Известные измерители мощности содержат нелинейный детектирующий четырехполюсник и индикатор. Характерной особенностью градуировки шкалы указателя этого измерителя является наличие двух нулей, двух точек начала отсчета. По-существу, это две соединяющиеся шкалы, соответствующие двум качественно различным случаям рассогласования в фидере: связь больше и меньше оптимальной.
Предлагаемое устройство может быть использовано в генераторах разнообразного назначения, например в высокочастотных нагревательных установках, лабораторных установках для подбора условий работы генератора, для измерения поглощения мощности живыми объектами из электромагнитного поля. Возможно использоваиие устройства и в качестве аналогового преобразователя функций.
Устройство предназначено для измерения мощности, поглощаемой нагрузкой из фидера генератора с заданной номинальной мощностью, когда связь нагрузки с фидером не фиксирована и меняется или когда параметры нагрузки не фиксированы и меняются, либо когда меняются и параметры нагрузки и ее связь с фидером.
фидера, R - величина сопротивления нагрузки фидера, / - показания указателя, соответствующие величине тока высокой частоты в фидере генератора.
Ход кривых объясняется следующим. При У 0 фидер короткозамкнут, и ток в нем максимален, а мощность в сопротивлении нагрузки равна нулю вследствие отсутствия самой нагрузки. Вся мощность генератора теряется в фидере. Величина тока его определяется э.д.с. генератора, его внутренним сопротивлением и сопротивлением фидера. При R, стремящемся к бесконечности, фидер разомкнут и ток в нем равен нулю, а мощность в
5 сопротивлении нагрузки опять равна нулю из-за отсутствия caMoii нагрузки. Конечные значения мощности в нагрузке {отличные от нуля) имеют место при конечном значении сопротивления нагрузкн (не равном нулю или
0 бесконечности). Значения тока в фидере с ростом сопротивления нагрузки становятся все меньше.
Максимум мощности в нагрузке соответствует значению сопротивления нагрузки, рав5 ному сумме внутреннего сопротивления генератора и сопротивления фидера. Если считать все эти сопротивления чисто активными, то мощность, поглощаемую нагрузкой из фидера генератора, можно найти из графика на фиг. 2,
мостей, показанных на фиг. 1. Кроме того, на фиг. 2 показано, как следует градуировать шкалу указателя в соответствии с этим графиком.
Указанную особенность можно назвать неоднозначностью отсчета, так как одной величине мощности соответствует два положения стрелки в разных концах шкалы. Шкала такого измерителя неудобна.
Ток высокой частоты, поступаюпдий из емкостного или индуктивного зонда, детектируется четырехполюсником /. В данном случае представлен диодный выпрямитель. С выхода этого четырехполюсника / ток поступает в указатель 2 через активный нелинейный четырехполюсник 3. Последний содержит источник тока 4 и цепь 5, вырабатывающую разность двух токов, поступающих из четырехполюсника J н источника 4. Принципиально важно, чтобы оба эти тока могли взаимно уничтожить друг друга, например, быть оба постоянными или синфазными (противофазными). Предложенная схема вырабатывает постоянные токи. Цепь 5 содержит делитель напряжения из двух сопротивлений 6, соединенный с двумя диодами 7 по схеме двухполупериодного выпрямителя.
Сопротивление 8 служит для развязки цепей схемы. Второй источник тока 9 включен на выход цепи 5, вырабатывающей абсолютное значение разности двух токов для того, чтобы скомпенсировать в указателе 2 ток, равный максимальной величине этой разности, и тем самым совместить на шкале указателя 2 (если это стрелочный указатель) точки начала отсчета мощности и точку механического нуля указателя.
При регулировке индикатора ток источника 4 1д выбирают таким образом, чтобы нулевое значение разности токов, вырабатываемой цепью 5, имело место при том же значении величины сопротивления нагрузки фидера, которому соответствует максимум мощности.
выделяющейся в этой нагрузке (см. фиг. 4, где / - ток с выхода блока /).
Указанная разность двух токов в зависимости от преобладания одного из этих токов имеет положительный или отрицательный знак. При любом знаке этой разности протекающий через прибор ток / имеет одно и то же направление, т. е. ток через прибор пропорционален абсолютному значению разности (см. фиг. 5).
Кривая на фиг. 6 представляет собой однозначную зависимость тока через прибор / от выделяющейся в нагрузке фидера мощности РК, однако для обычных приборов, имеющих
механический нуль слева, эта зависимость означает отсчет мощности справа налево, в обратную сторону. Это тоже неудобно. Для устранения этого неудобства градуируют прибор шкалой вниз.
После приведения начала отсчета к левой для наблюдателя крайней точке шкалы путем включения источника тока 9 градуировочная кривая, представленная на фиг. б, приобретает вид, показанный на фиг. 7 (Л - показания
прибора). Там же, на фиг. 7, показан пример шкалы с такой градуировкой. Шкала имеет нормальный, удобный для работы вид и вдвое больший масштаб при тех же габаритах (сравните со шкалой на фиг. 2).
Предмет изобретения
Измеритель мощности в нагрузке фидера генератора, содержащий нелинейный детектирующий четырехполюсник и индикатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и уменьшения ошибок отсчета, индикатор подключен к нелинейному детектирующему четырехполюснику через двухполупериодный выпрямитель, параллельно входу и выходу которого включены источники постоянного тока.
f S Ю 5 о
t l lllllll iil IliHiil
J-Л,
ФuZ
Фиг.5
I w
