Nghiên cứu và xây dựng hệ thống Chuẩn Đo lường quốc gia lĩnh vực công suất cao tần

- 12 1.1.4.Công suất.
- 15 1.2 Khái quát hệ thống chuẩn công suất cao tần của Viện Đo lng Việt Nam.
- Giới thiệu về chuẩn công suất cao tần.
- 25 1.3.2 Phân nhánh công suất.
- Xác định công suất.
- Hệ số hiệu chuẩn.
- Độ không đảm bảo của tỉ số công suất.
- Phơng pháp hiệu chuẩn chuẩn công suất cao tần.
- theo TCVN 7 DANH MC BNG Bảng 1.1: Đặc trng chung về chuẩn công suất RF.
- 16 Hình 1.3: Sơ đồ dẫn xuất của công suất cao tần, quy hoạch đến năm 2020.
- 23 Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý mạch của chuẩn công suất cao tần.
- 35 Hình 3.1: Sơ đồ hiệu chuẩn đầu đo công suất sử dụng chuẩn F1130A/F1135A.
- 57 Hình 3.20: Sơ đồ kết nối của đầu đo công suất chuẩn vào hệ thống.
- 58 Hình 3.21: Sơ đồ kết nối của đầu đo công suất cần hiệu chuẩn UUT vào hệ thống .
- Chính vì lý do trên, tôi đề xuất đề tài “Nghiên cứu và Xây dựng hệ thống chuẩn Đo lường Quốc gia lĩnh vực Công suất cao tần”.
- Luận văn bao gồm 4 chơng: 11 Chng 1: Tổng quan trình bày về các vấn đề cơ bản của đại lợng đo công suất cao tần, giới thiệu khái quát về hệ thống chuẩn công suất cao tần của Việt Nam.
- Chng 2: Phát triển phơng pháp dẫn xuất hệ thống chuẩn đo lng quốc gia công suất cao tần.
- Tính toán và đánh giá độ không đảm bảo của kết quả đo công suất cao tần.
- Chng 3: Nghiên cứu và xây dựng phơng pháp dẫn xuất hệ thống chuẩn đo lng quốc gia lĩnh vực công suất cao tần ứng dụng phần mềm SureCal để hệ thống Chuẩn công suất cao tần chạy tự động.
- Vì vậy, xây dựng phơng pháp dẫn xuất hệ thống chuẩn công suất cao tần đúng đắn và có độ tin cậy cao là nội dung chủ yếu trong “Nghiên cứu và Xây dựng hệ thống chuẩn Đo lường Quốc gia lĩnh vực Công suất cao tần”.
- Watt là công suất khi một công 1 jun đợc sản ra trong thi gian 1 giây.
- 1.1.2.Decibel: Thể hiện tỉ lệ quan hệ giữa mức công suất P và một mức công suất chuẩn Pref.
- Định nghĩa dBm cũng giống nh dB nhng mức công suất chuẩn đợc lấy là 1 mW.
- Công sut : Công suất P đợc thể hiện bi mối quan hệ giữa dòng điện I và điện áp U.
- Ta có sơ đồ mạch và đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa I và U nh trên hình 1: 13 Hình 1.1: Hình v th hin P là mi quan h gia U và I - Công suất của sóng CW (continuous wave) tại tần số (1/To) là.
- Lu đồ tính toán độ không đảm bảo đo: 16 Hình 1.2: Lu đ tính toán đ không đm bo đo 1.2 Khái quát h thng chun công sut cao tn ca Vin Đo lng Vit Nam 1.2.1 S đ dn xut chun Sơ đồ dẫn xuất chuẩn của hệ thống đo công suất cao tần  Viện Đo lng Việt Nam, theo quy hoạch đến năm 2020 đợc thể hiện  hình (1.3).
- Các đầu đo công suất chuẩn (Thermistor mount) Agilent 478A, 8468B - Máy đo phân tích tr kháng tần số cao (Vector Network Analyzer) VNA - Bộ kit hiệu chuẩn (Calibration kit.
- Phơng tiện đo (5) Máy đo công suất tần số cao (RF Power Meters.
- Gii thiu v chun công sut cao tn Hệ thống chuẩn Tegam là chuẩn công suất cao tần cao nhất tại Viện đo lng Việt Nam.
- Hệ thống chuẩn công suất cao tần đợc thiết kế để đo chính xác công suất cao có dải tần số từ 100 kHz đến 26.5 GHz.
- Hệ thống chuẩn công suất cao tần Tegam không phải là một thiết bị riêng lẻ.
- Hiện tại Chuẩn đầu quốc gia về công suất cao tần cha có, vì vậy việc dẫn xuất vẫn phải gửi đi cácViện Đo lng có chuẩn Microcalorimeter nh NIST, NMJ, Hàn Quốc.
- Giới thiệu chức năng Hệ thống chuẩn quốc gia về công suất cao tần đợc thiết kế để đo chính xác công suất cao có dải tần số từ 100 kHz đến 26.5 GHz.
- Các chuẩn công tác về RF đợc tích hợp bộ chia nhiệt điện tr đợc sử dụng để hiệu chuẩn các đầu đo là bolometer và máy đo công suất.
- Các chuẩn chính về RF là các nhiệt điện tr đợc sử dụng để hiệu chuẩn các chuẩn và ứng dụng đo trực tiếp công suất RF.
- Nhiệt độ hạt nhiệt điện tr là một hàm kết hợp cả DC và công suất RF cung cấp cho thermistor và nhiệt độ môi trng xung quanh các hạt.
- Mức công suất của các hạt điều điều khiển  bên ngoài.
- Cung cấp một giá trị công suất xấp xỉ 30 mW đến hạt nhiệt điện tr tạo ra một điện tr DC 200.
- Khi công suất cung cấp đến hạt thermistor tăng thì ảnh hng của nó tới giá trị điện tr giảm.
- cung cấp công suất RF tăng tại hạt là nguyên nhân ảnh hng đến giá trị điện tr của hạt bị giảm.
- Mạch cầu giảm công suất DC đến giá trị ảnh hng ban đầu điện tr tr lại là 200.
- Tổng lợng công suất DC bị mất đi tỉ lệ với tổng công suất RF.
- Hình 1.6: S đ nguyên lý mch ca chun công sut cao tn 1.3.2 Phân nhánh công sut  chuẩn công suất cao tần F1130/F1135 có chứa bộ phân nhánh định hớng công suất.
- Sử dụng phân nhánh trong một vòng lặp định hớng là cung cấp hệ số công suất .
- 1.3.4 Nguyên lý thay th đin áp DC Chuẩn công suất sử dụng nguyên lý bù điện áp một chiều để đo công suất RF.
- Khi công suất RF đợc cấp vào chuẩn công suất bị suy hao bi phản xạ và những nguyên nhân khác, trớc khi nó đợc cấp đến các nhiệt điện tr.
- Việc đo công suất bằng cách đo gián tiếp qua điện áp mạch cầu DC.
- (1.14) Trong đó: PRF: mức công suất RF.
- PDC: công suất thay thế DC là công suất tỉ lệ thuận với công suất tới trên nhiệt điện tr.
- K là hệ số hiệu chuẩn của chuẩn công suất RF (đợc dẫn xuất từ Viện đo lng Quốc gia Mỹ (NIST.
- Xác định công sut Công suất đợc đo trong mạch thông qua các điện tr chính xác của mạch cầu loại IV.
- Công thức (1.15) xác định công suất.
- Chân điện tr chính xác chỉ có công suất DC cung cấp cho nó.
- Do vậy, công suất RF đợc giới thiệu đến các nhiệt điện tr tỉ lệ thuận với sự thay đổi trong công suất DC qua điện tr chính xác.
- ΔP: là sự thay đổi công suất thông qua chân điện tr chính xác khi công suất RF đợc cung cấp đến chân nhiệt điện tr.
- Mức công suất đợc cấp vào theo công thức 1.19.
- PRF: là mức công suất đợc cấp vào.
- Pdc: công suất DC tỉ lệ thuận với công suất vào.
- H s hiu chun Trong hiệu chuẩn đầu đo công suất việc xác định tham số hiệu chuẩn là quan trong nhất.
- Hệ số hiệu chuẩn của các Chuẩn công suất (RF Model M1130, M1135) K đợc kí hiệu là hệ số hiệu chuẩn máy chuẩn (K1) và công suất PRF là công suất từ nguồn tới.
- 30 - Nếu sự gắn kết đợc nối vào một bên của bộ nối hoặc một đầu của bộ chia K đợc kí hiệu là hệ số hiệu chuẩn máy đo và công suất PRF là công suất đợc xác định từ tải.
- Hệ thống xác định hệ số hiệu chuẩn của thiết bị đợc kiểm tra trong khuôn khổ đư biết hệ số hiệu chuẩn của các nhiệt điện tr và độ chính xác của hệ thống đo DC - Phản hổi chuẩn công suất RF đợc sử dụng để xác định hệ số hiệu chuẩn cho các đầu đo công suất khác.
- DUT phải đợc kết nối với máy đo công suất tơng ứng - Cách xác định hệ số hiệu chuẩn của UUT là.
- Phơng pháp này dựa chủ yếu trên kỹ thuật hiệu chuẩn của máy phân tích mạng (VNA) và có thể đợc sử dụng để đo nguồn ghép nối của ba cổng trực tiếp nối từ VNA với thiết bị phân nhánh định hớng công suất.
- Trên cơ s các nghiên cứu về lý thuyết Chuẩn công suất cao tần nh đư trình bày  Chơng 1, ứng dụng phơng pháp đo trực tiếp của Juroshek, trong chơng này tôi phát triển phơng pháp xác định hệ số hiệu chuẩn đầu đo công suất cao tần tại Viện Đo lng Việt Nam.
- Phm vi áp dng Phơng pháp này trình bày cách xác định hệ số hiệu chuẩn của các đầu đo công suất với giải tần số từ 100 kHz dến 18 GHz 2.2.2.
- [1] b.Hệ số hiệu chuẩn Trong đo công suất, ta có công suất đến tải Zo, khi đầu đo công suất có hệ số phản xạ Γl, một phần của tỉ lệ là Γ2 đợc phản xạ từ đầu đo và phần còn lại đợc hấp thụ trong đầu đo.
- -Phân nhánh định hớng công suất.
- -Hệ đo công suất Tegam.
- -Đầu đo công suất chuẩn.
- Đo hệ số phản xạ của đầu đo công suất chuẩn (STD1, SDT2) và đầu đo công suất cần hiệu chuẩn (UUT) sử dụng máy phân tích mạng (VNA).
- -Tiến hành nối cổng vào 1 và cổng hiển thị 3 của bộ phân nhánh định hớng công suất tơng ứng đến cổng 1 và 2 của VNA để đo hệ số phản xạ tơng đợng.
- 34 - Đo các tham số S11 và S12 khi đo cổng 2 của bộ phân nhánh định hớng công suất đợc xác định với tải 50.
- Đầu tiên xác định mức điện tr của máy đo công suất là 200.
- điều khiển điện tr của đầu đo công suất là 200.
- Hình 2.1: S đ xác định h s phn x 35 Hình 2.2: S đ xác định h s hiu chun -Sau khi nối đầu đo công suất chuẩn 1 (STD1) vào bộ phân nhánh định hớng công suất thì đo công suất ra (PS1) và tại cổng hiện thị (PMS1).
- -Thay đầu đo công suất chuẩn 1 (STD1) bằng đầu đo công suất chuẩn 2 (STD2) và sau đó đo công suất ra (PS2) và tại cổng hiển thị (PMS2.
- Thay đầu đo công suất chuẩn 2 (STD2) bằng đầu đo công suất cần hiệu chuẩn (DUT) và sau đó đo công suất ra (PD) và tại cổng hiển thị (PMD).
- Độ không đảm bảo của tỉ số công suất Độ không đảm bảo đo từ độ lặp lại của phép đo tỉ số công suất, vônmet, cầu công suất.
- Độ không đảm bảo đo của mức công suất do đo điện áp dc sử dụng Agilent 3458 khoảng 0.03 % khi đo mức công suất  xung quanh điểm 9 mW.
- Đánh giá các thành phần của độ không đảm bảo đo Trong hiệu chuẩn đầu đo công suất cao tần có các thành phần tham gia độ không đảm bảo đo đợc trình bày  bảng 2.2 40 Độ không đảm bảo chuẩn Các nguồn gây nên độ không đảm bảo Giá trị Hệ số độ nhạy u (ηS1) Hiệu suất ảnh hng của STD u (ηS2) Hiệu suất ảnh hng của STD u (RS1) Tỉ số công suất của STD u (RS2) Tỉ số công suất của STD u (RD) Tỉ số công suất của DUT u (M1) Kết nối của STD u (M2) Kết nối của STD KD = 0.9397, uc (KD.
- Phng pháp hiu chun chun công sut cao tn Việc hiệu chuẩn công suất cao tần bằng hệ thống chạy tự động dựa trên tỉ số công suất và hệ số truyền của chuẩn Tegam (F1135A).
- Phm vi áp dng Trong phần này đa ra quy trình hiệu chuẩn các đầu đo công suất cao tần có đặc trng kỹ thuật sau.
- Phạm vi tần số: 100 kHz đến 26.5 GHz - Phạm vi công suất: đến 35 W 3.2.2.
- TT Phơng tiện hiệu chuẩn Đặc trng kỹ thuật 1 Chuẩn đo lng 1.1 Bộ truyền công suất chuẩn Tegam F1130A Tần số: 100 kHz đến 18 GHz Mức.
- 20 dBm đến + 14 dBm 1.2 Bộ truyền công suất chuẩn Tegam F1135A Tần số: 10 MHz đến 26,5 GHz Mức.
- 20 dBm đến + 14 dBm 1.3 Máy đo công suất chuẩn Tegam 1830A (hoặc Tegam 1806A & Agilent 3458A) Tần số: 100 kHz đến 40 GHz Mức.
- HIGH FREQUENCY SOURCE: Agilent 83650B - POWER MONITOR 1: Agilent 3458A - POWER MONITOR 2: TEGAM 1830A - VECTOR ANALYZER: HP 8722ES 46 Hình 3.2: Xác định phng tin cn hiu chun Hình 3.3: Xác định các chun dùng đ hiu chun 47 3.3.Thit lp các tham s cn hiu chun Cũng giống nh việc hiệu chuẩn bất kỳ một đầu đo công suất nào, việc xác định hệ số sóng đứng và hệ số hiệu chuẩn của thiết bị cần hiệu chuẩn là vô cùng quan trọng.
- Đánh giá tng kt các ni dung đƣ thc hin Nội dung của luận văn này tập trung nghiên cứu và xây dựng phơng pháp dẫn xuất của hệ thống chuẩn đo lng quốc gia lĩnh vực Công suất cao tần.
- Phát triển phơng pháp hiệu chuẩn công suất cao tần và sử dụng phần mềm SureCal đư tiết kiệm đợc thi gian hiệu chuẩn.
- Xây dng hng phát trin tip theo Với những kết quả đạt đợc của đề tài, trong thi gian tới phòng Đo lng Điện từ trng – Viện Đo lng Việt Nam hoàn toàn có thể xin công nhận hệ thống Chuẩn công suất cao tần là chuẩn quốc gia.
- Và chúng tôi tin tng vào khả năng đo và đáp ứng nhu cầu về dẫn xuất công suất cao tần trong cả nớc.
- Công suất RF đến từ kết nối trên đợc cung cấp giá trị nh nhau đến DUT và chuẩn công suất.
- Trong thực tế, công suất cân bằng đợc cung cấp bi cả chuẩn công suất và DUT là đợc cho phép xác định hệ số hiệu chuẩn của DUT.
- Chuẩn công suất cao tần yêu cầu có ít nhất 2 gi sấy máy để đạt đợc nhiệt độ điều khiển của máy.
- Đầu nối cái đồng trục đợc nối công suất RF và DUT.
- Công suất RF cung cấp nh nhau đến đầu nối RF IN và nhiệt điện tr gắn kết bên trong.
- Thực tế công suất RF cân bằng đợc cung cấp cho cả chuẩn công suất và DUT là những gì cho phép hệ số hiệu chuẩn của DUT đợc xác định.
- 66 - Chuẩn công suất cao tần yêu cầu có ít nhất 2 gi sấy máy để đạt đợc nhiệt độ điều khiển của máy.
- đây công suất RF đo đợc xác định

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt