资料介绍
三厘米波导热敏电阻座检 定规 程
Thermistor Mount for X-Band
本检定规程经国家计量总局于1981年2月11日批准，自1982年 6月1日起施行。
归口单位： 中国计量科学研究院
起草单位： 中国计量科学研究院
主要起草人： ·陈晓梅
本规程技术条文由起草单位负责解释。
三厘米波导热敏电阻座检定规程
本规程所介绍的是根据“功率方程”概念，在单定向耦合器、调配反射计系统上进行功率量值传递的方法。适用于使用中和修理后的三厘米波导热敏电阻座的检定;也适用于确定新生产的三厘米波导热敏电阻座的反射系数模值、有效效率和校准因子值。对于量热式功率座、热电薄膜式功率座也可参照本规程进行检定。
一、概述
三厘米波导热敏电阻座与热敏电阻电桥一起，可用来测量三厘米波段连续振荡功率，或脉冲调制的平均功率，并可对微波元件的衰减或增益进行测量。
二、主要 技术 指标
1 频率范围：8.2～12. 4 GHz。
2 波导截面尺寸：10.16×22.86 mm.
3 热敏电阻座输入端电压驻波系数在全频段不大于1.50。
4 额定功率：10 mW ( 或5 mW)。
5 热敏电阻座有效效率值(或校准因子值 )在全频段不小于 85%。
6 检定有效效率及校准因子的误差不大于±1.5%~±3%。
7 检定反射系数模值的误差不大于±1%。
三、检定 条件
8 环境条件
整个检定过程在恒温室进行，室内温度应保持为20±1℃; 湿度低于80% ;
电源电压220V ±10%,50Hz。
9 检定时所用的标准及其它设备
9.1 标准：检定所用的标准可为三厘米波导量热式标准小功率计，也可为其它标准小功率计(总精度优于±0.5～2%)。
9.2 直流设备：
直流低阻电位差计：0.02级;
数字电压表：优于0.02%;
精密直流稳压电源：稳定度5×10-8/4小时;
标准电池：0.02级;
标准电阻：0.01级;
检流计：(0.2～0.03)×10⁹A/mm.
9.3微波设备：
三厘米速调管及速调管电源;
PIN 调制器;
稳频器：2×10~5;
稳幅器：1×10⁻³;
定向耦合器(3、6、10、20dB各一根，其中3dB定向耦合器的方向性要求高于35 dB);
波长表：准确度优于1×10⁻⁴ ;
隔离器;
检波座;
回转式衰减器(0.02 dB/10 dB);
波导开关;
调配器;
标准波导段： (10.16×22.86)±0.01 mm;
滑动短路器： |TsI≥0.98;
小反射滑动负载： |r₁|<0 .02;
标准短路器： |Ts|≥0.995.
四、检定项目
10 工作正常性的检查
热敏电阻座接上配用之电桥(用户应预先校准),按照使用说
明书操作要能正常工作，国产热敏电阻座的外观和机械性能要求符
合《电子测量仪器电气和机械结构的一 般要求(SJ 940—75)》。 座的阻值与所配用电桥的工作阻值要一致。
11 热敏电阻座输入端电压反射系数模值的检定
12 热敏电阻座有效效率的检定
13 热敏电阻座校准因子的检定
五、检定 方法
14 检定方法
本方法要求将系统中3dB定向耦合器的方向性调配到优于1×10³,将等效讯号源的反射系数|Fge 调配到0.001以下，并要求采用标准波导段输出，从而使得该系统可以同时精确测量反射系数的模值和失配因子，检定热敏电阻座的有效效率和校准因子。
14.1原理方框图：
图 1 调配反射计原理方框图
T₁、T₂—T₁为系统上的参考端面，T₂为测量端面; T.、Ty一調配器;
Tge—从参考面T₂看人系统的反射系数;
T:—标准短路器;
T 一滑动短路器;
T₁一小反射滑动負戴
14.2基本公式：
=η:u·(1-|T.I²) (2)
=1-|T . I² (3)
(当 |T:I=1) (4) 其中： n: ——被校座的有效效率;
n. ——标准座的有效效率;
P₆₁—— 被校座的直流(音频)替代功率;
Pb—— 标准座的直流替代功率;
Mg.——标准座的失配因子;
Mgu- 被校座的失配因子;
Kbu 被校座的校准因子;
T。——被校座的反射系数;
T,—— 标准短路器的反射系数;
bgu 当系统测量端口 (T₂) 接被校座时，在定向耦合器旁臂输出端上的电压波幅。
b₃: 测量端口 ( T₂) 接标准短路器时，在定向耦合器旁臂输出端上的电压波幅。
14.3系统方框图举例：见图2。
15 操作步骤
15.1按所用仪器技术条件开机预热。
15.2 将讯号源频率调到所要求的频率，频率偏差应小于±0.001.
15.3 调整稳频器、稳幅器，使输出微波功率的稳定度优于 ±0.1% · h-1 ( 如采用高稳定性的微波讯号源，可以直接输出)。
15.4在测量端口 ( T₂) 接小反射滑动负载调节调配器(Tx) 使
10dB定向6dB定向
耦合器辆合器隔离器
稳插器
A₁
疲导同 轴转换器
图 2
分流器
AC9/4
电位 差计
宽带隔离器
调制器隔离器调配器 PIN Tz
波长表稳频器
微波系统方框图
调配反射计及指示器部分
隔禹器
3dB定向十螺
耦合器调配器
速调管
速调管电 源
15.5 在测量端口 ( T₂) 换接滑动短路器，调节调配器( T,) 使 |Tge|≤1×10⁻³.
15.6 用通用功率计接在测量端口(T₂) 使输出功率略小于10mW (或5 mW)。
15.7 将标准座接于测量端口 ( T₂), 从标准功率计指示器上读出Pb .
15.8 读出定向耦合器旁臂输出波幅值|b₈| 的示值。
15.9取下标准座，换接标准短路器，记下此时定向耦合器旁臂输出波幅值|b₈ : | 的示值。
15.10 取下标准短路器;换接被校座，从热敏电阻电桥上读出 Pbu, 并读出定向耦合器旁臂输出波幅|b₈n| 的示值。
注：检定在8.2、8.6、9.37、10.50、12.4GHz五个频率点上进行，每个频率点重复三次，测试结果取三次的算术平均值(每一热敏电阻座检定两边频及任一中间频牵，有特殊要求的用庐可另行协商)。
六、检定结果及误差
16. 检定结果
由检定所得数据按公式(1)、(2)、(3)、(4)、进行计算， 可得被校座的反射系数模值、有效效率和校准因子。用户按证书上所给数据进行修正使用(其中ns 由标准座给出)。
17 检定误差
17.1 检定热敏电阻座反射系数模值与失配因子的误差： 反射系数模值测量误差通常为：
△|T.|≤0.0079
失配因子的测量误差通常为：
17.2 检定热敏电阻座有效效率及校准因子的误差：
由公式(1)、(2)知
Ku=neu(1-|T.I²)
因此，有效效率及校准因子的误差为：
其中：
由标准座给出;
由标准功率计给出;
由被校座所配用之电桥给出;
△为讯号源不稳所引起的误差。
注：误差分析详见附录。
七、 检定周期
18 对于使用中的三厘米波导热敏电阻座，其检定周期为一年。 必要时可提前送检。
附录
附录1
简要误差分析
(一)采用本系统检定热敏电阻座反射系数模|r。| 的误差
1 调配器T, 调配不完善引入的误差：
十Tge| = 0
|T.|=0.2
△A′为衰减器相应调配不完善所引起的b₈ 波动的读数值。
2 调配器T, 调配不完善引入的误差
△|T₂|=△|r.I=|FgeI·(1+|T.1)·|Ta|≤0.00024
|T.I=0.2
△A” 衰减器相应调配不完善所引起的b₈ 波动的读数值。
3 标准短路器|T,|≠1 时引入的误差
·|T.I≤0.001
其中： |T.I≥0.995
4 标准波导截面尺寸不准引入的误差
△|T₄I=|r。1·(1-|T.I²)≤0.0013
△a— 两波导宽边尺寸变化量;
△b——两波导窄边尺寸变化量;
|T。|—— 两波导由于截面尺寸不一致在连接处产生的反射系数的模值。
5 小反射滑动负载截面与标准波导截面不一致引入的误差：
△|T₆I=|『。1|+|To1||T.|≤0.0017
其中： 为两波导由于截面尺寸不一致，在连接处产生的反射系数的模值。
|r.I=0.2
6 回转式衰减器所引入的误差
因为：
=-20 log |T.| 上式微分整理后为：
=0.115△A|r.|
其中：△A=△A₁ +△A₂
△A₁——回转式衰减器的固有误差：
△A₁=(0.02 dB/10 dB)·(A+Au)
=0.08 dB
△A₂——回转式衰减器的失配误差：
△A₂=0。056dB (当 |T.|=0.2) △|Γ₆|=0.115(△A₁+△A₂)|T.I≤0.0031
7 讯号源的频率幅度不稳所引入的测量误差，用多次测量的离
散值来估计：
△|T₇I≤0.002
误差合成：对于不确定的系统误差和偶然误差按均方相加，再与各项系统误差算术相加。
△|T。|=±〔△|TsI+△IT₄|+△|T₅|+√(△|T₁|)²+(△|T₂|)²+→ …+(△|T₆|)²+(△|r₇1)2
△|T.I≤±0.0079
|T.I≤0.2
(二)采用本系统检定热敏电阻座失配因子的误差
1 调配器T, 调配不完善引入的误差
IT.|=0.2
R、R.—— 调配反射计终接短路器时的响应; W——调配反射计终接任意负载时的响应。
2 回转式衰减器引入的误差
△M₂=0.23△A|T.|²≤0.054%
其中： |T.|=0.2
3 标准短路器|T.I≠1 引入的误差
△M₈=2(1-|T.I)|T.|²≤0.04%
其中： |T,I≥0.995
|T.|≤0.2
4 滑动短路器|Ts|≠1 引入的误差
△M₄=4|T.1·|Tgel(1-|Ts|)≤0.002%
其中： |TtsI>0.98
|Tg I≤0.001
5 讯号源不稳定和其它因素引入的离散误差
△M₅≤0.04%
其中： |T.I≤0.2
按同样原则合成误差为：
△Mgu =±〔△M₃+ △M₄+√ △M₁²+ △M₂²+ △M₃²〕
△Mgu≤±0.12%
(三)误差计算举例
假定：被检热敏电阻座的反射系数|『。I= 0.2
热敏电阻电桥的精度为±1% 则： △|F.|=±0.0079
附录2
量热式标准小功率计检定方法
( 以BGLX型量热式标准小功率计为例)
(一)检定系统方框图
标准电阻
数字电压表电桥
图 3 直流系统方框图
说明：图示系统用以测量标准小功率计，或量热计的直流替代功率，其精度取决于所选用的仪器的精度。
(二)检定所用的设备
直流电桥：0.05级;
数字式电压表：优于0,02%;
精密直流稳压电源：稳定度5×10-8/4h
十进位电阻箱：0.02级;
检流计：(0.2～0.03)×10- A /mm
(三)检定步骤
1 当图二、图三所示系统调整好后，将标准座接于测量端口 (T₂ ), 经十分钟由电位差计读得一输出电势e。.
2 去掉微波功率，经十分钟后记下一剩余电势e₁, 同时加入一直流功率Pas ( 其大小应等于所替代的微波功率).
3 经十分钟后，记下一输出电势e₂, 同时去掉Pdcs
4 经十分钟后记下一剩余电势es, 同时加上微波功率P₁ ( 功
率电平在整个测量过程中应保持不变)。
5 经十分钟后记下一输出电势e₄, 则
P 即为所测得的量热式标准小功率计的直流替代功率。
6 测出量热式标准小功率计的失配因子Mgs及反射系数模值 |T;|。
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JJG 255—81
附录 3
检定证书格式
检定 结果
检定频率的偏差不大于
检定工作电平室 温
相对湿度小于电源电压
200V±10%
检定日期年 月日
附录4
检定记录格式
热敏电阻式功率计测试记录
量热 式功 率计 测试 记录
量热计直流灵敏度测试记录
测试日期年 月日 测试人
