3. Цифровые ваттметры

Цифровые ваттметры Ратхор Т.С. Цифровые измерения ацп и цап.- М., 1998 обладают лучшей точностью по сравнению с аналоговыми измерителями мощности.

Высокочувствительные лабораторные цифровые ваттметры для широкого диапазона частот необходимы при исследовании свойств материалов и различных изделий из них, для определения потерь. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. - М., 2000

В цифровых ваттметрах применяют различные типы преобразователей мощности, в том числе и терморезисторные Нефедов В.И. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. - М.,1999.

В цифровом ваттметре благодаря применению микропроцессора осуществляются автоматический выбор пределов измерений, автоматическая установка нуля и самокалибровка; кроме того предусматривается выход информации на канал общего пользования при его включении в состав измерительной системы.

Структурная схема цифрового ваттметра МЗ-56 приведена на рис. 3.1. Усилитель постоянного тока УПТ усиливает выходное напряжение термоэлектрического преобразователя до значения, обеспечивающего устойчивую работу АЦП. Напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, преобразуется с помощью время-импульсного преобразователя в интервал времени, который заполняется импульсами опорной частоты. Число импульсов, пропорциональное измеряемой мощности, отображается на цифровом индикаторе или может вводиться в устройство обработки измерительной информации.

Рис. 3.1

Основным элементом схемы цифрового ваттметра является микропроцессор. Усилитель постоянного тока (УПТ) усиливает выходное напряжение термоэлектрического приемного преобразователя до значения, обеспечивающего устойчивую работу блока АЦП. Напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, преобразуется с помощью время импульсного преобразователя в интервал времени, который заполняется импульсами опорной частоты. Число импульсов, пропорциональное измеряемой мощности, отображается на цифровом отсчетном устройстве (ЦОУ) или может вводиться в специализированное устройство обработки измерительной информации.

Конструкция подогревного пьезорезонатора, предложенного Э.А. Кудряшовым и использованного им в высокоточных квадраторах цифровых ваттметров и вольтметров, показана на рис. 6-11, в. В центре дискового резонатора F-среза диаметром 5 мм и толщиной 75 мкм напылены на нижней и верхней стороне золотые электроды возбуждения и 2, а по периферии напылены электроды нагревателей 3 и 4 из нихрома.

Погрешность меры первых двух ваттметров определяется нестабильностью тока и погрешностью его измерения или градуировочной характеристики шкалы регулятора тока. В цифровом ваттметре погрешность меры зависит от точности установки и стабильности длительности и амплитуды импульсов. Погрешность преобразования головки при согласованном выходе источника сигнала СВЧ по требованиям ГОСТ не должна превышать погрешности, соответствующей классу.

Мощность измеряется при помощи синхронного цифрового ваттметра Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. - М., 2000.

Завод Виброприбор (г. Кишинев) выпускает такие преобразователи мощности на основе эффекта Холла для осциллографирования мгновенных значений мощности. На основе эффекта Холла во Львовском политехническом институте разработан цифровой ваттметр с двухтактным интегрированием и цифровым делительным устройством.

Рабочий диапазон частот входных сигналов таких вольтметров достигает 20 МГц. Разработаны электронные цифровые ваттметры, логометры, счетчики электрической энергии и другие средства измерения.

К четвертой группе относятся преобразователи, в которых выходной сигнал пропорционален мощности за интервал преобразования ТП) значительно больший периода основной гармоники входных сигналов. К устройствам непосредственного умножения этой группы относятся стохастические множительные устройства, основанные на том, что вероятность совпадения двух независимых событий пропорциональна произведению вероятностей этих событий. Разработанный на этом принципе цифровой ваттметр аппаратурно несложен.

К четвертой группе относятся преобразователи, в которых выходной сигнал пропорционален мощности за интервал преобразования Тп, значительно больший периода основной гармоники входных сигналов. К устройствам непосредственного умножения этой группы относятся стохастические множительные устройства, основанные на том, что вероятность совпадения двух независимых событий пропорциональна произведению вероятностей этих событий.

К четвертой группе относятся преобразователи, в которых выходной сигнал пропорционален мощности за интервал преобразования Тш значительно больший периода основной гармоники входных сигналов. К устройствам непосредственного умножения этой группы относятся стохастические множительные устройства, основанные на том, что вероятность совпадения двух независимых событий пропорциональна произведению вероятностен этих событий Нефедов В.И. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. - М.,1999

Микропроцессор ваттметра содержит элементы автоматического управления режимами работы и дистанционного переключения пределов измерения индикации условного обозначения измеряемой величины. Калибратор мощности переменного тока используется для самокалибровки ваттметра. Калибратор мощности постоянного тока применяется для калибровки цифрового ваттметра, работающего с преобразователями на средних и больших уровнях мощности. Все узлы ваттметра запитываются от встроенного источника питания.

измерительный физический аналоговый цифровой