Устройство и работа ваттметра и его составных частей.

Дополнительные материалы.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации ваттметра М3-51.

Назначение.

1.1. Ваттметр поглощаемой мощности М3-51 предназначен для измерения мощности синусоидальных СВЧ сигналов и среднего значения мощности импульсно-модулированных СВЧ сигналов в коаксиальных трактах ǿ 7 x 3.

Ваттметр состоит из измерительного блока и измерительного термоэлектрического преобразователя.

1.2. Рабочие условия эксплуатации:

- температура окружающей среды от 263 до 323 К (от минус 10 до плюс );

- относительная влажность воздуха до 95% при температуре 303 К ( );

- напряжение сети 220 22 В, частота 50 0,5 Гц; напряжение сети 220 11 В, частота 400 12 Гц;

- атмосферное давление 60 – 106 кПа (460 – 800 мм рт. ст.).

1.3. Основные области применения: измерение выходной мощности измерительных генераторов и других источников СВЧ сигналов, поверка ваттметров классов 15 и 25, измерение затухания четырёхполюсников, измерение уровня излучения с применением калиброванных антенн.

Технические данные.

2.1. Ваттметр относится к классу 4/0,1 ГОСТ 8.401-80 в диапазоне частот от 0,02 до 12 ГГц и к классу 4/0,1 ГОСТ 8.401-80 в диапазоне частот свыше 12 до 17,85 ГГц.

Соответственно основная погрешность ваттметра без учёта рассогласования и дополнительных переходов не превышает значений:

, % (1)

в диапазоне частот от 0,02 до 12 ГГц

, % (2)

в диапазоне частот свыше 12 до 17,85 ГГц,

где - конечное значение установленного предела измерений;

- показание ваттметра.

2.2. При работе с переходами, входящими в комплект преобразователя, погрешность ваттметра не превышает значений:

с переходом 5.433.020 в диапазоне частот 0,02 – 4 ГГц и с переходом 5.433.021 в диапазоне частот 0,02 – 10 ГГц

, % (3)

с переходом 5.433.022 в диапазоне частот 8,24 – 12,05 ГГц

, % (4)

с переходом 5.433.023 в диапазоне частот 12,05 – 17,44 ГГц

, % (5)

Примечание. Погрешность ваттметра при работе с переходами 5.433.020 и 5.433.021 не превышает значения % при поверке с помощью преобразователя падающей мощности, аттестованного с погрешностью 2,5%.

2.3. Составляющая основной погрешности ваттметра, обусловленная нелинейной зависимостью их показаний от уровня измеряемой мощности, не должна превышать 1,8%.

2.4. Составляющая основной погрешности ваттметра, обусловленная калибровкой от встроенных калибраторов, не должна превышать 1,6%.

2.5. Диапазон частот: 0,02 – 17,85 ГГц.

2.6. Пределы измерений мощности синусоидальных СВЧ сигналов и среднего значения мощности импульсно-модулированных сигналов при импульсной мощности до 1 Вт, длительности импульсов до 10 мкс Вт. Конечные значения пределов: 0,3 – 3 – 10 мВт.

2.7. Волновое сопротивление СВЧ входа ваттметра 50 Ом. Присоединительные размеры и несоосность коаксиальных СВЧ разъёмов сечением ǿ 7x3 измерительных преобразователей и дополнительных переходов соответствуют типу III вариант 2 ГОСТ 13317-80. Присоединительные размеры и несоосность других сечений свч разъёмов дополнительных переходов соответствуют ГОСТ 13317-80.

2.8. Коэффициент стоячей волны ( ) измерительного преобразователя не более:

1,3 в диапазоне частот от 0,02 – 12 ГГц;

1,4 в диапазоне частот свыше 12 до 17,85 ГГц.

2.9. Дополнительная температурная погрешность ваттметра, вызванная отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах от минус 10 до плюс , не превышает 1% на .

2.10. Дополнительная погрешность в условиях повышенной влажности не превышает 2%.

2.11. Время установления показаний ваттметра до значения 98% от установившегося уровня не превышает 5 с на пределе РУЧ. 1, 1 с на пределе РУЧ. 2, 0,5 с на пределе РУЧ. 3 и 10 с в режиме автоматического переключения пределов.

2.12. Время сохранения калибровки ваттметра от встроенного калибратора мощности не менее 1 ч.

2.13. Нестабильность показаний ваттметра в установившемся режиме, включая «дрейф нуля» при измеренной температуре окружающего воздуха (в пределах ) в нормальных условиях не превышает 0,4 мкВт/мин.

Максимальное значение нестабильности показаний ваттметра, вызванной скачкообразным изменением температуры присоединительного фланца, не превышает 4 мкВт/мин град.

2.14. Ваттметр сохраняет технические характеристики после воздействия в течение 3 мин перегрузочной мощности, равной 15 мВт.

2.15. Время самопрогрева ваттметра 30 мин.

2.16. Питание: сеть переменного тока В, частотой 50 Гц и содержанием гармоник до 5%, напряжением В, частотой 400 Гц и содержанием гармоник до 5%.

2.17. Мощность, потребляемая от сети 50 Гц при номинальном напряжении, не более 30 В А.

2.18. Нормальные условия эксплуатации и предельные условия транспортирования должны соответствовать данным, приведённым в таблице:

Условия эксплуатации	Температура, К	Относительная влажность воздуха, %	Атмосферное давление, кПа	Параметры сети
напряжение, В	частота, Гц
Нормальные	( )	при температуре	( мм рт. ст.)
Предельные	Повышенная 338 (+ )	до 95 при температуре 303 К ( )	-	-	-
Пониженная 223 (- )	-	-	-

Ваттметр сохраняет свои технические характеристики в пределах норм, указанных в пунктах 2.1 – 2.19, в рабочих условиях эксплуатации (п. 1.2), а также после пребывания в предельных условиях с последующей ыборкой в нормальных или рабочих условиях в течение 6 ч.

2.19. Ваттметр допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течение 16 ч при сохранении своих технических характеристик.

2.20. Время наработки на отказ ваттметра – не менее 8000 ч. Срок службы 10 лет. Технический ресурс 10000 ч.

2.21. Габаритные размеры в миллиметрах и масса блока ваттметра в килограммах приведены в таблице:

Наименование	Без упаковки	В укладочном ящике	В транспортной таре
мм	кг	мм	кг	мм	кг
Блок ваттметра измерительный Я2М-66	255x240x322	6,5	460x329x427		См. примечание
Преобразователь измерительный термоэлектрический 4.681.471	63x36,5	0,15	340x225x95		См. примечание

Примечания:

1. В общепромышленном исполнении блок ваттметра измерительный укладывается в коробку 6.876.113-13 с габаритными размерами 426x390x308 мм. Масса блока с коробкой 10 кг. Масса преобразователя измерительного с комплектом в укладочном ящике 3 кг.

2. Блок ваттметра измерительный Я2М-66 и преобразователь измерительный со своими укладочными ящиками упаковываются в один транспортный ящик с габаритными размерами не более: для приборов с приёмкой заказчика 578x506x496 мм; для приборов в общепромышленном исполнении 578x456x496 мм. Масса ваттметра в транспортной таре 36 кг. Для приборов в общепромышленном исполнении 30 кг.

Устройство и работа ваттметра и его составных частей.

Принцип действия.

3.1.1. В основу работы ваттметра положен принцип преобразования мощности СВЧ в тепловой вид энергии и измерения образуемой на выходе измерительного преобразователя (далее преобразователя) термоЭДС, которая пропорциональна подведённой к нему мощности СВЧ.

3.1.2. Основными блоками ваттметра является преобразователь, в которм происходит преобразование СВЧ мощности, и блок ваттметра измерительный Я2М-66 с цифровым индикатором, прямопоказывающим величину измеряемой мощности в мкВт, мВт.

3.1.3. Оприсание принципа действия измерительного блока приведено в техническом описании 2.720.056 ТО.

3.1.4. Преобразование СВЧ мощности происходит непосредственно в нитевидных термопарах, которые являются СВЧ согласованной нагрузкой, включённой на конце отрезка передающего тракта преобразователя.