Matja e skemës së pushtetit dhe energjisë. Matja e fuqisë së rrymës së vazhdueshme dhe alternative të një faze

Nga një shprehje për pushtet në një rrymë të vazhdueshme P \u003d IU, mund të shihet se mund të matet duke përdorur një amperetër dhe një voltmetër me një metodë indirekte. Megjithatë, në këtë rast, është e nevojshme të prodhohet një numërim i njëkohshëm në dy instrumente dhe llogaritjet, duke komplikuar matjet dhe për të zvogëluar saktësinë e tij.

Për të matur fuqinë në zinxhirë të pajisjeve të vazhdueshme dhe të aplikueshme, të quajtura Watmetters për të cilat përdoren mekanizma matëse elektrodinamike dhe ferrodinamike.

Watmetters elektrodinamikë prodhohen në formën e pajisjeve portative të klasave të sakta të larta (0.1 - 0.5) dhe përdoren për matje të sakta të fuqisë së rrymës direkte dhe alternative në një frekuencë industriale dhe më të madhe (deri në 5000 Hz). Watmetters Fertrinamic janë më shpesh të gjetura në formën e pajisjeve të mburojës në krahasim me saktësinë e klasës së ulët (1.5 - 2.5).

Aplikoni kryesisht watmeters që kryesisht alternuar aktuale frekuenca industriale. Në rrymën e vazhdueshme, ata kanë një gabim të rëndësishëm për shkak të histeresit të bërthamave.

Për të matur fuqinë në frekuenca të larta, përdoren termoelektrike dhe elektronike Watteters, të cilat janë një mekanizëm matëse magnetoelektrik, të pajisur me një konvertues aktiv të energjisë në një rrymë konstante. Në konvertuesin e fuqisë, operacioni i shumëzimit kryhet nga UI \u003d P dhe marrja e sinjalit në prizë në varësi të produktit UI, I.E. nga pushteti.

Në Fig. 1, por mundësia e përdorimit të një mekanizmi elektrodinamik të matjes për ndërtimin e një vatmetër dhe matje të energjisë është treguar.

Fik. 1. Skema e përfshirjes së Wattmeter (a) dhe diagrami i vektorit (b)

Spirale fikse 1, e përfshirë në qarkun e ngarkesës vazhdimisht, të quajtur zinxhir vijues Wattmeter, spirale e luajtshme 2 (me një rezistencë shtesë), të përfshira në ngarkesë paralele - me një zinxhir paralel.

Për një wattmeter që funksionon në rrymën e vazhdueshme:

Konsideroni funksionimin e Wattmeter elektrodinamik në rrymën alternative. Diagrami i vektorit oriz. 1, të përdorura për natyrën e ngarkesës induktive. Vektori i tanishëm i zinxhirit aktual paralel është që mbetet prapa u në kënd γ Për shkak të një indeksi të spirales së luajtshme.

Nga kjo shprehje rrjedh se Wattmeter mat fuqinë në mënyrë korrekte vetëm në dy raste: në γ \u003d 0 dhe γ \u003d φ.

Kusht γ \u003d 0 mund të arrihet në një zinxhir paralel, për shembull, kondensuesi me një enë të përshtatshme tregohet, siç tregohet nga linja e thyer në Fig. 1, a. Megjithatë, rezonancë stresi do të jetë vetëm në një frekuencë të caktuar. Me ndryshimin në frekuencë, gjendja γ \u003d 0 është thyer. Me γ nuk është e barabartë me 0 wattmeter mat fuqinë me gabimin e β y.që mbart emrin e gabimit të qosheve.

Me një vlerë të vogël qoshe γ (Γ zakonisht nuk është më shumë se 40 - 50 "), gabim relativ

Në kënde φ, afër 90 °, një gabim këndor mund të arrijë vlera të mëdha.

Gabimi i dytë, specifik, i Wattemers është gabimi për shkak të konsumit të energjisë nga mbështjellësit e saj.

Kur matni fuqinë e konsumuar nga ngarkesa, dy, të karakterizuar nga përfshirja e zinxhirit paralel (Fig. 2).

Fik. 2. Skemat e përfshirjes wattmeter paralele dredha-dredha

Nëse nuk merrni parasysh ndërrimet e fazës midis rrymave dhe streseve në spirale dhe e konsideroni ngarkesën H thjesht aktive, gabimi β (a) dhe β (b), për shkak të konsumit të energjisë së mbështjellësve të Wattmeter, për figura. 2, A dhe B:

ku R. unë dhe ru - respektivisht, fuqia e konsumuar nga zinxhirin vijues dhe paralel të Wattmeter.

Nga formulat për β (a) dhe β (b) mund të shihet se gabimet mund të kenë vlera të dukshme vetëm kur matni fuqinë në qarqet me fuqi të ulët, I.E. kur PI dhe RU janë në përpjesëtim me pH.

Nëse ndryshoni shenjën e vetëm një prej rrymave, do të ndryshojë drejtimi i devijimit të pjesës së luajtshme të Wattmeter.

Wattmeter ka dy palë të klipeve (konsistente dhe zinxhirë paralele), dhe në varësi të përfshirjes së tyre në qark, drejtimi i deflektimit të treguesit mund të jetë i ndryshëm. Për të aktivizuar siç duhet në Wattmeter, një nga çdo çift i pirgjeve tregohet nga shenja "*" (Asterisk) dhe quhet "Clamp Generator".

Ministria e Arsimit dhe Shkencës e Federatës Ruse

Universiteti Shtetëror i Penza

Departamenti "Metrologjia dhe Sistemet e Cilësisë"

Abstrakt në temën

"Matja e energjisë elektrike dhe energjisë"

Kryhet: Art. c. 07pts1

Okakova E. KH.

Kontrolluar: to. T. N., Doc.

Safronova k.v.

Penza, 2009.

Prezantimi ................................................. ................................ ..

1 Matja e energjisë në qarqet me frekuencë të lartë dhe të lartë ............... 6

2 Matja e fuqisë së pulsit ............................................. ....11

A) Metoda e matjes së pushtetit të mesëm duke marrë parasysh koeficientin

plotësoni ................................................. .............................1.1.

B) Metoda e krahasimit të energjisë rrymë e vazhdueshme……………………..12

C) metodë të integruar - diferenciale ................................. ... 13

D) Metoda e marrjes së mostrave me memorizimin e mostrave ............................ 14

3 metra dixhitale të energjisë .............................................. ...15

4 metra të fuqisë AC

baza e mekanizmave matëse të induksionit .............................. 16

5 kundërvihet digjitale energji elektrike……………………………….18

Lista e referencave të përdorura .............................................. .................... 20

Prezantimi

Matja e energjisë kryhet në qarqet e rrymave të drejtpërdrejta dhe alternative me frekuencë të ulët, të lartë, si dhe në qarqet e pulsuar të pajisjeve të ndryshme matëse, elektrike, radio të marrjes dhe transmetimit. Gama e kapaciteteve të matura qëndron në rangun prej 10 -16 - 10 9 W.

Metodat e matjes ndryshojnë ndjeshëm nga njëri-tjetri në varësi të parametrave të qarkut në të cilin matet fuqia, kufiri i ndryshimit të fuqisë dhe frekuencës.

Në qarqet DC, kapaciteti i ngarkesës së ngarkesës përcaktohet nga rryma në ngarkesën dhe voltazhi bie në të:

P \u003d ui \u003d i 2 r.

Në qarqet aktuale të alternuara, vlera e menjëhershme e konsumit të energjisë: P (t) \u003d u (t) i (t).

Nëse u (t) dhe unë (t) - funksionet periodike të kohës me një periudhë t, atëherë vlera mesatare e fuqisë së konsumit për periudhën quhet fuqi ose fuqia aktive e R. Power P me një vlerë të menjëhershme të energjisë P (t) lidhet me shprehjen

P \u003d 1 / t ∫ p (t) dt \u003d 1 / t∫ uidt.

Fuqia matet në njësitë absolute - watts, derivatet e vatt dhe njësitë relative - decibelvatts ± α \u003d 10lg (p / p / po), ku p është një vlerë absolute e pushtetit në watts (ose millivat), po - zero (të llogaritur) fuqi Niveli i barabartë me 1 MW (ose 1 MW) të lidhur me zero absolute zero uo dhe io aktuale përmes rezistencës standarde të raportit ro po \u003d u 2 o / ro \u003d i 2 o ro. Për matjen e energjisë, përdorimin e metodave të drejtpërdrejta dhe të tërthorta të matjes. Matjet e drejtpërdrejta kryhen me ndihmën e elektrodinamikës, ferrodinamic dhe watteters elektronike, indirekt - reduktohen në përcaktimin e pushtetit përmes një amperetër dhe një voltmetër ose oscilloskop.

Fuqia reaktive duhet të minimizohet; Ofruesit e energjisë elektrike dënohen nga konsumatorët për përfshirje në rrjetin e ngarkesave me një faktor të dobët të fuqisë. Figura 1 tregon një diagram që vepron në rrymën alternative. Mund të shihet se fuqia reaktive mund të përjashtohet nëse masat për të siguruar barazinë e VC \u003d VL, që është, të kryejë korrigjimin e faktorit të energjisë.

Në frekuenca të ulëta, fuqia zakonisht llogaritet nga vlerat aktuale të matura dhe të tensionit. Në frekuenca të larta që tejkalojnë 1 MHz, mund të llogariten matjet më të përshtatshme dhe të sakta të energjisë, dhe tension dhe rryma mund të llogariten. Në frekuenca mbi 1 GHz, konceptet e tensionit dhe kuptimin e tanishëm të humbjes, dhe fuqia mbetet pothuajse e vetmja parametri i matshëm.

Në qarkun AC, fuqia ndryshon vazhdimisht me tension dhe ndryshime aktuale. Pajisjet matin fuqinë e mesme ose konstante, të cilat kur punojnë në radio frekuenca do të thotë mesatarisht për një numër të madh ciklesh. Periudha në të cilën kryhet mesatarisht varet nga lloji i sinjalit. Për një sinjal të vazhdueshëm, fuqia është mesatarisht nga një numër i madh i periudhave të frekuencave të larta. Në rastin e një sinjali të moduluar të amplitudës, mesatarja e pushtetit kryhet në disa cikle, dhe për një sinjal impuls - me një numër të madh të pulses.

Rezultatet relative të matjes së energjisë shpesh shprehen në decibel (dB). Decibel është një bel i dhjetë. Për shembull, nëse P2 është fuqia në hyrjen e amplifikatorit, dhe P1 është fuqia e prodhimit, atëherë koeficienti i fitimit është i barabartë

G (dB) \u003d 10LG P1 / P2.

Decibel është i përshtatshëm për matjen e energjisë, sepse ajo siguron një formular rekord më kompakt; Për të gjetur forcimin e skemës multi-fazore, mjafton të fishësh koeficientët e fitimit të kaskadave individuale në vend të shumëzimit të tyre.

Në rrjet dhe frekuenca të ulëta, një mekanizëm matëse elektrodinamik përdoret më gjerësisht. Është i përshtatshëm për matjen e niveleve relativisht të larta të energjisë.

Pajisjet e destinuara për matjen e fuqisë në frekuencat e larta dhe ultra të larta janë dy lloje: thithjen e matësve të energjisë që përmbajnë ngarkesën e tyre dhe linjat matëse në të cilat ngarkesa është e vendosur në një distancë. Pajisjet absorbuese janë më të sakta dhe zakonisht përfshijnë një ngarkesë prej 50 ohm për të punuar në frekuenca të larta.

Matja e pushtetit në qarqet e frekuencave të rritura dhe të larta.

Në qarqet e larta dhe të larta të frekuencave, zbatohen matjet e drejtpërdrejta dhe të tërthorta të energjisë. Në disa raste, matjet indirekte janë të preferueshme, pasi është më e lehtë për të matur tensionin, rrymën dhe rezistencën sesa fuqia. Matjet e drejtpërdrejta kryhen kryesisht duke përdorur watmeters elektronike. Në disa watteters elektronikë, mekanizmat matëse elektrodinamikë përdoren me një përforcues të paracaktuar të rrymës dhe tensionit ose me drejtimin paraprak të këtyre vlerave. Si një mekanizëm matës, mund të përdoret një elektromer elektrostatik me përforcues të tensionit dhe të rrymës, si dhe mekanizmat magnetoelektrikë me quadtlations. Sheshet janë kryer në diodes gjysmëpërçues, transducers dhe elemente të tjera jolineare, operacioni i të cilit kryhet në zonën kuadratike të karakteristikës Volt-Ampere. Funksionimi i simulimit të UI në quadtlations zëvendësohet nga operacionet e përmbledhjes dhe ndërtimit në shesh. Në gamën e frekuencës në qindra megahertz, përdoren Watmetters me sensorë të sallës.

Në frekuencat ultra të larta, fuqia matet me transformimin e energjisë në ngrohje (metoda kalorimetrike), dritë (metoda fotometrike) etj.

Kalorimetrit. Kalorimetuesit përdoren për të matur fuqinë e lartë kryesisht në laboratorët metrologjik. Kalorimetri përbëhet nga rezistenca e ngarkesës në trupin izolues të ngrohjes, të zhytur në një mjedis të lëngshëm ose të ajrit. Lëngu mund të fiksohet ose të rrjedhë në kalorimetër dhe të rrjedhë prej saj me një shpejtësi të caktuar. Matur temperaturën e lëngjeve në prodhim dhe input. Nëse r është norma e rrjedhës së ftohësit në [cm 3 / s], d është dendësia e saj në [G / cm 3], s - nxehtësi specifike Ftohës, TI - temperatura e saj në hyrje dhe kjo - në prodhim, atëherë fuqia e PI, e shpërndarë në kalorimetër, përcaktohet nga shprehja

PI \u003d (TO - TI) RDS / 0, 2389 W

Në matjet kalorimetrike, ne aplikojmë një metodë zëvendësimi. Për shembull, pas kryerjes së matjeve me frekuencë të lartë në kalorimetër, furnizohet një fuqi DC, duke dhënë të njëjtën ndryshim të temperaturës

(T -) nën të njëjtat kushte ftohëse. Pastaj fuqia e DC matet dhe konsiderohet e barabartë me fuqinë e sinjalit të frekuencës së lartë.

Matja e energjisë nga Wattmeter elektronik.Wattmeter themelor SCHEMELEctronic me një shesh, i bërë në diodë gjysmëpërçues, është treguar në Figurën 2. Wattmeter ka dy rezistencë në qark të rrymës, rezistenca e të cilave R1 \u003d R2 është shumë më pak se rezistenca e ngarkesës, dhe dy rezistencë ndaj R3, R4 në qarkun e tensionit. Resistors R3 dhe R4 kryejnë rolin e një ndarës të tensionit, kështu që rezistenca R3 + R4 është shumë më shumë rezistencë Load Zh.

Rënia e tensionit në resistors R1 \u003d R2 është proporcional me rrymën e ngarkesës së K1I, rënia e tensionit në rezistencën R3 të ndarjes është proporcional me tensionin në ngarkesën, domethënë K2U. Siç mund të shihet nga qarku, voltazhi U1 dhe U2 në diodat VD1 dhe VD2 do të jenë, respektivisht:

u1 \u003d K2U + k1; U2 \u003d K2U - K1i.

Në karakteristikat identike të diodës dhe punës në seksionin kuadratik të karakteristikave Volt-Ampere të rrymave I1 dhe I2 janë proporcionale me sheshet e tensionit.

Figura 2. Skema skematike Udhëheqësi elektronik Wattmeter

Aktuale në zinxhirin e pajisjes II \u003d (i1 - i2) r / rg. Komponenti i rrymës i rrymës i matur nga një pajisje magnetoelektrike në U \u003d UMAXSINωT dhe i \u003d IMAX SIN (ωT ± φ) është proporcional me fuqinë aktive:

I \u003d 1 / t∫kuidt \u003d k 1 / t uidt \u003d Kuicosφ \u003d kpx,

ku PX është fuqia e matur.

Watmeters elektronike, në skemën e të cilave janë të përfshira dioda, kanë saktësi të ulët, gabim matasure ± (1.5 - 6)%, ndjeshmëri të ulët, konsum të lartë të energjisë, varg frekuencë të kufizuar.

Matëse termoelektrike të energjisë.Gama e frekuencës mund të shtrihet në 1 MHz nëse sheshi është ndërtuar mbi konvertuesit termikë të kontaktit. Wattmeter termoelektrik ndryshon nga korrigjimi i faktit se në vend të diodave, ngrohësit e termoelementit të kontaktit të ndezur dhe diferenca termo-emf në skajet e ftohta, të matura nga një malelololtmeter magnetoelektrik, është proporcional me kapacitetin mesatar të ngarkesës së ngarkesës.

Thermogotters janë përdorur gjatë matjes së pushtetit në qarqet me një formë jo-sinusoidale të rrymës dhe tensionit; Kur matni pushtetin në zinxhirë me një ndryshim të madh të fazës midis tensionit dhe rrymës, kur përcaktoni gabimin e frekuencës së valëve elektrodinamike.

Matja e fuqisë së Wattmeter me konvertimin e sallës. Converter Hall është një katër-pole, e bërë në formën e një pllake të hollë gjysmëpërçuese monocrystalline. Konkluzionet aktuale T - t Konvertuesi i sallës lidhet me një burim të jashtëm të drejtimeve të drejtpërdrejta ose të alternuara, të mundshme

X - X, midis të cilave EMF ndodh në kohën kur fusha magnetike ndikon në pjatë - në metër të tensionit. Konkluzionet e X - janë bashkuar me fytyra anësore në pikat e pajisjes në mungesë të një fushe magnetike të jashtme.

Sallë fuqinë e fuqishme

ku KX është një koeficient vlera e të cilit varet nga materiali, madhësia dhe forma e pllakave, si dhe në temperaturën ambient dhe kuptime fushë magnetike; B është induksioni magnetik.

Fuqia elektromotive e sallës do të jetë proporcionale me fuqinë, nëse një nga vlerat e prodhimit për të bërë tensionin proporcional u, dhe tjetri - aktuale përmes ngarkesës.

Për të zbatuar, konvertuesi i sallës është vendosur në pastrimin e elektromagnet, spirale magnetizuese e L e cila është mundësuar nga një proporcional aktual me rrymën e ngarkesës, dhe përmes T-T kalon aktuale, proporcional me tensionin e aplikuar në ngarkesën Z . Vlera aktuale është e kufizuar në rezistencën shtesë Rd. EMF HALL EX \u003d Kui \u003d PK është e regjistruar me një MAGNOLOLECTRIC MILVOLOLTMETER (KO-COEFFICE KOEFFICE). Masat elektrik fuqi dhe energji. Pajisjet e tilla u zhvilluan ... dhe mjete dixhitale të ndjeshme matje elektrik fuqi dhe energji. Përdorimi i përhapur i matjes ...

Nga shprehja për pushtet në një rrymë të vazhdueshme, mund të shihet se mund të matet me një amperim dhe voltmetër me një metodë indirekte. Megjithatë, në këtë rast, është e nevojshme të prodhohet një numërim i njëkohshëm në dy instrumente dhe llogaritjet, duke komplikuar matjet dhe për të zvogëluar saktësinë e tij.

Për të matur fuqinë në qarqet e rrymës konstante dhe të vetme alternative, përdoren pajisje, të quajtura Watmetters për të cilat përdoren mekanizma matëse elektrodinamike dhe ferrodinamike.

Watmetters elektrodinamikë prodhohen në formën e pajisjeve portative të klasave të sakta të larta (0.1 - 0.5) dhe përdoren për matje të sakta të fuqisë së rrymës direkte dhe alternative në një frekuencë industriale dhe më të madhe (deri në 5000 Hz). Watteters Fertrinamic janë më shpesh të gjetura në formën e pajisjeve të mburojës në krahasim me klasën e ulët të saktësisë (1.5 - 2.5).

Aplikoni në Watteters të tilla kryesisht në rrymën alternative të frekuencës industriale. Në rrymën e vazhdueshme, ata kanë një gabim të rëndësishëm për shkak të histeresit të bërthamave.

Për të matur fuqinë në frekuenca të larta, përdoren termoelektrike dhe elektronike Watteters, të cilat janë një mekanizëm matëse magnetoelektrik, të pajisur me një konvertues aktiv të energjisë në një rrymë konstante. Në konvertuesin e fuqisë, operacionet e shumëzimit dhe marrja e sinjalit në prizë, në varësi të produktit UI, I.E. nga fuqia.

Nëse nuk merrni parasysh ndërrimet e fazës midis rrymave dhe streseve në spirale dhe e konsideroni ngarkesën H të gabimit të thjeshtë aktiv, të gabuar dhe të shkaktuar nga konsumi i energjisë së mbështjellësve të Wattmeter, për skemat (Fig. 8.3):

ku dhe - në përputhje me rrethanat, fuqia e konsumuar nga zinxhiri i vigjilenteve dhe paralele.

Nga formulat për dhe mund të shihet se gabimet mund të kenë vlera të dukshme vetëm kur matni fuqinë në qarqet me fuqi të ulët, unë, kur dhe në përpjesëtim me të.

Nëse ndryshoni shenjën e vetëm një prej rrymave, do të ndryshojë drejtimi i devijimit të pjesës së luajtshme të Wattmeter.

Wattmeter ka dy palë clamps (zinxhirë serial dhe paralele), dhe në varësi të përfshirjes së tyre në qark, drejtimi i refuzimit të treguesit mund të jetë i ndryshëm. Për të aktivizuar siç duhet në Wattmeter, një nga çdo çift i pirgjeve tregohet nga shenja "*" (asterisk) dhe quhet "Clamp Generator".

Matja e fuqisë duke përdorur efektin e sallë

Shumëzuesi i vlerave të forcës së rrymës dhe ndryshimit të mundshëm kur matni fuqinë mund të merret duke përdorur transduktorët gjysmëpërçues të sallës.

Nëse një pllakë e veçantë gjysmëpërçuese në të cilën rrjedh i rrymës (Fig.4), i ngazëllyer fushe elektrike Tension e, të vënë në një fushë magnetike me H (induksion b), pastaj në mes të pikave të saj të shtrirë në drejtimet e drejtpërdrejta, pingulare të rrjedhës së rrymës dhe fushës magnetike, ndryshimi i mundshëm ndodh (efekti i sallë), i përcaktuar si

ku k është koeficienti proporcionaliteti.

Sipas teoremës Umova-duke treguar, dendësia e rrjedhjes së fuqisë së oscilimeve me mikrovalë në një moment të fushës përcaktohet nga produkti vektor i tensioneve elektrike dhe magnetike të kësaj fushe:

Prandaj, nëse aktual unë është një funksion tensioni elektrik E, me ndihmën e sensorit të sallës, ju mund të merrni varësinë e tensionit të mëposhtëm nga fuqia kaluese:

ku g është një koeficient i përhershëm që karakterizon mostrën. Për të matur këtë fuqi, pjatë gjysmëpërçuese (sallë pjatë) është vendosur në një valë valë, siç tregohet (Figura 8.5).

Meter i konsideruar i energjisë ka avantazhet e mëposhtme:

1. mund të punojë me çdo ngarkesë, dhe jo vetëm me konsistente;
2. shpejtësia e lartë e Wattmeter bën të mundur zbatimin e saj kur matni fuqinë e pulsuar.

Megjithatë, zbatimi praktik i Wattemers në sallë efekt është një detyrë mjaft e vështirë për shkak të shumë faktorëve. Megjithatë, ka Wattemers që matin që kalon fuqinë e pulsuar deri në 100 kW me një gabim prej jo më shumë se 10%.

Metodat për matjen e energjisë në frekuencat e larta dhe ultrahigh

Fuqia në përgjithësi është atje sasia fizikee cila përcaktohet nga puna e prodhuar për njësi të kohës. Njësia e energjisë - Watt (W) - korrespondon me fuqinë në të cilën një sekondë kryhet në një Joul (j).

Në frekuencën e vazhdueshme aktuale dhe alternative të ulët, matja e drejtpërdrejtë e pushtetit shpesh zëvendësohet duke matur vlerën aktive. tension elektrik Në ngarkesën u, vlera aktive e rrjedhës së tanishme përmes ngarkesës I, dhe këndi i ndryshimit të fazës midis rrymës dhe tensionit. Në këtë rast, fuqia përcaktohet nga shprehja:

Në varg mikrovalë, matja e tensionit dhe e tanishme bëhet e vështirë. Zërizimi i madhësisë së qarqeve të inputeve të pajisjeve matëse me gjatësi vale është një nga arsyet për paqartësinë e tensionit dhe matjes aktuale.

Matjet shoqërohen me gabime të rëndësishme të frekuencës. Duhet të shtohet se matja e tensionit dhe e tanishme në shtigjet e valëve në disa lloje të valëve humbet kuptimin e saj praktik, pasi që komponenti gjatësor mungon në dirigjent dhe dallimi potencial midis skajeve të çdo diametri të kryqit të valës Seksioni është zero. Prandaj, në frekuenca, duke filluar me dhjetra megahertz, matja e drejtpërdrejtë e pushtetit bëhet e preferueshme dhe më e saktë, dhe në frekuenca mbi 1000 MHz është lloji i vetëm i matjes, në mënyrë unike që karakterizon intensitetin oscillations elektromagnetike.

Për matje direkte Pushteti mikrovalë përdoret metoda të bazuara në ligje themelore fizike, duke përfshirë metodën e matjes direkte të vlerave kryesore: masë, gjatësi dhe kohë.

Pavarësisht nga shumëllojshmëria e metodave për matjen e fuqisë me mikrovalë, të gjitha ato janë reduktuar në transformimin e energjisë së lëkundjeve me mikrovalë elektromagnetike në një lloj tjetër të energjisë në dispozicion për matje: termike, mekanike etj. Ndër pajisjet për matjen e fuqisë me mikrovalë, bazuar në Wattemers mbi metodat termike ishin më të zakonshmet. Një numër i metodave të tjera përdoren gjithashtu - ponderomotor, hetim dhe të tjerë.

Parimi i shumicës dërrmuese të matësve të fuqisë me mikrovalë, të quajtur Wattemers, bazohet në matjen e ndryshimeve në temperaturën ose rezistencën e elementeve në të cilat energjia e oscilimeve elektromagnetike të studiuara është e shpërndarë. Instrumentet e bazuara në këtë fenomen përfshijnë metra kalorimetrike dhe termistor. Watmetters janë marrë duke përdorur fenomene ponderomotor (forcat elektromekanike), dhe watmeters që veprojnë në sallë efekt. Veçori i parë i tyre është mundësia e matjeve absolute të energjisë, dhe matja e dytë e pushtetit, pavarësisht nga koordinimi i rrugës së RF.

Sipas metodës së përfshirjes në rrugën e transmetimit, dallimet e llojit të kalimit dhe llojit absorbues dallohen. Wattmeter i llojit të kalimit është një katër-pole, në të cilën vetëm një pjesë e vogël e kapacitetit total absorbohet. Lloji i thithjes Wattmeter, i cili është një pole me dy pole, lidhet në fund të vijës së transmetimit, dhe, në rastin ideal, e gjithë fuqia e valës së incidentit absorbohet në të. Wattmeter i llojit të kalimit shpesh kryhet në bazë të matësve të llojit absorbues të përfshirë në traktin përmes degës së drejtuar.

Metodat kalorimetrike për matjen e energjisë bazohen në transformimin e energjisë elektromagnetike në nxehtësi në rezistencën e ngarkesës, e cila është pjese e metër. Shuma e nxehtësisë së lëshuar përcaktohet sipas ndryshimit të temperaturës në ngarkesën në ngarkesë ose në medium ku transmetohet nxehtësia. Ka kalorimetra statike (adiabatike) dhe streaming (jo -abatic). Në të parën, fuqia me mikrovalë është shpërndarë në ngarkesën termike të izoluar, dhe rrjedha e vazhdueshme e lëngjeve kalorimetrike është dhënë. Metra kalorimetrike lejojnë matjen e pushtetit nga njësitë e millivatt në qindra kilovat. Kalorimetra statike matin nivelet e vogla dhe të mesme të energjisë, dhe lumë - medium dhe vlerat e mëdha Fuqi

Gjendja e balancës së nxehtësisë në ngarkesën kalorimetrike është:

ku p është fuqia me mikrovalë të shpërndarë në ngarkesë; T dhe t 0 - temperatura e ngarkesës dhe mjedisi, respektivisht; C, M është kapaciteti specifik i ngrohjes dhe masa e trupit kalorimetrik; Koeficienti i shpërndarjes termike. Zgjidhja e ekuacionit duket të jetë

ku është konstante e kohës termike.

Në rastin e një kalorietër statik, koha e matjes është shumë më pak e përhershme dhe fuqia me mikrovalë është:

Elementet kryesore të kalorimeve statike janë ngarkesa me izolim termikisht dhe një pajisje për matjen e temperaturës. Është e lehtë për të llogaritur fuqinë e absorbuar të mikrovalës për normën e matur të rritjes së temperaturës dhe kapacitetit të njohur të ngrohjes të ngarkesës.

Përveç kësaj, përdoren terminale të ndryshme me frekuencë të lartë të materialeve dielektrike të ngurta ose të lëngshme me humbje, si dhe në formën e një pllake ose një film të rezistencës së lartë. Për të përcaktuar ndryshimin e temperaturës, termocouples dhe termometra të ndryshëm janë përdorur.

Konsideroni një kalorimetër statik, i cili redukton kërkesat për izolimin termik dhe nuk ka nevojë të përcaktojë kapacitetin e ngrohjes të hundës kalorimetrike (Fig. 8.6). Kjo skemë përdor metodën e zëvendësimit. Në të, për të kalibruar pajisjen 4, duke matur rritjen e temperaturës në shpërndarjen e fuqisë së matur që furnizohet me shpatullën 1, është përdorur fuqia e njohur e rrjetit aktual të frekuencës së ulët ose të furnizuar me shpatullën 2. Është Supozohet se temperatura e hundës 3 ndryshon të njëjtën gjë kur shpërndan vlerat e barabarta të energjisë të mikrovalë dhe aktuale të drejtpërdrejtë. Kalorimeterët statikë ju lejojnë të matni fuqinë e disa millivat me gabimin e më pak.