Главная Промышленные терморезисторы



температуры окружающей среды, необходимо обеспечить темпе-патурную компенсацию, чтобы минимизировать дрейф показаний прибора (рис. 6.12). Это достигается с помощью дискового терморезистора Rt, находящегося в непосредственном тепловом контакте с бусинковым терморезистором Ri, но экранированного от СВЧ излучения. Дисковый терморезистор обычно крепят к наружной стенке монтажного приспособления бусинкового терморезистора для обеспечения максимального теплоотвода; оба терморезистора должны иметь согласованные температурные характеристики сопротивления.

ЮООг-

Регулуруемыа источник постоянного тока


ВЧ ho

Рис. 6.11. Простой несимметричный терморезисторный мост для измерения СВЧ мощности

о г Ч 6 в Ю 12 14- 15 ш Мощность, мВт

Рис. 6.12. Зависимость сопротивления типового бусинкового терморезистора от рассеиваемой мощности при различных окружающих температурах

Основным недостатком неуравновещенного моста является изменение его чувствительности и точности в зависимости от подводимой мощности. Это объясняется ограничением линейной зависимости сопротивления терморезистора от прикладываемой мощности узким диапазоном, простирающимся примерно до 2 мВт (см. рис. 6.12). Изменение полного сопротивления в зависимости от подводимой мощности ведет также к погрещности из-за рассогласования, и часть СВЧ мощности отражается, а не поглощается болометром. Погрещность из-за рассогласования, вызываемая двукратным изменением сопротивления, может достигать 0,5 дБ. Поэтому вместо неуравновещенного моста в промышленности предпочитают пользоваться автоматически уравновешиваемым болометрическим мостом при любых измерениях СВЧ мощности.

Принцип работы автоматически уравновешиваемого моста для измерения мощности можно пояснить с помощью упрощен* иой схемы на рис. 6.13. Предполагается, что для достижения рабочего сопротивления, задаваемого параметрами схемы, монтажное приспособление терморезистора должно рассеивать сум» Марную мощность 28 мВт при температуре окружающей среды, та мощность подводится от источников постоянного тока, звуковой частоты и СВЧ излучения.



Сначала на терморезистор подают постоянное напряжение и напряжение звуковой частоты. При подаче постоянного напряжения схема автоматически уравновешивается за счет напряжения звуковой частоты, доводя его до уровня, соответствующего суммарной мощности (в данном случае до 28 мВт). Подводимая СВЧ мощность автоматически снижает мощность на звуково частоте на эквивалентную величину и тем самым поддерживает мощность постоянной. Используемый в схеме высокоомный вольт-i метр измеряет это уменьшение напряжения и дает показания, которые прямо пропорциональны подводимой мощности.

1алояительноя обратная сёязь


HijPb\ /источит

но so токи


Ди1р1реренО,иольнш усилитель

Рис. 613. Упрощенная схема моста с автоматическим балансом для измерение мощности

Из рис. 6.13 видно, что обратная связь между усилителем и" мостом является положительной для одной половины моста и отрицательной для другой. Положительная обратная связь чувствительна к температуре и зависит от сопротивления терморезис" тора, а отрицательная чувствительна к частоте и достигает мини- мума на резонансной частоте настроенного LiCi-контура.

При включении схемы терморезистор холодный, его сопротив ление велико и положительная обратная связь большая. Вслед; ствие этого в схеме возникают колебания, и подводимая к тер* морезистору мощность снижает его сопротивление до тех пор, пока положительная обратная связь лишь немного будет превышать отрицательную. Это происходит на резонансной частоте контура, когда отрицательная обратная связь минимальна.

Превышение положительной обратной связи над отрицательной определяется усилением схемы, и минимальное различие ме жду ними поддерживается за счет большого усиления. Когдг терморезистор поглощает мощность СВЧ излучения, его сопротивление уменьшается, что влечет за собой уменьшение положительной обратной связи и, следовательно, амплитуды колебаний вследствие чего баланс моста вновь восстанавливается. В конечном итоге происходит восстановление сопротивления терморезистора до его постоянного рабочего значения.

Чтобы измерять мощность ламповым ваттметром, необходимо иметь какой-то первичный эталон. Если к терморезистору подведена мощность 20 мВт на звуковой частоте и к ней добавле-



на ВЧ мощность 5 мВт, то шкалу лампового ваттметра нужно проградуировать в интервале от 15 до 20 мВт. При снижении мощности звуковой частоты до 10 или 5 мВт шкалу прибора нужно градуировать иначе. В связи с этим устройство содержит источник постоянного напряжения, мощность которого достаточна для снижения мощности звуковой частоты до приемлемого контрольного уровня. Мощность звуковой частоты обычно в 1,2 раза превышает максимальное показание шкалы в каждом диапазоне. Таким образом, в диапазоне 10 мВт постоянное смещение поддерживает мощность звуковой частоты 12 мВт и шкала измерительного прибора выводится на 0. При подведении ВЧ мощности 10 мВт мощность звуковой частоты снижается до 2 мВт и схему калибруют по отклонению на всю шкалу.

Калориметрия пучков быстрых частиц. Калориметрический метод измерения пучков частиц обладает преимуществом перед другими методами в том отношении, что его результаты не зависят от заряда частиц, что позволяет непосредственно сравнивать пучки нейтральных и заряженных частиц. Существуют два способа измерений. При одном из них пучок бомбардирует мишень в течение отрезка времени, который мал по сравнению с тепловой постоянной времени. Начальный рост температуры мишени является непосредственной мерой энергии, отдаваемой мишени. Эти измерения проделаны Пасселом [17], который определял потерю энергии частицами нагретой плазмы, удерживаемой магнитным полем.

При втором способе стационарный пучок бомбардирует мишень в течение времени, соизмеримого с тепловой постоянной времени или превышающего ее. В этом случае начальная скорость роста температуры или ее установившееся значение является прямой мерой энергии пучка. Калориметр второго типа [18] схематически изображен на рис. 6.14. Мишенью служит мтно-Лучон

частиц

Рис. 6.14. Схема установки для измерения энергии молекул водорода:

/ - бусинковый терморезистор; 2 - опорный

(контрольный) терморезистор, 3 - коллиматор, у \ / Y

4 -1-й коллектор; 5 -2й коллектор J

бериллиевая пластина, к одной стороне которой припаян малогабаритный дисковый терморезистор. Мишень и коллекторы помещают в толстостенный медный экран, обладающий большой теплоемкостью. Второй терморезистор прикрепляют к стенке экрана для измерения окружающей температуры и компенсации изменений в обычной мостовой схеме, используемой для измерения температуры. Калориметр устанавливают в вакуумной системе вместе с источнком частиц. Второй коллектор собирает частицы, не попавшие на мишень и отраженные от стенок медного экра-




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [32] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0309