计量方法与误差理论CH3_3_电子计量.ppt

第三章 各种物理量的测试计量 第1节 时间频率计量测试 第2节 电磁学计量测试 第3节 电子计量测试 第4节 温度计量测试 第5节 光学计量测试 第6节 其他计量测试 （几何、力学、声学、电离辐射、物质的量） 第3节 电子计量测试 无线电计量、高频计量、射频和微波计量,电磁计量在频率上的延伸（电子计量现今国际通行的频率覆盖范围为10kHz～3000GHz）。 第3节 电子计量测试 无线电计量测试，在十大计量专业中，属于参数（参量）最多的专业之一，其基本和比较重要的参数多达20多个。 频率范围：几十千赫以上（高频、射频、微波） 参数及分类 信号能量、信号特性、电磁特性、材料电磁特性、网络特性等 特点 频率范围宽、量程广、波形多、传输系统复杂、分布参数影响 量值传递链较短、测试工作量大于检定工作量 电子计量主要内容 3.2 高频电压计量 1、高频电压的表征（100KHz） 瞬时值、峰值、平均值、有效值 波形因数（有效值/平均值） 波峰因数（峰值/有效值） 2、高频电压标准 基本原理：利用它们和直流电压在热电转换元件上产生相同热效应以实现直流替代。不同频段采用不同的热电转换元件和转换方式。 小电压（1uV -0.1V） 中电压（0.1-2V） 大电压（2V以上） 高频电压计量 高频中电压标准(0.1-2V) 功率计法、测辐射热器电桥法、补偿式电子管电压表法、真空热电偶法 高频电压计量 测辐射热器电桥法（适合做国家计量标准） 美、俄、日和我国建立国家标准的方法（P178 F8.3.1） （1）测辐射热器电桥：测热电阻（高频电压计量敏感元件） 高频电压计量 （2）直流平衡电桥： 高频和直流功率替代的平衡装置，判断交直流引起的阻值变化是否相等。 高频电压计量 高频电压计量 主要用于标准计量器具（传递标准和工作标准）。 补偿式电子管电压表法 高频电压计量 高频小电压标准 使用标准精密衰减器将中电压标准降低至毫伏与微伏量级得到小电压标准。用于确定接收机的灵敏度和本机噪声等指标。 作为工作标准的主要有校准接收机和高频微伏标准两种形式。 高频电压计量 高频电压计量 高频微伏标准 电流小电阻方式，提供精确的高频小电压，可直接校准电压表。适合做成工作标准和比对用的传递标准 高频电压计量 高频电压计量 3. 高频电压的检定 高频电压计量 高频电压计量 高频电压计量 高频电压计量 高频电压计量 高频电压计量 4、其它高频电压计量方法 测力法 利用与电流或电磁场相关的一些物理现象，根据测力原理实现电压计量。 检波法 检波后用直流电压表进行测量 检波-放大式、放大-检波式 峰值检波、均值检波、有效值检波 补偿法 将高频电压通过检波转换成直流电压，并与已知的直流补偿电压相比较，从而得出相应的高频电压。 与检波法略有区别。 DVM 高频电压计量 低频高频电压量值传递关系 3.3 功率计量 在直流和低频场合，用电压和电流的概念便可方便表征传输能量的大小，但在高频和微波频段，由于工作波长可以和被测装置尺寸相比，因此电流和电压缺乏唯一性定义，用电压来表示信号是没有实际意义的。而功率参量可以直接表征高频和微波能量的传输特性，并可以用各种不同的方法进行测量。 在波导传输的微波系统中，不能计量电压 小功率、中功率（10mV—10W）、大功率 功率计量原理：高频或微波能量转化成热、力、直流或低频电量等能量形式。 热效应功率计、力效应功率计、霍尔效应功率计等 功率探头（功率传感器，把高频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号） + 功率指示器（信号放大、变换和显示器） 1.双负载量热式功率计（中小功率的国家计量标准） 功率计量 2.测热电阻电桥功率计 功率计量 功率计量 3.微量热计 量热式准确度高，但测量时间长，对环境条件要求高 测热电阻式功率计响应快、长期稳定性好 结合二者优点 ? 微量热计 微波功率 = 测热电阻消耗功率 + 量热体A吸收功率 功率传递标准 功率计量 功率传递标准 功率计量 校准过程（确定校准因子） 3.4 衰减计量 表征高频和微波器件传输特性的参量包括衰减量、效率、电压传输系数、损耗等。衰减计量是无线电计量的基本参数之一，它表征了无线电信号的幅度在传输过程中减弱的程度，是各种传输线、电子元器件、电子设备及系统的传输特性。 射频替代法（高频替代法） 中频替代法 将微波频率与本振混频后降到中频，用中频衰减器替代 低频