплуатации. При конструировании мостовых схем следует придерживаться некоторых основных принципов, применимых к обоим типам мостов. Прежде чем переходить’ к ознакомлению с деталями конструкций отдельных типов мостов, познакомимся с этими принципами.
Прежде всего необходимо указать на различие между двумя общепринятыми выражениями для чувствительности, одно из которых относится к чувствительности болометра, а другое — к чувствительности моста, в котором используется болометр. Чувствительность болометра обычно выражается в омах на милливатт; геометрически она представляет собой наклон статической характеристики, изображающей зависимость сопротивления болометра постоянному току от величины мощности, подводимой к нему.
Необходимо помнить, особенно в случае использования термисторов, что чувствительность детектирующего мощность элемента (т. е. болометра и термистора) сильно зависит от рабочих условий детектора: его сопротивления в моста Уитстона. точке. В отличие от чувствительности болометра чувствительность моста является величиной, показывающей степень разбалансировки моста, получающейся при подаче на болометр высокочастотной мощности.
Чувствительность моста часто выражается числом микроампер, на которые отклоняется стрелка прибора моста при подаче на болометр высокочастотной мощности в один милливатт. Чувствительность моста зависит от многих параметров, включая чувствительность болометра. Однако вовсе не обязательно, что при наличии болометра наибольшей чувствительности будет получаться наибольшая чувствительность моста (при заданной его схеме). Сопротивление плеча, в котором включен болометр, равно X. Вычислим токи, показанные на схеме.
С помощью законов Кирхгофа можно составить три следующих уравнения: Эти уравнения выведены для условий малой разбалансировки моста и постоянства питающего напряжения. Определяемую уравнением величину для термисторов обычно считают положительной величиной и отрицательной величиной для барреторов. При условиях малых отклонений стрелки прибора вторым членом в скобках можно пренебречь без заметною влияния на величину чувствительности моста.
Читать дальше…