Je, mzunguko wa mawimbi ya sumakuumeme hupimwaje? Mionzi ya umeme - ufafanuzi, aina, sifa

Hali ya mitambo ya quantum ina maana ya kimwili ya nishati ya hali hii, na kwa hiyo mfumo wa vitengo mara nyingi huchaguliwa kwa njia ambayo mzunguko na nishati huonyeshwa kwa vitengo sawa (kwa maneno mengine, sababu ya uongofu kati ya mzunguko na nishati. ni Planck mara kwa mara katika fomula E = hν - imechaguliwa sawa na 1).

Jicho la mwanadamu ni nyeti kwa mawimbi ya sumakuumeme yenye masafa kutoka 4⋅10 14 hadi 8⋅10 14 Hz (mwanga unaoonekana); Mzunguko wa vibration huamua rangi ya mwanga unaozingatiwa. Kichanganuzi cha kusikia cha binadamu hutambua mawimbi ya akustisk na masafa kutoka 20 Hz hadi 20 kHz. Wanyama tofauti wana masafa tofauti ya masafa ya unyeti kwa mitetemo ya macho na akustisk.

Uwiano wa masafa ya mitetemo ya sauti huonyeshwa kwa kutumia vipindi vya muziki, kama vile oktava, tano, tatu, nk. Kipindi cha oktava moja kati ya masafa ya sauti inamaanisha kuwa masafa haya hutofautiana kwa mara 2, muda wa njia kamili ya tano. uwiano wa masafa 3 ⁄ 2 . Kwa kuongezea, kuelezea vipindi vya masafa, muongo mmoja hutumiwa - muda kati ya masafa ambayo hutofautiana kwa sababu ya 10. Kwa hivyo, anuwai ya unyeti wa sauti ya mwanadamu ni miongo 3 (20 Hz - 20,000 Hz). Ili kupima uwiano wa masafa ya sauti ya karibu sana, vitengo kama vile senti (uwiano wa masafa ya 2 1/1200) na millioctave (uwiano wa masafa ya 2 1/1000) hutumiwa.

Encyclopedic YouTube

1 / 5

✪ Kuna tofauti gani kati ya VOLTAGE na CURRENT

✪ Hadithi ya 20 Hz na 20 kHz. Kwa nini safu kama hiyo?

✪ 432 Hz ukarabati wa DNA, chakra na utakaso wa aura. Midundo ya Isochronic.

✪ MARA KWA MARA YA NGUVU NA Mtetemo - UWANJA MPYA WA AKILI.

✪ Jinsi ya kuongeza mzunguko wa mtetemo wa mwili wako katika dakika 10 Uponyaji na mitetemo Uponyaji wa Theta, asali

Manukuu

Mzunguko wa papo hapo na masafa ya vipengele vya spectral

Ishara ya mara kwa mara ina sifa ya mzunguko wa papo hapo, ambayo ni (hadi mgawo) kiwango cha mabadiliko ya awamu, lakini ishara sawa inaweza kuwakilishwa kama jumla ya vipengele vya spectral vya harmonic ambavyo vina masafa yao (ya mara kwa mara). Mali ya mzunguko wa papo hapo na mzunguko wa sehemu ya spectral ni tofauti.

Mzunguko wa baiskeli

Ikiwa kitengo cha mzunguko wa angular kinatumika kama digrii kwa sekunde, uhusiano na mzunguko wa kawaida utakuwa kama ifuatavyo: ω = 360 ° ν.

Kwa nambari, mzunguko wa mzunguko ni sawa na idadi ya mizunguko (oscillations, mapinduzi) katika sekunde 2π. Kuanzishwa kwa mzunguko wa mzunguko (katika mwelekeo wake kuu - radians kwa pili) hutuwezesha kurahisisha fomula nyingi katika fizikia ya kinadharia na umeme. Kwa hivyo, mzunguko wa mzunguko wa resonant wa mzunguko wa LC wa oscillatory ni sawa na ω L C = 1 / L C , (\mtindo wa kuonyesha \omega _(LC)=1/(\sqrt (LC)),) ilhali masafa ya kawaida ya resonant ν L C = 1 / (2 π L C) . (\mtindo wa maonyesho \nu _(LC)=1/(2\pi (\sqrt (LC)))) Wakati huo huo, idadi ya fomula zingine huwa ngumu zaidi. Mazingatio madhubuti ya kupendelea mzunguko wa mzunguko ni kwamba vipengele 2π na 1/(2π), ambavyo huonekana katika fomula nyingi wakati wa kutumia radiani kupima pembe na awamu, hupotea wakati mzunguko wa mzunguko unapoanzishwa.

Katika mechanics, wakati wa kuzingatia mwendo wa mzunguko, analog ya mzunguko wa mzunguko ni kasi ya angular.

Kiwango cha matukio tofauti

Masafa ya matukio tofauti (mzunguko wa mapigo ya moyo) ni kiasi cha kimwili sawa na idadi ya matukio tofauti yanayotokea kwa kila kitengo cha wakati. Sehemu ya mzunguko wa matukio tofauti ni ya pili kwa nguvu ya kwanza ya minus (jina la Kirusi: s -1; kimataifa: s-1) Masafa ya 1 s −1 ni sawa na marudio ya matukio tofauti ambapo tukio moja hutokea katika 1 s.

Mzunguko wa mzunguko

Mzunguko wa mzunguko ni kiasi halisi sawa na idadi ya mapinduzi kamili kwa kila kitengo cha muda. Sehemu ya kasi ya mzunguko ni ya pili minus ya nguvu ya kwanza ( s -1, s-1), mapinduzi kwa sekunde. Vitengo vinavyotumiwa mara nyingi ni mapinduzi kwa dakika, mapinduzi kwa saa, nk.

Kiasi kingine kinachohusiana na frequency

Vitengo

Kitengo cha SI cha kipimo ni hertz. Kitengo hiki kilianzishwa hapo awali mnamo 1930 na Tume ya Kimataifa ya Ufundi wa Kielektroniki, na mnamo 1960 ilipitishwa kwa matumizi ya jumla na Mkutano Mkuu wa 11 wa Vipimo kama kitengo cha SI. Hapo awali, kitengo cha mzunguko kilitumiwa mzunguko kwa sekunde(1 mzunguko kwa pili = 1 Hz) na derivatives (kilocycle kwa pili, megacycle kwa pili, kilomegacycle kwa pili, sawa na kilohertz, megahertz na gigahertz, kwa mtiririko huo).

Vipengele vya metrolojia

Ili kupima mzunguko, aina tofauti za mita za mzunguko hutumiwa, ikiwa ni pamoja na: kupima mzunguko wa mapigo - kuhesabu umeme na capacitor, kuamua mzunguko wa vipengele vya spectral - resonant na heterodyne mita za mzunguko, pamoja na wachambuzi wa wigo. Ili kuzalisha mzunguko kwa usahihi uliopewa, hatua mbalimbali hutumiwa - viwango vya mzunguko (usahihi wa juu), synthesizers ya mzunguko, jenereta za ishara, nk Mifumo hulinganishwa na kulinganisha mzunguko au kutumia oscilloscope kwa kutumia takwimu za Lissajous.

Viwango

Viwango vya kitaifa vya masafa hutumika kuthibitisha vyombo vya kupimia masafa. Nchini Urusi, viwango vya masafa ya kitaifa ni pamoja na:

Kiwango cha msingi cha serikali cha vipimo vya muda, marudio na wakati wa kitaifa GET 1-98 kinapatikana katika VNIIFTRI.
Kiwango cha sekondari cha kitengo cha muda na mzunguko wa VET 1-10-82- iko katika SNIIM (Novosibirsk).

Mahesabu

Kuhesabu marudio ya tukio la mara kwa mara hufanywa kwa kuzingatia idadi ya matukio ya tukio hilo katika kipindi fulani cha muda. Kiasi kinachosababishwa kinagawanywa na muda wa kipindi cha wakati kinacholingana. Kwa mfano, ikiwa matukio 71 ya homogeneous yalitokea ndani ya sekunde 15, basi mzunguko utakuwa

ν = 71 15 s ≈ 4.7 Hz (\displaystyle \nu =(\frac (71)(15\,(\mbox(s))))\takriban 4.7\,(\mbox(Hz)))

Ikiwa idadi ya sampuli zilizopatikana ni ndogo, basi mbinu sahihi zaidi ni kupima muda wa muda kwa idadi fulani ya matukio ya tukio husika, badala ya kutafuta idadi ya matukio ndani ya muda fulani. Kutumia njia ya mwisho huleta kosa la nasibu kati ya usomaji wa sifuri na wa kwanza, wastani wa nusu ya usomaji; hii inaweza kusababisha hitilafu ya wastani katika masafa yaliyohesabiwa Δν = 1/(2 Tm) , au kosa jamaa Δ ν /ν = 1/(2v Tm ) , Wapi Tm ni muda wa muda, na ν ni mzunguko uliopimwa. Hitilafu hupungua kadiri masafa yanavyoongezeka, kwa hivyo tatizo hili ni muhimu zaidi katika masafa ya chini, ambapo idadi ya sampuli N wachache.

Mbinu za kipimo

Njia ya stroboscopic

Matumizi ya kifaa maalum - strobe - ni mojawapo ya mbinu za kihistoria za kupima kasi ya mzunguko au vibration ya vitu mbalimbali. Mchakato wa kipimo hutumia chanzo cha mwanga cha stroboscopic (kawaida taa mkali ambayo mara kwa mara hutoa mwanga mfupi wa mwanga), mzunguko ambao hurekebishwa kwa kutumia mzunguko wa saa uliopangwa kabla. Chanzo cha mwanga kinaelekezwa kwa kitu kinachozunguka, na kisha mzunguko wa flashes hubadilishwa hatua kwa hatua. Wakati mzunguko wa mwanga unasawazishwa na mzunguko wa mzunguko au vibration ya kitu, mwisho huo una wakati wa kukamilisha mzunguko kamili wa oscillatory na kurudi kwenye nafasi yake ya awali katika muda kati ya flashes mbili, ili wakati wa kuangazwa na taa ya strobe. , kitu hiki kitaonekana bila mwendo. Njia hii, hata hivyo, ina shida: ikiwa kasi ya mzunguko wa kitu ( x) sio sawa na mzunguko wa strobe ( y), lakini inalingana nayo na mgawo kamili (2 x , 3x n.k.), basi kitu bado kitaonekana bila mwendo kikiwa kimeangaziwa.

Njia ya stroboscopic pia hutumiwa kurekebisha kasi ya mzunguko (oscillations). Katika kesi hii, mzunguko wa flashes umewekwa, na mzunguko wa harakati ya mara kwa mara ya kitu hubadilika hadi inapoanza kuonekana bila kusonga.

Mbinu ya kupiga

Mawimbi haya yote, kuanzia masafa ya chini kabisa ya mawimbi ya redio hadi masafa ya juu ya miale ya gamma, kimsingi yanafanana, na yote yanaitwa mionzi ya sumakuumeme. Wote hueneza katika utupu kwa kasi ya mwanga.

Sifa nyingine ya mawimbi ya sumakuumeme ni urefu wa mawimbi. Urefu wa mawimbi unawiana kinyume na masafa, kwa hivyo mawimbi ya sumakuumeme yenye masafa ya juu yana urefu mfupi wa mawimbi, na kinyume chake. Katika utupu urefu wa wimbi

λ = c / ν , (\displaystyle \lambda =c/\nu ,)

Wapi Na- kasi ya mwanga katika utupu. Katika mazingira ambayo kasi ya awamu ya uenezi wa wimbi la sumakuumeme c"hutofautiana na kasi ya mwanga katika utupu ( c′ = c/n, Wapi n- index refractive), uhusiano kati ya wavelength na frequency itakuwa kama ifuatavyo:

λ = c n ν . (\mtindo wa maonyesho \lambda =(\frac (c)(n\nu )).)

Tabia nyingine inayotumiwa mara kwa mara ya wimbi ni nambari ya wimbi (masafa ya anga), sawa na idadi ya mawimbi kwa urefu wa kitengo: k= 1/λ . Wakati mwingine kiasi hiki hutumiwa na mgawo wa 2π, kwa kulinganisha na mzunguko wa kawaida na wa mviringo. k s = 2π/λ. Katika kesi ya wimbi la umeme katika kati

k = 1 / λ = n ν c . (\displaystyle k=1/\lambda =(\frac (n\nu )(c)).) k s = 2 π / λ = 2 π n ν c = n ω c . (\displaystyle k_(s)=2\pi /\lambda =(\frac (2\pi n\nu )(c))=(\frac (n\omega )(c)).)

Sauti

Mali ya sauti (mitetemo ya elastic ya mitambo ya kati) inategemea mzunguko. Mtu anaweza kusikia mitetemo yenye masafa kuanzia 20 Hz iko ndani ya safu ya noti 50 Hz. Katika Amerika ya Kaskazini (USA, Canada, Mexico), Kati na baadhi ya nchi katika sehemu ya kaskazini ya Amerika ya Kusini (Brazil, Venezuela, Colombia, Peru), na pia katika baadhi ya nchi za Asia (kusini-magharibi mwa Japan, Korea Kusini, Saudi Arabia, Ufilipino). na Taiwan) hutumia mzunguko wa 60 Hz. Tazama Viwango vya viunganishi, volti na masafa katika nchi tofauti. Karibu vifaa vyote vya umeme vya kaya hufanya kazi sawa katika mitandao yenye mzunguko wa 50 na 60 Hz, mradi voltage ya mtandao ni sawa. Mwishoni mwa 19 - nusu ya kwanza ya karne ya 20, kabla ya kusanifishwa, masafa kutoka 16 yalitumika katika mitandao mbali mbali. , ingawa huongeza hasara wakati wa kupitisha kwa umbali mrefu - kwa sababu ya hasara za capacitive, ongezeko la athari ya kufata ya mstari na hasara kwenye

Tabia ya mchakato wa mara kwa mara, sawa na idadi ya mizunguko kamili ya mchakato uliokamilishwa kwa kila kitengo cha wakati. Maandishi ya kawaida katika fomula ni , , au . Kitengo cha masafa katika Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo (SI) kwa ujumla ni hertz ( Hz, Hz) Reciprocal of frequency inaitwa period. Masafa, kama vile wakati, ni mojawapo ya idadi halisi inayopimwa kwa usahihi zaidi: hadi usahihi wa jamaa wa 10 −17.

Michakato ya mara kwa mara hujulikana kwa asili na masafa kutoka ~ 10 -16 Hz (marudio ya mapinduzi ya Jua kuzunguka katikati ya Galaxy) hadi ~ 10 35 Hz (marudio ya msisimko wa uwanja tabia ya miale ya juu zaidi ya nishati ya ulimwengu).

Mzunguko wa baiskeli

Kiwango cha matukio tofauti

Masafa ya matukio tofauti (mzunguko wa mapigo ya moyo) ni kiasi cha kimwili sawa na idadi ya matukio tofauti yanayotokea kwa kila kitengo cha wakati. Sehemu ya mzunguko wa matukio tofauti ni ya pili kwa minus ya kwanza ya nguvu ( s -1, s-1), hata hivyo katika mazoezi hertz kwa kawaida hutumiwa kueleza masafa ya mapigo.

Mzunguko wa mzunguko

Kiasi kingine kinachohusiana na frequency

Vipengele vya metrolojia

Vipimo

Ili kupima mzunguko, aina tofauti za mita za mzunguko hutumiwa, ikiwa ni pamoja na: kupima mzunguko wa mapigo - kuhesabu umeme na capacitor, kuamua mzunguko wa vipengele vya spectral - resonant na heterodyne mita za mzunguko, pamoja na wachambuzi wa wigo.
Ili kuzalisha mzunguko kwa usahihi uliopewa, hatua mbalimbali hutumiwa - viwango vya mzunguko (usahihi wa juu), synthesizers ya mzunguko, jenereta za ishara, nk.
Linganisha masafa kwa kutumia kilinganishi cha masafa au kutumia oscilloscope kwa kutumia ruwaza za Lissajous.

Viwango

Kiwango cha msingi cha serikali cha vitengo vya muda, marudio na kiwango cha saa cha kitaifa GET 1-98 - kilicho katika VNIIFTRI
Kiwango cha sekondari cha kitengo cha muda na mzunguko wa VET 1-10-82- iko katika SNIIM (Novosibirsk)

Angalia pia

Vidokezo

Fasihi

Fink L. M. Ishara, kuingiliwa, makosa... - M.: Redio na Mawasiliano, 1984
Vitengo vya kiasi cha kimwili. Burdun G. D., Bazakutsa V. A. - Kharkov: shule ya Vishcha,
Kitabu cha Fizikia. Yavorsky B. M., Detlaf A. A. - M.: Sayansi,

Viungo

Wikimedia Foundation. 2010.

Visawe:

Uidhinishaji
Fizikia ya kemikali

Tazama "Frequency" ni nini katika kamusi zingine:

MARA KWA MARA- (1) idadi ya marudio ya jambo la muda kwa kila kitengo cha muda; (2) Ch. masafa ya upande, kubwa au chini ya masafa ya mtoa huduma wa jenereta ya masafa ya juu, yanayotokea wakati (tazama); (3) Idadi ya mizunguko ni thamani sawa na uwiano wa idadi ya mapinduzi... ... Encyclopedia kubwa ya Polytechnic

Mzunguko- mzunguko wa plasma ya ioni - mzunguko wa oscillations ya umeme ambayo inaweza kuzingatiwa katika plasma ambayo joto la elektroni kwa kiasi kikubwa linazidi joto la ions; frequency hii inategemea ukolezi, chaji na wingi wa ioni za plazima.... ... Masharti ya nishati ya nyuklia

MARA KWA MARA- FREQUENCY, masafa, wingi. (special) masafa, masafa, wanawake. (kitabu). 1. vitengo pekee kukengeushwa nomino kwa mara kwa mara. Mzunguko wa kesi. Mzunguko wa rhythm. Kuongezeka kwa kiwango cha moyo. Mzunguko wa sasa. 2. Kiasi kinachoonyesha kiwango kimoja au kingine cha harakati za mara kwa mara... Kamusi ya ufafanuzi ya Ushakov

masafa- s; masafa; na. 1. kwa Mara kwa mara (dijiti 1). Fuatilia mzunguko wa marudio ya hatua. Sehemu inayohitajika ya kupanda viazi. Zingatia kiwango cha mapigo yako. 2. Idadi ya marudio ya harakati zinazofanana, oscillations katika mwelekeo gani. kitengo cha wakati. Masaa ya mzunguko wa gurudumu. H... Kamusi ya encyclopedic

MARA KWA MARA- (Frequency) idadi ya vipindi kwa sekunde. Frequency ni mshikamano wa kipindi cha oscillation; km ikiwa mzunguko wa sasa wa kubadilisha f = oscillations 50 kwa pili. (50 N), kisha kipindi T = 1/50 sec. Mzunguko hupimwa katika hertz. Wakati wa kuonyesha mionzi ... ... Kamusi ya Marine

masafa- harmonic, vibration Kamusi ya visawe Kirusi. nomino ya frequency wiani wiani (kuhusu mimea)) Kamusi ya visawe vya Kirusi. Muktadha 5.0 Informatics. 2012… Kamusi ya visawe

masafa- kutokea kwa tukio la nasibu ni uwiano wa m/n wa idadi ya matukio ya tukio hili katika mlolongo fulani wa majaribio (tukio lake) kwa jumla ya nambari n ya majaribio. Neno frequency pia hutumika kumaanisha tukio. Katika kitabu cha zamani...... Kamusi ya Takwimu za Kijamii

Mzunguko- oscillations, idadi ya vipindi kamili (mizunguko) ya mchakato wa oscillatory unaotokea kwa kitengo cha wakati. Kitengo cha mzunguko ni hertz (Hz), sambamba na mzunguko mmoja kamili katika 1 s. Frequency f=1/T, ambapo T ni kipindi cha oscillation, hata hivyo mara nyingi... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

Mionzi ya sumakuumeme ipo muda wote Ulimwengu wetu unaishi. Ilichukua jukumu muhimu katika mageuzi ya maisha duniani. Kwa kweli, usumbufu huu ni hali ya uwanja wa umeme unaosambazwa angani.

Tabia za mionzi ya umeme

Wimbi lolote la sumakuumeme linaelezewa kwa kutumia sifa tatu.

1. Mzunguko.

2. Polarization.

Polarization- moja ya sifa kuu za wimbi. Inaelezea anisotropy transverse ya mawimbi ya sumakuumeme. Mionzi inachukuliwa kuwa polarized wakati oscillations zote za wimbi hutokea katika ndege moja.

Jambo hili linatumika kikamilifu katika mazoezi. Kwa mfano, katika sinema wakati wa kuonyesha filamu za 3D.

Kwa kutumia polarization, glasi za IMAX hutenganisha picha ambayo imekusudiwa kwa macho tofauti.

Mzunguko- idadi ya miamba ya mawimbi ambayo hupita na mwangalizi (katika kesi hii, detector) kwa sekunde moja. Inapimwa katika Hertz.

Urefu wa mawimbi- umbali maalum kati ya pointi za karibu za mionzi ya umeme, oscillations ambayo hutokea katika awamu sawa.

Mionzi ya sumakuumeme inaweza kuenea kwa karibu kati yoyote: kutoka kwa jambo mnene hadi utupu.

Kasi ya uenezi katika utupu ni kilomita elfu 300 kwa sekunde.

Kwa video ya kupendeza kuhusu asili na mali ya mawimbi ya EM, tazama video hapa chini:

Aina za mawimbi ya sumakuumeme

Mionzi yote ya sumakuumeme imegawanywa na mzunguko.

1. Mawimbi ya redio. Kuna fupi, fupi zaidi, ndefu zaidi, ndefu, za kati.

Urefu wa mawimbi ya redio huanzia 10 km hadi 1 mm, na kutoka 30 kHz hadi 300 GHz.

Vyanzo vyao vinaweza kuwa shughuli za binadamu na matukio mbalimbali ya asili ya anga.

2. . Urefu wa wimbi ni kati ya 1mm hadi 780nm, na inaweza kufikia hadi 429 THz. Mionzi ya infrared pia inaitwa mionzi ya joto. Msingi wa maisha yote kwenye sayari yetu.

3. Nuru inayoonekana. Urefu wa 400 - 760/780 nm. Ipasavyo, inabadilika kati ya 790-385 THz. Hii inajumuisha wigo mzima wa mionzi ambayo inaweza kuonekana kwa jicho la mwanadamu.

4. . Urefu wa wimbi ni mfupi kuliko ule wa mionzi ya infrared.

Inaweza kufikia hadi 10 nm. mawimbi hayo ni makubwa sana - kuhusu 3x10 ^ 16 Hz.

5. X-rays. mawimbi ni 6x10 ^ 19 Hz, na urefu ni kuhusu 10 nm - 5 pm.

6. Mawimbi ya Gamma. Hii inajumuisha mionzi yoyote ambayo ni kubwa kuliko X-rays, na urefu ni mfupi. Chanzo cha mawimbi hayo ya umeme ni cosmic, michakato ya nyuklia.

Upeo wa maombi

Mahali fulani tangu mwisho wa karne ya 19, maendeleo yote ya binadamu yamehusishwa na matumizi ya vitendo ya mawimbi ya sumakuumeme.

Jambo la kwanza linalofaa kutajwa ni mawasiliano ya redio. Iliwapa watu fursa ya kuwasiliana, hata kama walikuwa mbali na kila mmoja.

Utangazaji wa satelaiti na mawasiliano ya simu ni maendeleo zaidi ya mawasiliano ya zamani ya redio.

Ni teknolojia hizi ambazo zimeunda picha ya habari ya jamii ya kisasa.

Vyanzo vya mionzi ya sumakuumeme vinapaswa kuzingatiwa kuwa vifaa vikubwa vya viwandani na njia mbali mbali za nguvu.

Mawimbi ya umeme hutumiwa kikamilifu katika masuala ya kijeshi (rada, vifaa vya umeme vya tata). Pia, dawa haikuweza kufanya bila matumizi yao. Mionzi ya infrared inaweza kutumika kutibu magonjwa mengi.

X-rays husaidia kuamua uharibifu wa tishu za ndani za mtu.

Lasers hutumiwa kufanya idadi ya shughuli zinazohitaji usahihi wa uhakika.

Umuhimu wa mionzi ya sumakuumeme katika maisha ya vitendo ya binadamu ni vigumu kukadiria.

Video ya Soviet kuhusu uwanja wa sumakuumeme:

Athari mbaya zinazowezekana kwa wanadamu

Ingawa ni muhimu, vyanzo vikali vya mionzi ya sumakuumeme vinaweza kusababisha dalili kama vile:

Uchovu;

Maumivu ya kichwa;

Kichefuchefu.

Mfiduo mwingi wa aina fulani za mawimbi husababisha uharibifu wa viungo vya ndani, mfumo mkuu wa neva na ubongo. Mabadiliko katika psyche ya binadamu yanawezekana.

Video ya kuvutia kuhusu athari za mawimbi ya EM kwa wanadamu:

Ili kuepuka matokeo hayo, karibu nchi zote duniani zina viwango vinavyosimamia usalama wa sumakuumeme. Kila aina ya mionzi ina nyaraka zake za udhibiti (viwango vya usafi, viwango vya usalama wa mionzi). Athari za mawimbi ya sumakuumeme kwa wanadamu hazijasomwa kikamilifu, kwa hivyo WHO inapendekeza kupunguza udhihirisho wao.

Faraja ya maisha hutolewa na vifaa na mitambo mbalimbali ambayo hutoa mawimbi ambayo huathiri afya katika viwango vya juu. Kwa hivyo, kila mtu anapaswa kujua jinsi ya kupima mionzi ya sumakuumeme ili kujikinga na athari mbaya.

Ufafanuzi wa dhana

Mionzi ya sumakuumeme inafafanuliwa kama hali iliyobadilishwa ya uwanja wa sumakuumeme. Inazalishwa na harakati za malipo ya umeme na ina uwezo wa kuathiri mtu mbali na chanzo, kupunguza athari zake kwa umbali unaoongezeka.

Mionzi ina mawimbi, ambayo yamegawanywa katika aina zifuatazo:

utoaji wa redio;
infrared;
terahertz;
ultraviolet;
mwanga unaoonekana;
X-ray.

Nafasi yoyote inakabiliwa na masafa tofauti, urefu wa mawimbi na polarizations. Katika kesi hiyo, mionzi inaweza kuwa na athari mbaya juu ya uendeshaji wa vifaa vya umeme na viumbe hai.

Ishara ya kwanza ya ongezeko la kiwango cha mionzi ya umeme katika ghorofa au majengo ya viwanda ni uendeshaji usio sahihi wa vifaa vya nyumbani (mifumo na uharibifu wao), kuingiliwa wakati wa kuzaliana picha na sauti kwenye TV, uendeshaji usiofaa wa kompyuta binafsi, na kuingiliwa. katika mawasiliano ya redio.

Mionzi ya sumakuumeme ina madhara kwa kiasi gani?

Mwili wa binadamu na wanyama wa nyumbani hutegemea hali ya mazingira. Kila siku mtu anakabiliwa na uendeshaji wa vifaa vingi vinavyoweza kuathiri background ya umeme. Katika viwango vya juu vya historia hii, hatua za ulinzi lazima zichukuliwe.

Mtu katika chumba anaweza kuathiriwa vibaya na wiring umeme na vifaa vya umeme, mistari ya umeme iliyo karibu, vituo vya transfoma, kupeleka vituo vya televisheni na redio. Athari kubwa zaidi inaweza kusababishwa na EMR ambayo ina viwango vya juu wakati iko katika umbali wa karibu.

Mfiduo kwa vyanzo vinavyozalisha mionzi huwa na athari mbaya kwa:

moyo na mishipa ya damu;
mfumo wa kinga;
afya ya kijinsia ya kike na kiume;
mfumo wa neva na endocrine.

Kuongezeka kwa historia ya umeme husababisha uchovu katika mwili, husababisha magonjwa ya damu na tumors mbaya. Kwa hivyo, kila mtu anapaswa kujua jinsi ya kupima mionzi ya sumakuumeme.

Mfano wa mandharinyuma ya sumakuumeme

Unaweza kufikiria wazi kiwango cha mionzi ya umeme kwa kutumia mfano ufuatao. Kwa kusudi hili, nafasi ya ndani ya ofisi inafaa, ambayo kuna vifaa vifuatavyo: kompyuta ya kibinafsi na WI-FI, simu ya rununu, router ya WI-FI, kifaa cha Yota WiMax, oveni ya microwave, kaya. shabiki.

Kila moja ya vifaa hutoa mionzi ya umeme. Wakati hali ya kifaa inabadilika, pia inabadilika. Mita ya ATT-2592 itaonyesha nambari za juu wakati kifaa kinafanya kazi na iko karibu na mita. Ipasavyo, kiwango cha chini kitakuwa kwa kifaa kilichozimwa kilicho umbali wa mbali na kutoa mionzi mbali na mita.

Kwa mfano, voltage ya juu ya mionzi ya umeme iko karibu na mita ya simu ya mkononi na sensor iliyoelekezwa kuelekea antenna itakuwa 24.52 V / m, na moja ya omnidirectional - 11.44 V / m. Ikiwa kifaa cha kupitisha ni 0.3 m mbali na sensor na antenna imegeuka upande, thamani ya juu ya voltage itakuwa 10.65 V / m. Mfano unaonyesha wazi jinsi msingi wa sumakuumeme unaweza kupunguzwa.

Maagizo ya Mwongozo wa Kipimo cha Mionzi

Ili kupima mionzi ya umeme katika ghorofa, kwanza unahitaji kuandaa zana na vyombo muhimu. Ili kufanya kazi, utahitaji bisibisi yenye kiashiria, kipokeaji cha redio rahisi, na kichanganuzi kinachoshikiliwa kwa mkono kwa ajili ya kupima mionzi.

Mchakato wa kupima mionzi kwa kutumia kipokeaji ni pamoja na hatua zifuatazo:

Vuta antenna kutoka kwa mpokeaji na ungoje kitanzi cha waya na kipenyo cha cm 40 kwake.
Weka redio kwa masafa tupu.
Polepole tembea chumbani, ukisikiliza sauti za mpokeaji.
Chora hitimisho: mahali ambapo sauti tofauti husikika ni chanzo cha mionzi.

Kipimo cha mionzi ya umeme kinaweza kufanywa kwa macho kwa kutumia screwdriver ya kiashiria na LED. Unaweza kuuunua kwenye duka. Ikiwa utaleta kifaa karibu na kifaa kilichowashwa, kiashiria kitawaka nyekundu, ukali ambao utaonyesha nguvu ya mionzi. Njia hizi hazitakuwezesha kuamua mionzi kwa idadi.

Utambuzi na kifaa maalum

Kifaa maalum - analyzer ya mkono - itakusaidia kupima mionzi ya umeme kwa nambari. Inafanya kazi kwa masafa tofauti na hukuruhusu kukamata kiwango cha nguvu ya uwanja wa sumakuumeme. Kifaa hicho kinapatikana kwa wafanyikazi wa Huduma za Usimamizi wa Usafi wa Jimbo na Epidemiological, ulinzi wa wafanyikazi na mashirika ya uthibitisho.

Mita hii ya mionzi ya sumakuumeme inarekebishwa kwa modi ya masafa inayotaka. Kisha vitengo vya kipimo vinachaguliwa. Hizi zinaweza kuwa volt/mita au microwati/cm². Kifaa kinafuatilia mzunguko uliochaguliwa, matokeo yanaonyeshwa kwenye kompyuta.

Maelezo ya Kifaa

Kuna vyombo vingi ambavyo mionzi ya umeme hupimwa. Suluhisho mojawapo ni mita ya kiwango cha mionzi ya umeme ya ATT-2592. Kifaa ni cha kubebeka, kina sensor ya 3-channel, onyesho la LCD la nyuma, kumbukumbu ya uwezo wa vipimo 99, inayotumiwa na betri ya Krona (9 V), vipimo 60/60/237, uzito wa 200 g.

Vipimo vinafanywa isotropiki katika masafa ya masafa kutoka 50 MHz hadi 3.5 GHz, masafa ya sampuli ni mara 2 kwa sekunde, huzima kiotomatiki baada ya dakika 15. Kifaa hukuruhusu kupima voltage katika vitengo vifuatavyo: mV/m, V/m, µA/m, mA/m, µW/m², mW/m², µW/cm².

Utaratibu wa kipimo cha EMR

Katika chumba chochote kuna hatari ya ziada ya background ya umeme. Ikiwa hii ni kituo cha uzalishaji, basi kuna ufuatiliaji mkali wa viashiria. Katika majengo ya makazi, mmiliki mwenyewe lazima aangalie jinsi ya kupima mionzi ya umeme na kupunguza madhara yake.

Wataalamu pekee wanaweza kutoa picha sahihi ya EMR katika nyumba ya kibinafsi. Wanafanya kazi ndani ya sheria kulingana na mpango ufuatao. Wakati huduma ya SES inapokea maombi sambamba, wafanyakazi huenda kwenye tovuti na vifaa maalum ili kutathmini hali ya asili ya umeme katika chumba.

Vifaa hukuruhusu kupata data sahihi, ambayo inachakatwa. Katika kesi ya historia ya kawaida, hakuna hatua zinazochukuliwa. Ikiwa viashiria ni overestimated, basi seti ya hatua ni maendeleo ambayo inaweza kusababisha kupungua kwa nyuma. Kwanza kabisa, sababu ya hali hii inafafanuliwa. Hizi zinaweza kuwa makosa katika kubuni na ujenzi, ukiukwaji wa sheria za uendeshaji wa kituo.

Uchunguzi wa mionzi ya umeme

Sehemu ya sumakuumeme huundwa na mwingiliano wa mashtaka tofauti ya miili ya mwili na kila mmoja, huundwa karibu na chanzo cha kizazi na imegawanywa katika aina tatu (mbali, kati, karibu).

Kiasi cha mionzi ya umeme huhesabiwa kwa kutumia vipengele viwili: umeme (volt / mita) na magnetic (tesla). Wote wawili wamegawanywa katika mawimbi ya chini na ya juu, ambayo yana asili tofauti na hali ya tukio. Sehemu ya pili ina athari mbaya kwa viumbe hai.

Sehemu ya umeme iliyo juu ya kawaida ni ya kawaida kwa mahali ambapo mashine za faksi, televisheni, vichapishi, jiko, na kopi zimesakinishwa, zikitoa mawimbi ya sumakuumeme yanayosonga angani. Kiwango cha shamba la magnetic kinaongezeka karibu na waya za umeme, transfoma, na antenna, kwani hutokea kutokana na harakati za sasa kwa njia ya waya.

Kama sehemu ya kazi ya Huduma ya Usafi na Epidemiological ya Shirikisho la Urusi, Sheria ya Shirikisho ilipitishwa, kwa msingi ambao wawakilishi wa huduma hufanya uchunguzi wa majengo kwa kutumia vifaa maalum. Vitu vya ukaguzi ni vifaa vya umeme vya nyumbani, mifumo ya mawasiliano ya redio, vituo vya transfoma, uwekaji wa rada na njia za umeme.

Viwango vya usafi

Sheria huweka viwango vya mionzi ya sumakuumeme. Kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha sehemu ya sumaku iliyotolewa ni kutoka 0.2 hadi 10 µT. Kiwango kilichoongezeka cha shamba la sumaku kinarekodiwa wakati mzunguko wa mionzi unafikia 50 Hz. Mfumo wa usambazaji wa umeme uliowekwa vizuri utasaidia kuzuia mionzi ya sumaku kuzidi kawaida.

Viwango vya uwanja wa umeme vina viashiria vifuatavyo vilivyowekwa katika sheria:

majengo ya makazi (hadi 0.5 kV / m);
eneo la makazi (hadi 1 kW / m);
nje ya eneo la makazi (hadi 5 kV / m);
katika makutano ya mistari ya nguvu ya juu-voltage na barabara kuu za darasa la I-IV (hadi 10 kV / m);
katika maeneo yasiyo na watu (hadi 20 kV / m).

Ikiwa viongozi watakiuka kanuni hizi, dhima ya utawala hutolewa. Viashiria hivi ni muhimu kwa wakazi wa majira ya joto, kwani viwanja mara nyingi viko katika eneo la mistari ya nguvu ya juu-voltage.

Ni muhimu sana kukumbuka kuwa mtu mara nyingi huwekwa wazi kwa EMR, kwa kuwa hana uwezo wa kujitegemea kupima kiwango cha mawimbi yaliyotolewa. Kwa kuongeza, kanuni ni masharti kwa asili, kwani bado ni muhimu kuzingatia sifa za kibinafsi za mwili.

Mbinu za ulinzi dhidi ya mfiduo

Katika tukio ambalo imeanzishwa kuwa yatokanayo na sasa ya umeme kwa mtu huzidi kawaida, ni muhimu kupunguza kukaa katika eneo la hatari kwa kiwango cha chini. Kuongeza umbali unaowezekana kutoka kwa chanzo hatari katika hali nyingi hufanya iwezekanavyo kupunguza athari zisizofaa kwa mwili.

Njia nyingine ya ulinzi ni ufungaji wa miundo maalum ambayo itazuia kuenea kwa mawimbi ya hatari. Usipuuze vifaa vya kinga binafsi (viatu, nguo, glasi, masks, nk). Vitu hivi hutumiwa na wataalamu wakati wa kazi na vinaweza kupunguza viashiria hatari.

Kuna kinachojulikana njia za ulinzi wa shirika. Zinatumika mara kwa mara kuhusiana na timu nzima (kufanya kazi, kuishi katika maeneo ya uwezekano wa kuongezeka kwa historia). Njia kama hizo ni pamoja na uchunguzi wa kawaida wa matibabu na likizo, ambayo husaidia kulinda afya ya binadamu.

Umeme ni uvumbuzi muhimu wa wanadamu. Haiwezekani kufikiria maisha yetu bila hiyo leo. Lakini wakati huo huo, EMR inayozalishwa wakati umeme unatumiwa kwa mahitaji ya binadamu inaweza kuwa na athari mbaya kwa maisha na afya.

Daktari wa Mapafu, Mtaalamu wa Tiba, Daktari wa Moyo, Daktari wa Uchunguzi wa Utendaji. Daktari wa kitengo cha juu zaidi. Uzoefu wa kazi: miaka 9. Alihitimu kutoka Taasisi ya Matibabu ya Jimbo la Khabarovsk, ukaaji wa kliniki katika matibabu. Ninahusika katika uchunguzi, matibabu na kuzuia magonjwa ya viungo vya ndani, na pia kufanya mitihani ya matibabu. Ninatibu magonjwa ya mfumo wa upumuaji, njia ya utumbo, na mfumo wa moyo.

Wizara ya Mkuu na Taaluma

elimu ya Shirikisho la Urusi.

Taasisi ya Orsk Humanitarian-Teknolojia

Idara ya Fizikia ya Jumla.

KAZI YA KOZI

Vipimo vya vigezo vya mawimbi ya sumakuumeme kwenye masafa ya juu sana.

Imekamilishwa na: mwanafunzi wa Kitivo cha Fizikia na Hisabati, kikundi 4B

Bessonov Pavel Alexandrovich .

Msimamizi wa kisayansi: Ph.D. n. Profesa Msaidizi Abramov Sergey Mikhailovich .

Orsk. 1998

1. Dhana za kimsingi 3

2. §1. Kipimo cha nguvu 3

3. 1. Taarifa za jumla 3

4. 2. Mita za nguvu za kalori 3

5. §2. Kipimo cha masafa 8

6. 1. Sifa kuu za mita za masafa 8

7. 2. Mita za masafa ya resonant 8

8. 3. Heteroi frequency mita 13

9. §3. Kipimo cha Impedans 15

10. 1. Taarifa za jumla 15

11. 2. Mita za kuzuia ubaguzi 51

12. 3. Panoramic SWR na mita za impedance 17

DHANA ZA MSINGI

Katika safu ya microwave, kama sheria, nguvu, frequency na impedance ya vifaa hupimwa. Muhimu pia ni vipimo vya mabadiliko ya awamu, nguvu ya shamba, kipengele cha ubora, kupunguza nguvu ya wimbi, wigo wa amplitude-frequency, nk Ili kuamua kiasi hiki katika aina mbalimbali za tofauti zao, ni muhimu kutumia mbinu mbalimbali na vyombo vya kupimia redio.

Kuna vipimo vya moja kwa moja na vya moja kwa moja. Vipimo vya moja kwa moja hutumiwa katika hali ambapo kiasi kilichopimwa kinaweza kulinganishwa moja kwa moja na kipimo au kinaweza kupimwa kwa vyombo vilivyosawazishwa katika vitengo vilivyochaguliwa. Vipimo vya moja kwa moja hufanyika ama kwa njia ya tathmini ya moja kwa moja, wakati thamani iliyopimwa imedhamiriwa na usomaji wa chombo kilichopangwa, au kwa njia ya kulinganisha, wakati thamani ya kipimo imedhamiriwa kwa kulinganisha na kipimo cha thamani fulani. Vipimo visivyo vya moja kwa moja vinajumuisha kuchukua nafasi ya vipimo vya kiasi fulani na vingine vinavyohusiana na uhusiano unaojulikana unaohitajika.

Tabia kuu za vyombo vya kupimia redio ni: anuwai ya maadili yaliyopimwa; mzunguko wa mzunguko ambao kifaa kinaweza kutumika; unyeti kwa parameter iliyopimwa, ambayo ni uwiano wa ongezeko la usomaji wa chombo kwa ongezeko la thamani iliyopimwa ambayo imesababisha; azimio, hufafanuliwa kama tofauti ya chini kati ya maadili mawili yaliyopimwa ambayo kifaa kinaweza kutofautisha; kosa; matumizi ya nguvu.

§1. KIPIMO CHA NGUVU.

1. Taarifa za jumla

Viwango vya nguvu vya kupimwa hutofautiana kwa zaidi ya maagizo ishirini ya ukubwa. Kwa kawaida, mbinu na vyombo vinavyotumiwa kwa vipimo vile ni tofauti sana. Kanuni ya uendeshaji ya idadi kubwa ya mita za nguvu za microwave, inayoitwa wattmeters, inategemea kupima mabadiliko katika hali ya joto au upinzani wa vipengele ambavyo nishati ya oscillations ya sumakuumeme inayochunguzwa hutolewa. Vyombo kulingana na jambo hili ni pamoja na mita za nguvu za calorimetric na thermistor. Wattmeters kutumia matukio ya ponderomotive (vikosi vya umeme) na wattmeters zinazofanya kazi kwenye athari ya Ukumbi zimeenea. Upekee wa kwanza wao ni uwezekano wa vipimo vya nguvu kabisa, na pili - kipimo cha nguvu bila kujali uratibu wa njia ya RF.

Kulingana na njia ya kuingizwa katika njia ya kupitisha, wattmeters imegawanywa katika aina ya kupitisha na aina ya kunyonya. Wattmeter ya aina iliyopitishwa ni kifaa cha nne-terminal ambayo sehemu ndogo tu ya jumla ya nguvu huingizwa. Wattmeter ya aina ya kunyonya, ambayo ni mtandao wa vituo viwili, imeunganishwa mwishoni mwa mstari wa maambukizi, na kwa hakika, nguvu zote za wimbi la tukio huingizwa ndani yake. Wattmeter ya aina inayopitishwa mara nyingi inategemea mita ya aina ya kunyonya iliyounganishwa kwenye njia kupitia kiunganishi cha mwelekeo.

2. Mita za nguvu za kaloriki

Mbinu za kaloriki za kupima nguvu zinatokana na ubadilishaji wa nishati ya umeme kuwa nishati ya joto katika upinzani wa mzigo, ambayo ni sehemu muhimu ya mita. Kiasi cha joto kinachozalishwa kinatambuliwa na mabadiliko ya joto katika mzigo au katika mazingira ambayo joto huhamishiwa. Kuna static (adiabatic) na mtiririko (non-adiabatic) calorimeters. Katika kwanza, nguvu ya microwave hutolewa katika mzigo wa maboksi ya joto, na kwa pili, mtiririko unaoendelea wa kioevu cha calorimetric hutolewa. Mita za kalori hukuwezesha kupima nguvu kutoka kwa milliwati chache hadi mamia ya kilowati. Kalorimita tuli hupima viwango vya chini na vya kati vya nguvu, wakati kalori za mtiririko hupima viwango vya kati na vya juu vya nguvu.

Hali ya usawa wa joto katika mzigo wa calorimetric ina fomu

ambapo P ni nguvu ya microwave iliyosambazwa kwenye mzigo; T Na T 0- mzigo na joto la kawaida, kwa mtiririko huo; Na , m- uwezo maalum wa joto na wingi wa mwili wa calorimetric; k- mgawo wa uharibifu wa joto. Suluhisho la equation linawakilishwa katika fomu

(2)

Wapi τ =c m / k- wakati wa joto mara kwa mara.

Katika kesi ya calorimeter tuli, muda wa kipimo ni kidogo sana kuliko mara kwa mara τ na nguvu ya microwave kwa mujibu wa formula 1 mapenzi:

(3, a)

Hapa kiwango cha mabadiliko ya joto katika mzigo hupimwa kwa digrii s -1, m-katika g, c- katika J (g deg) -1, R- katika W.

Kama Na ina mwelekeo wa cal (g deg) -1, basi

(3,b)

Mambo kuu ya calorimeters tuli ni mzigo wa maboksi ya joto na kifaa cha kupima joto. Ni rahisi kuhesabu nguvu ya microwave iliyoingizwa kutoka kwa kiwango cha kipimo cha kupanda kwa joto na uwezo wa joto unaojulikana wa mzigo.

Vyombo hutumia aina mbalimbali za usitishaji wa masafa ya juu yaliyotengenezwa kwa nyenzo ngumu au ya kioevu inayopoteza dielectri, au kwa njia ya bamba au filamu inayostahimili sana. Thermocouples na thermometers mbalimbali hutumiwa kuamua mabadiliko ya joto.

Hebu fikiria calorimeter tuli, ambayo mahitaji ya insulation ya mafuta yanapunguzwa na hakuna haja ya kuamua uwezo wa joto. T c kiambatisho cha calorimetric (Mtini. 1 ) Mzunguko huu hutumia njia ya uingizwaji. Ndani yake kwa ajili ya kusawazisha kifaa 4 , kupima ongezeko la halijoto kadri nguvu iliyopimwa inayotolewa kwenye mkono inapoondolewa 1 , nguvu inayojulikana ya moja kwa moja au ya chini ya mzunguko wa sasa hutumiwa, hutolewa kwa mkono 2. Inachukuliwa kuwa joto la pua 3 mabadiliko sawa wakati wa kusambaza maadili sawa ya nguvu ya microwave na sasa ya moja kwa moja. Kalorimita tuli zinaweza kupima nguvu ya milliwati kadhaa kwa hitilafu ya chini ya ±1%.

Mchele. 1

Mambo kuu ya calorimeter ya mtiririko ni: mzigo, ambapo nishati ya vibrations ya umeme inabadilishwa kuwa joto, mfumo wa mzunguko wa maji, na njia ya kupima tofauti ya joto kati ya maji yanayoingia na yanayotoka kupitia mzigo. Kwa kupima tofauti hii ya joto katika hali ya utulivu, wastani wa nguvu unaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula

(4)

Wapi υ - kiwango cha mtiririko wa kioevu cha calorimetric, cm 3 s -1; d- wiani wa kioevu, g cm -3; Δ T - tofauti ya joto, K; Na, cal (g deg) -1 .

Kalori za mtiririko zinajulikana na aina ya mfumo wa mzunguko (wazi na kufungwa), na aina ya joto (moja kwa moja na isiyo ya moja kwa moja) na kwa njia ya kipimo (calorimetric ya kweli na uingizwaji).

Katika calorimeters ya aina ya wazi, maji hutumiwa kwa kawaida, ambayo kutoka kwa mtandao wa maji huingia kwanza kwenye tank ili kuimarisha shinikizo, na kisha kwenye calorimeter. Katika calorimeters ya aina iliyofungwa, kioevu cha calorimetric huzunguka katika mfumo wa kufungwa. Imechangiwa mara kwa mara na pampu na kupozwa kwa joto la kawaida kabla ya kuingia kwenye calorimeter tena. Katika mfumo huu, pamoja na maji yaliyotengenezwa, suluhisho la kloridi ya sodiamu, mchanganyiko wa maji na ethylene glycol au glycerin hutumiwa kama baridi.

Kwa kupokanzwa moja kwa moja, nguvu ya RF inachukuliwa moja kwa moja na maji yanayozunguka. Kwa kupokanzwa kwa moja kwa moja, maji ya mzunguko hutumiwa tu kuondoa joto kutoka kwa mzigo. Kupokanzwa kwa njia isiyo ya moja kwa moja huruhusu uendeshaji juu ya anuwai pana ya masafa na nguvu, kwani kazi za uhamishaji joto hutenganishwa na kazi za kunyonya nishati ya RF na kulinganisha mzigo.

Mchele. 2 .

Mchoro wa njia ya kweli ya kalori imeonyeshwa kwenye (Mtini. 2 .). Nguvu ya RF iliyopimwa hutawanywa katika mzigo wa 1 na huhamisha nishati moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja kwenye giligili inayotiririka. Tofauti ya joto kati ya kioevu inayoingia na kutoka kwa mzigo hupimwa kwa kutumia thermoblocks 2. Kiasi cha kioevu kinachozunguka katika mfumo kwa muda wa kitengo kinapimwa na mita ya mtiririko 3. Kwa kawaida, mtiririko wa kioevu wakati wa vipimo vile lazima iwe mara kwa mara.

Makosa ya kipimo cha nguvu za RF katika mzunguko unaozingatiwa huhusishwa na mambo kadhaa. Kwanza kabisa formula 4 haizingatii uhamishaji wa joto uliopo kati ya sehemu tofauti za calorimeter na upotezaji wa joto katika mzigo wa RF na bomba. Mbinu mbalimbali za kubuni zinaweza kupunguza ushawishi wa mambo haya. Ukosefu wa usawa wa kiwango cha mtiririko wa kioevu cha calorimetric na kuonekana kwa Bubbles za hewa husababisha kosa katika kuamua kiwango cha mtiririko wa kioevu na mabadiliko katika uwezo wake wa joto. Ili kupunguza kosa hili, mitego ya Bubble ya hewa hutumiwa na mtiririko wa maji sare hupatikana kwa kutumia kidhibiti cha mtiririko na njia zingine.

Mzunguko wa kipimo unaotumia njia ya uingizwaji hutofautiana na ile inayozingatiwa kwa kuwa kipengele cha ziada cha kupokanzwa huletwa kwa mfululizo na mzigo wa microwave, kuondokana na nguvu ya chanzo cha sasa cha chini-frequency. Kumbuka kuwa kwa kupokanzwa kwa moja kwa moja, nguvu ya ishara ya microwave na nguvu ya sasa ya mzunguko wa chini huletwa kwenye mzigo sawa na haja ya kipengele cha ziada cha kupokanzwa hupotea.

Kuna njia mbili za kipimo zinazowezekana kwa kutumia njia mbadala - urekebishaji na usawa. Ya kwanza ni kupima nguvu ya mzunguko wa chini inayotolewa kwa kipengele cha kupokanzwa ambacho tofauti ya joto ya kioevu kwenye mlango na njia ni sawa na wakati wa kutumia nguvu ya microwave. Kwa njia ya usawa, tofauti fulani ya joto katika kioevu huanzishwa kwanza wakati nguvu ya chini-frequency P 1 inatolewa, kisha kipimo cha nguvu cha RF P hutolewa, na nguvu ya chini ya mzunguko hupunguzwa kwa thamani kama P 2 kwamba tofauti ya joto inabakia sawa. Katika hali hii, P=P 1 -P 2.

Mchele. 3 .

Hitilafu za kipimo zinazohusishwa na kutofautiana kwa kiwango cha mtiririko wa maji wakati wa mzunguko wa kipimo zinaweza kuepukwa ikiwa kuna mzigo 1 kwenye ingizo na pato (Mtini. 3 ) na kipengele cha kupokanzwa 2, hutoa vipinga vya joto-nyeti R 1, R 2, R 3, R 4 iliyounganishwa kupitia mzunguko wa daraja. Isipokuwa kwamba vipengele vinavyoathiri joto vinafanana, usawa wa daraja utazingatiwa kwa kiwango chochote cha mtiririko wa maji. Vipimo vinafanywa kwa usawa.

Kalori za mtiririko unaozingatiwa hutumiwa kwa vipimo kamili, hasa katika viwango vya juu vya nguvu. Kwa kuchanganya na wanandoa wa mwelekeo wa calibrated, hutumikia kwa urekebishaji wa mita za nguvu za kati na za chini. Kuna miundo ya calorimeters ya mtiririko kwa vipimo vya moja kwa moja vya nguvu za kati na za chini. Muda wa kipimo hauzidi dakika kadhaa, na kosa la kipimo linaweza kupunguzwa hadi 1-2%

Miongoni mwa wattmeters za calorimetric za kupima nguvu za oscillations zinazoendelea, pamoja na nguvu ya wastani ya oscillations ya kunde-modulated, tunaona vifaa vya MZ-11A, MZ-13 na MZ-13/1, ambavyo vinashughulikia aina mbalimbali za nguvu zilizopimwa kutoka. 2 kW hadi 3 MW kwa masafa hadi 37. 5 GHz.

§2. KIPIMO CHA MARA KWA MARA

1. Tabia kuu za mita za mzunguko

Mojawapo ya kazi muhimu zaidi za teknolojia ya kupima ni kupima mzunguko au urefu wa wimbi la vibrations. Frequency inahusiana na urefu wa wimbi kama ifuatavyo: (5)

Vipimo vya mzunguko na urefu wa wimbi ni tofauti kwa asili: ya kwanza inategemea kipimo cha muda, na ya pili inategemea kipimo cha urefu. Kwa kawaida, mzunguko huchaguliwa kama idadi kuu, kwa kuwa thamani yake haitegemei hali ya uenezi na, muhimu vile vile, kuna viwango vya juu vya usahihi wa masafa ambayo masafa yaliyopimwa yanaweza kulinganishwa.

Sifa kuu za vyombo vinavyotumika kupima mzunguko na urefu wa wimbi ni: hitilafu ya jamaa, unyeti, anuwai ya masafa yaliyopimwa na kuegemea kwa utendakazi.

Hitilafu ya jamaa ya kifaa inaeleweka kama uwiano wa tofauti kati ya masafa yaliyopimwa na marejeleo kwa thamani ya masafa ya marejeleo. Kwa mujibu wa usahihi, vifaa vyote vimegawanywa katika vikundi vitatu: usahihi wa chini na kosa la jamaa la zaidi ya 0.1%, usahihi wa kati na kosa la (0.01-0.1)% na usahihi wa juu na kosa la chini ya 0.01%. Usikivu wa kifaa unaonyeshwa na nguvu ya chini ya ishara inayotolewa kwa mita ya mzunguko ambayo usomaji wa mzunguko unawezekana.

2. Mita za mzunguko wa resonant

Mchele. 4 .

Mchele. 5 .

Mita za masafa ya resonant kawaida huwa na vitu vifuatavyo (Mtini. 4 ): resonator ya volumetric 2, vipengele vya mawasiliano 1, kipengele cha kurekebisha 3, kiashiria 5 kilicho na au bila amplifier 4. Uunganisho kati ya mstari wa pembejeo na kifaa cha kiashiria na resonator huchaguliwa kulingana na maelewano kati ya thamani ya kipengele cha ubora kilichopakiwa cha resonator na unyeti wa kifaa. Mita ya mzunguko hupangwa kwa mzunguko maalum wa oscillations iliyopimwa kwa kupima vipimo vya kijiometri vya resonator. Katika kesi hii, vipimo vya urefu wa wimbi la resonant au frequency imedhamiriwa na nafasi ya vitu vya kurekebisha wakati wa resonance, ambayo imedhamiriwa na kifaa cha kiashiria. Kama viashiria, microparameter ya sasa ya moja kwa moja hutumiwa mara nyingi, na wakati mzunguko wa oscillations ya modulated inabadilika, oscilloscope au amplifier ya kupima hutumiwa. Kuna njia mbili za kuwasha mita ya mzunguko - kwa dalili ya mpangilio kulingana na kiwango cha juu cha sasa cha kifaa (kupitia mzunguko) na kiwango cha chini cha sasa (mzunguko wa kunyonya au wa kunyonya). Mpango wa kwanza, ambao umeenea zaidi, umeonyeshwa kwenye (Mtini. 5) . Resonator yenye vipengele vya kuunganisha na kifaa cha kurekebisha masafa kinaonyeshwa kwenye (Mtini. 5.a), mzunguko wake sawa unaonyeshwa kwenye (Mtini. 5 B) Wakati resonance ya mita ya mzunguko imepunguzwa, usomaji wa kifaa cha kiashiria ni sifuri. Wakati wa resonance, kiwango cha juu cha sasa kinapita kupitia kifaa (tazama Mtini. 5.c).

Katika baadhi ya matukio, mzunguko wa pili wa kubadili mita ya mzunguko wa resonant ni muhimu - na dalili ya kiwango cha chini cha sasa. usikivu. Muundo wa resonator kama hiyo umeonyeshwa kwenye (Mtini. 6a), mzunguko sawa unaonyeshwa kwenye (Mtini. 6b) Katika masafa mengine isipokuwa resonant, impedance ya pembejeo ya mzunguko unaounganishwa sambamba ni ndogo na, inabadilishwa kuwa mzunguko. detector kupitia sehemu ya urefu λ/4, haileti mabadiliko yanayoonekana kwenye sakiti kuu. Matokeo yake, kupitia kifaa cha kiashiria cha mita ya mzunguko, mzunguko unaofanana wa oscillations kipimo unafanywa kwa kubadilisha vipimo vya kijiometri vya resonator. Katika kesi hii, thamani ya urefu wa wimbi la resonant au mzunguko imedhamiriwa na nafasi ya vipengele vya kurekebisha wakati wa resonance, ambayo inajulikana na kifaa cha kiashiria. Microammeter ya DC hutumiwa mara nyingi kama viashiria, na wakati wa kupima mzunguko wa oscillations iliyobadilishwa, oscilloscope au amplifier ya kupima hutumiwa. Kuna njia mbili za kurejea mita ya mzunguko - kwa dalili ya kuweka kulingana na kiwango cha juu cha sasa cha kifaa (kupitia mzunguko) na kiwango cha chini cha sasa (kunyonya, au kunyonya, mzunguko). Mpango wa kwanza, ambao umeenea zaidi, umeonyeshwa kwenye (Mtini. 2 ) Resonator iliyo na vipengee vya kuunganisha na kifaa cha kurejesha masafa imeonyeshwa kwenye (Mtini. 2a), mzunguko wake sawa unaonyeshwa kwenye (Mtini. 26 ) Wakati resonator ya mita ya mzunguko imepunguzwa, usomaji wa kifaa cha kiashiria ni sifuri. Wakati wa resonance, kiwango cha juu cha sasa kinapita kupitia kifaa (tazama Mtini. 2v).

Mchele. 6 .

Hebu fikiria vipengele vya kubuni vya mita za mzunguko wa resonant Wao hasa hutofautiana katika aina ya mifumo ya oscillatory.

Imewashwa (Mtini. 7 ) inaonyesha vifaa vya resonator na vipengele vya mawasiliano na tuning, mara nyingi hutumiwa katika mita za mzunguko wa resonant. Imewashwa (Mtini. 7a) muundo wa resonator kwa namna ya sehemu ya robo ya wimbi la mstari wa coaxial inavyoonyeshwa. Resonator imeunganishwa na jenereta ya RF na kifaa cha kupimia kwa njia ya vitanzi vilivyo kwenye ukuta wa upande. Resonator inarekebishwa kwa kubadilisha urefu wa kondakta wa kati. Kiwango cha micrometer kilichounganishwa na kondakta wa kati kinahitimu katika urefu wa wavelengths au hutolewa na curve ya calibration. Mawasiliano ya RF kati ya kondakta wa ndani na ukuta wa mwisho wa resonator huundwa kwa kutumia capacitor. Mwisho wa kinyume wa resonator imefungwa na kifuniko cha chuma. Kutokana na athari ya makali ya capacitive, urefu wa resonant kwenye mwisho wa bure wa kondakta wa kati ni kidogo chini ya λ/4.

Mita za mzunguko wa aina ya coaxial hutumiwa hasa katika safu ya urefu wa 3-300 cm Marekebisho ya mita za mzunguko na conductor ya kati ya kusonga ni 2: 1. Hitilafu ya mita za mzunguko wa kubuni coaxial ni (0.05-0.1)% na inategemea vipengele vya kubuni vya kifaa na usahihi wa calibration.

Mchele. 7 .

Katika masafa ya juu katika safu ya microwave, mita za frequency za resonant kwa namna ya resonator za volumetric za cylindrical hutumiwa. Resonata zinazochangamshwa na mitetemo ya aina ya H O 011 na H O 111 zina ukanda mpana zaidi na kipengele cha ubora wa juu.

Kwa upande wa resonators kulingana na mitetemo ya aina ya H O 011, sahani ya mwisho isiyoweza kuguswa inaweza kutumika kubadilisha urefu wa silinda (ona Mtini. 7, b), kwa kuwa mistari ya sasa ya vibrations ya aina hii ina fomu ya miduara katika sehemu ya msalaba wa silinda. Uwepo wa pengo ni muhimu ili kuondokana na aina nyingine za vibrations ambazo mistari ya sasa inapita kupitia pengo. Shamba la vibrations hizi, msisimko katika nafasi nyuma ya sahani, huingizwa kwenye safu maalum ya kunyonya. Hatari zaidi ni mitetemo ya aina ya E O 111, ambayo ina masafa ya resonant sawa na H O 011. Ili kuikandamiza, pamoja na hatua zilizoorodheshwa hapo juu, uchaguzi na mpangilio wa vipengele vya kuunganisha ni muhimu sana, kwa kuzingatia tofauti katika usanidi wa mashamba ya oscillation ya fomu H O 011 na E O 111. Katika kesi inayozingatiwa, kipengele cha kuunganisha ni slot nyembamba iliyokatwa kando ya jenereta ya silinda na kando ya ukuta mwembamba wa wimbi la ugavi. Mahitaji ya kuongezeka yanawekwa kwenye utengenezaji wa uangalifu wa resonator, kwani hata asymmetry kidogo inaweza kusababisha msisimko wa vibrations ya aina ya E O 111 na kupungua kwa sababu ya ubora wa resonator, kufikia 50,000 katika safu ya urefu wa 10-cm. .

Hitilafu katika kupima mzunguko na mita ya mzunguko wa resonant inategemea usahihi wa marekebisho yake kwa resonance, juu ya ukamilifu wa mfumo wa mitambo na calibration, na pia juu ya ushawishi wa unyevu na joto la kawaida.

Usahihi wa kurekebisha kwa resonance inategemea sababu ya ubora iliyopakiwa ya resonator Q na kosa la kifaa cha kiashiria:

(6)

Wapi Δ f-frequency detuning ambapo amplitude ya sasa iko A mara chini ya amplitude ya sasa katika resonance. Ili kupungua Δ f / f 0 , unahitaji kuchagua A karibu iwezekanavyo kwa umoja, yaani ni muhimu kuwa na kifaa sahihi cha kiashiria kinachoashiria mabadiliko madogo katika sasa. Kwa hivyo, ikiwa A= 1.02, basi Δ f / f 0 = 1/ 10 Q n na kwa Q n= 5000 zinageuka Δ f / f 0 =2 · 10 -5.

Katika mita za mzunguko wa resonant na kipengele cha ubora wa juu, kosa fulani huletwa na usahihi wa mitambo ya marekebisho kutokana na kurudi nyuma kwenye gari, mawasiliano yasiyoaminika kati ya sehemu zinazohamia za resonator, nk.

Kadiri masafa ya masafa yanavyokuwa makubwa ambayo mita za masafa yameundwa, ndivyo makosa ya kipimo yanavyohusishwa na usahihi wa usomaji wa usomaji. Hitilafu hii inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula

Wapi Δl- kosa katika kuamua nafasi ya kipengele cha kurekebisha, kwa kawaida inalingana na bei ya mgawanyiko mmoja na sawa na microns 0.5-10. Ili hitilafu hii iwe sawa katika safu nzima ya mzunguko wa uendeshaji, ni muhimu kuwa nayo df / dl sawia f 0 .

Mita za masafa ya resonant kawaida hurekebishwa kwa kulinganisha usomaji wao na usomaji wa kifaa cha marejeleo katika masafa mbalimbali. Usahihi unaokubalika unapatikana ikiwa kosa la mita ya mzunguko wa kawaida, pamoja na kosa la njia, ni mara tano chini ya kosa la kifaa kilichopangwa.

Mabadiliko katika mzunguko wa dielectri ya hewa, unaosababishwa na kutofautiana kwa joto na unyevu wake, husababisha mabadiliko katika mzunguko wa resonant wa mita ya mzunguko, na hivyo kwa hitilafu ya kipimo. Katika hali ya kawaida, kosa hili linafikia 5 10 -5.

Wakati hali ya joto ya mazingira inabadilika, vipimo vya kijiometri vya resonator hubadilika, na hii, kwa upande wake, husababisha kosa katika kipimo cha mzunguko. Hitilafu kutoka kwa sababu hii huhesabiwa kwa kutumia fomula

Δ f / f 0 =- αkΔT (8)

ambapo α ni mgawo wa upanuzi wa joto la mstari wa nyenzo za resonator; k-mgawo kulingana na muundo wa resonator. Kwa resonators ya silinda ( k=1), iliyofanywa kwa shaba, mabadiliko ya joto ya 1 ° C inatoa kosa katika mzunguko wa 2 10 -5.

Jedwali linaonyesha vigezo kuu vya baadhi ya mita za masafa ya resonant katika njia za kizazi endelevu (CW) na moduli ya mapigo ya moyo (PM). Hitilafu ya kipimo kwa vifaa vyote vilivyotolewa ni 0.05%. Safu ya mwisho inatoa upinzani wa kipengele cha pembejeo cha koaxial au sehemu ya msalaba ya mwongozo wa wimbi la mstatili.

Vifaa vinavyojadiliwa kwenye jedwali vinajumuisha resonator, attenuator ya kutofautiana ya 10 dB, amplifier na kiashiria. Katika vihesabu vya frequency Ch2-31-Ch2-33, resonators za silinda hutumiwa kama mfumo wa resonant, msisimko na vibrations ya aina H O 112, na katika vihesabu vingine vya masafa, resonators za aina ya koaxial hutumiwa. Resonator zimeunganishwa katika mzunguko wa kupitisha.

Vigezo vya mita za mzunguko wa resonant

3. Mita za mzunguko wa Heterodyne.

Mita sahihi zaidi za masafa ni vifaa kulingana na kulinganisha mzunguko wa mawimbi chini ya utafiti na mzunguko wa chanzo thabiti sana. Kuna mbinu tofauti za kulinganisha masafa: midundo ya sifuri, jenereta ya ukalimani na upunguzaji wa masafa mfululizo.

Mchele. 8 . Mchele. 9 .

Kwenye kipengee cha mchanganyiko wa mstari (Mtini. 8 ) ishara ya RF yenye mzunguko usiojulikana hutolewa f x na ishara yenye frequency f op kutoka kwa chanzo cha kumbukumbu. Pato la mchanganyiko hutoa ishara na masafa sawa, pamoja na harmonics zao na ishara na masafa ya kupiga. Kwa kuwa amplitudes ya vipengele vya harmonic ni ndogo, na kwa hiyo ishara za mzunguko wa tofauti zao pia ni ndogo, ni rahisi kutumia ishara na mzunguko wa kupiga kwa dalili. f b = f X – f op =0 . Kwa hiyo jina la njia - njia ya kupiga sifuri. Katika pato la kipengele kisicho na mstari, kiashiria kinawashwa, kwa mfano simu, kusambaza ishara za mzunguko wa sauti tu. Ikiwa unabadilisha vizuri mzunguko wa oscillator ya kumbukumbu, basi lini f X - f op <15000 Гц в телефоне появляется тон разностной частоты, который понижается три сближении f X Na f op .

Imewashwa (Mtini. 9 ) inaonyesha asili ya mabadiliko f b kwa masafa ya kudumu yasiyojulikana f X na masafa yanayoweza kutumika f op. Katika f b <16 Hz sikio la mwanadamu huacha kutambua masafa ya chini, na kwa sababu hiyo hitilafu inaweza kufikia 32 Hz. Ili kupunguza kosa, unapaswa kutumia hesabu ya "uma": kumbuka kwa sikio sauti fulani ya kupiga, kwa mfano, inayolingana na mzunguko. f op1. Kisha kumbuka frequency f op2, ambayo sauti sawa ya kupiga inasikika kwenye simu. Marudio ya utafutaji f X ndio maana ya hesabu ya masafa yaliyowekwa alama.

Katika hali halisi, vipengele vya harmonic vya ishara kuu vinatolewa wakati huo huo katika mchanganyiko, kwa hiyo beats sifuri hujulikana wakati masafa ya harmonic ni sawa. nf X=m f op, Wapi n , t=1,2,3... Ili kuondoa hitilafu katika kuchagua harmonic katika kesi hii, lazima kwanza takriban kupima mzunguko usiojulikana kwa kutumia njia fulani, kwa mfano, moja ya resonant.

Ikiwa mzunguko uliopimwa uko nje ya safu ya mzunguko wa oscillator ya kumbukumbu, basi inapimwa kwa njia ya kupiga kati ya vipengele vya harmonic na ishara ya msingi ya mzunguko. Kwa hivyo, ikiwa f X << f op, kisha urekebishe kisisitizo cha marejeleo hadi mipigo sifuri kwa vijenzi vyovyote viwili vinavyokaribiana vya masafa yaliyopimwa: f op1 =p f X na f op2 =(n±1) f X .

. (9)

Ikiwa f x 1 >>f oа, basi rekebisha kidhibiti cha rejeleo kwa masafa hayo mawili f op1 na f op2 ili f x =m f op1 na f x =(m±1)f op2. Kisha

( 10 )

Kwa kuwa ni vigumu kufanya oscillator ya kumbukumbu na tuning laini na utulivu wa mzunguko wa juu, wanaamua njia ya kuingiliana. Katika kesi hii, kwenye mchoro 1 Pamoja na jenereta ya kuingiliana, mzunguko ambao unaweza kubadilishwa vizuri, jenereta ya kawaida yenye gridi ya mzunguko wa kudumu huletwa. Utaratibu wa kipimo ni kama ifuatavyo. Jenereta ya ukalimani hurekebishwa kwa mpangilio hadi mipigo sifuri kwa mawimbi ya masafa yaliyopimwa f x na vipengee vya uelewano vilivyo karibu vya masafa ya marejeleo ya jenereta ya marejeleo T f x na (m+1)f op katika pande zote za frequency f x . Masomo kwenye kiwango cha jenereta ya ukalimani itakuwa α X,α 1, α 2. Katika kesi hii

(11)

Usahihi wa vipimo ni wa juu zaidi, tofauti ya mzunguko kati ya maumbo ya karibu ya jenereta ya marejeleo ni ndogo, kiwango cha urekebishaji cha jenereta ya tafsiri ni ndogo na azimio lake la juu.

Wakati tofauti ya frequency f X - f op kubwa kuliko masafa ya kikomo ya mita ya masafa ya sauti, heterodyning mara mbili inaweza kutumika kwa kutumia mzunguko 2 . Vipimo kwa kutumia mpango huu ni sahihi zaidi, kwa kuwa ni rahisi kuunda mita ya mzunguko na utulivu wa juu na usahihi wa kipimo kilichoongezeka kwa kutumia jenereta ya ukalimani na safu ndogo ya kurekebisha mzunguko.

Makosa ya mita za mzunguko wa heterodyne imedhamiriwa hasa na makosa ya quartz na oscillators interpolation. Kwa hivyo, oscillators ya quartz wana makosa ya mzunguko wa jamaa wa ± 10 -8 -10 -9. Jenereta ya tafsiri huleta hitilafu ya ziada kutokana na mabadiliko ya mzunguko wa jenereta wakati wa vipimo, usahihi wa urekebishaji wa kiwango na makosa ya kusoma. Matokeo yake, makosa ya mita hizo za mzunguko ni ± 5 10 -6. Ikumbukwe kwamba thamani ya kosa iliyoonyeshwa inapatikana tu baada ya joto la muda mrefu la kifaa (hadi saa 1-1.5).

§3. Kipimo cha impedance

1. Taarifa za jumla

Masuala ya kupima kizuizi cha nodi au vipengele vya njia ya RF hutokea wakati wowote yanapaswa kutatuliwa. matatizo yanayolingana, kutafuta vigezo vya nyaya sawa au kuhesabu sifa za mzunguko wa vifaa vya microwave.

Mchele. 10 .

Msingi wa kuamua impedance ya mzigo ni uhusiano wake na mgawo wa wimbi la kusimama na nafasi ya voltage ya chini kwenye mstari. Iliyoenea zaidi ni uamuzi wa impedance kulingana na vipimo vya SWR na nafasi ya kiwango cha chini cha wimbi la kusimama kwa kutumia mstari wa kupimia. Mchoro unaolingana wa utendaji unawasilishwa katika (Mtini. 10 ) Kifaa ambacho impedance yake inahitaji kupimwa imeunganishwa na jenereta ya microwave kupitia mstari wa kupimia. Sekta hii inazalisha njia za kupimia zinazofunika masafa kutoka 0.5 hadi 37.5 GHz.

Vyombo vya kubebeka vya kuamua vikwazo kulingana na SWR na vipimo vya awamu ni mita za aina ya polarization. Vifaa hivi vina sifa ya broadband na usahihi wa juu. Masafa ya masafa wanayofunika huanzia 0.02 hadi 16.67 GHz.

Kuna vifaa vinavyotoa kipimo cha nusu-otomatiki cha panoramic cha SWR kama kipengele cha masafa. Vifaa hivi vinaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa muda wa vifaa vinavyolingana, na pia kuchunguza na kupima sifa za amplitude-frequency za quadripoles. Wanashughulikia masafa ya masafa kutoka 0.02 hadi 16.67 GHz.

Sura hii inajadili kanuni ya uendeshaji wa kifaa, ambayo inaruhusu mtu kuamua maadili ya impedance ya vifaa chini ya utafiti kama kazi ya frequency moja kwa moja kutoka kwa mchoro wa mviringo wa impedances iliyopangwa kwenye skrini ya tube ya cathode ray. Vifaa vya aina hii hufunika masafa kutoka 0.11 hadi 7 Hz.

2. Mita za impedance ya polarization

Mita ya kuzuia ubaguzi ina sehemu 7 za mstatili na silinda. 6 miongozo ya mawimbi, na mwongozo wa mawimbi ya silinda iko kwenye pembe za kulia kwa ukuta mpana wa mwongozo wa wimbi la mstatili (Mtini. 11 ) Mawasiliano kati ya miongozo ya mawimbi hufanywa kupitia slits tatu 8 ya ukubwa sawa, iko katika umbali sawa kutoka katikati ya wimbi la wimbi la cylindrical.

Kanuni ya uendeshaji wa mita ya polarization ni kama ifuatavyo. Usumakuumeme N □ 10 - wimbi linaloenea kutoka kwa jenereta kuelekea mzigo husisimua wimbi la polarized HO 11 katika safu ya wimbi la silinda. Hii inafanikiwa kwa kuchagua eneo na ukubwa wa slits: slits mbili ziko kwenye ukuta mpana wa wimbi la wimbi ziko kwenye upeo wa sehemu ya shamba H x. , na pengo la tatu liko kwenye upeo wa sehemu ya shamba H z. Mipasuko hii husisimua mawimbi mawili ya H O 11 katika mwongozo wa mawimbi ya silinda, yenye usawa katika nafasi na kusogezwa kwa awamu kwa pembe π/2. Mwisho ni tokeo la kuhama kwa saa kwa π/2 ya vijenzi vya uga X x na H z katika mwongozo wa wimbi wa mstatili. Kwa kuwa kwa kuchagua ukubwa wa slits inawezekana kufikia usawa katika amplitudes ya mawimbi ya msisimko, wimbi katika wimbi la wimbi la cylindrical litakuwa na polarization ya mviringo.

Mchele. 11 .

Ikiwa unabadilisha mwelekeo wa uenezi wa wimbi katika wimbi la wimbi la mstatili, basi wimbi lililo na mwelekeo kinyume wa mzunguko wa shamba linasisimua katika wimbi la wimbi la silinda. Kwa wazi, ikiwa kuna wimbi lililojitokeza katika wimbi la wimbi la mstatili, katika wimbi la wimbi la silinda kutakuwa na mawimbi mawili ya H O 11 yenye mwelekeo tofauti wa polarization ya mviringo. Kama matokeo ya uimara wa mawimbi haya, wimbi na polarization ya mviringo huundwa, ambayo hubeba habari muhimu juu ya ukubwa wa SWR na nafasi ya kiwango cha chini cha wimbi lililosimama kwenye mwongozo wa wimbi la mstatili. SWR ni sawa na uwiano wa shoka kuu za duaradufu, maadili ambayo yanahusiana na jumla na tofauti katika amplitudes ya tukio na mawimbi yaliyoonyeshwa.

Jedwali 1

Vigezo vya Mstari wa Kupima

3 huanza, chumba cha diode kinachozunguka karibu na mwongozo wa wimbi 2 na uchunguzi 1 huzalisha tena usambazaji wa nguvu za shamba katika mwongozo wa wimbi la mstatili, na mapinduzi kamili ya kamera yanalingana na harakati ya uchunguzi katika mwongozo wa wimbi la mstatili kwa urefu wa wimbi λv. Nafasi ya shoka ndogo za duaradufu inahusiana kipekee na nafasi ya kiwango cha chini cha shamba katika mwongozo wa wimbi la mstatili, yaani, kwa awamu ya mgawo wa kuakisi.

Kupima awamu ya mgawo wa kuakisi hujumuisha kusoma kando ya piga 5 nafasi ya chumba cha diode ambacho kifaa cha kiashiria kinaonyesha thamani ya chini. Chumba cha diode kinazungushwa kwa kutumia mchanganyiko unaozunguka 3. Kiwango cha kusoma "awamu" ni semicircle iliyogawanywa na alama katika sehemu 180 sawa, ili thamani ya kila mgawanyiko wa kiwango inafanana na 2 ° ya angle ya awamu iliyopimwa. Usahihi wa usomaji wa awamu ya mgawo wa kuakisi kwa kutumia vernier ni ±20.

Kwa urekebishaji wa awali wa kifaa katika awamu inayohusiana na flange ya kupimia, hakuna haja ya kutumia mzunguko mfupi, lakini badala yake tumia kiwango cha "frequency" 4, ambacho kimeunganishwa kwa ukali kwenye chumba cha diode na kinaweza kuzungushwa kuhusiana na " awamu". Kiwango cha "frequency" kinahesabiwa kama ifuatavyo. kwamba wakati wa kuweka mzunguko wa uendeshaji, chumba cha diode kinazungushwa na angle sawa na mabadiliko yanayofanana katika awamu ya wimbi kati ya flange ya kupima na ndege ya ulinganifu wa kifaa.

meza 2

Vigezo vya mita za polarization

Aina ya kifaa	Masafa ya masafa, GHz	Vipimo vya kipimo		Hitilafu ya kipimo		Vipimo vya sehemu ya sehemu ya RF, mm
Aina ya kifaa	Masafa ya masafa, GHz		Awamu, digrii	SWR. % (SWR=1.05÷2)	awamu, radi (SWR=2)
	0,15-1 8,24-2,05				4.1 (katika SWR=1.2) 4.1
Vipenyo vya waendeshaji wa nje na wa ndani wa coaxial * 2 Kuta za mwongozo wa wimbi pana na nyembamba,

Mita ya polarization inakuwezesha kuamua impedance hata kwa viwango vya juu vya nguvu za microwave. Kwa kufanya hivyo, kifaa hutoa kwa ajili ya kuchukua nafasi ya diode na kuziba diode, ambayo ina vipimo sawa. Attenuator ya kutofautiana huwekwa kati ya mita ya polarization na chumba cha diode ya nje, kwa kurekebisha ambayo kiwango cha nguvu kwenye diode kinapatikana ndani ya mipaka inayofanana na sehemu ya quadratic ya tabia.

Ni vyema kutumia vikuzaji vya kupima kama kifaa cha kiashiria wakati wa kufanya kazi na mita za polarization. Vigezo vya mita za polarization vinatolewa katika Jedwali. 2 .

3. Panoramic SWR na mita za impedance

Mita ya panoramiki ya SWR ina jenereta ya kufagia, mita ya uwiano wa voltage na kiunganishi cha mwelekeo, na kifaa cha oscilloscope (Mtini. 12 ) Kanuni ya uendeshaji wa kifaa ni kutenganisha ishara sawia na nguvu ya wimbi lililoakisiwa na kisha kupima uwiano wa nguvu za mawimbi yaliyoakisiwa na ya tukio, ambayo ni sawa na mraba wa moduli ya mgawo wa kuakisi.

Baada ya amplification, voltage hii inaingia kwenye channel ya wima ya kupotoka ya oscilloscope. Sahani za usawa za oscilloscope hutolewa na voltage kutoka kwa jenereta ambayo hufanya kama moduli ya mzunguko wa jenereta ya microwave. Kama matokeo, mkunjo wa mraba wa mgawo wa kuakisi dhidi ya masafa huzingatiwa kwenye skrini ya bomba (curve). 1 katika Mtini. 13 ).

Ili kusawazisha SWR katika masafa fulani, kibadilishaji umeme hutumiwa, ambacho husambaza kwa njia mbadala voltage ya pato iliyoimarishwa ya mita ya uwiano au voltage ya marejeleo kwenye chaneli ya wima ya kupotoka. Kama matokeo, kwenye skrini dhidi ya msingi wa curve 1 mstari wa nywele unaoangaza unaonekana 2. Kwa kubadilisha voltage ya kumbukumbu, tunafikia usawazishaji wa mstari wa kuona na hatua ya riba kwenye curve 1. Thamani ya SWR katika hatua hii inahesabiwa kwa kipimo cha kifaa, kilichorekebishwa katika maadili ya SWR, na mzunguko unatambuliwa kwa kutumia mita ya mzunguko iliyojengwa.

Ugumu katika utekelezaji wa vitendo wa mzunguko unahusishwa na hitaji la kutumia jenereta ya kufagia na mabadiliko ya mzunguko wa mstari katika safu ya kufagia, pamoja na sifa sawa au sawa za muda mfupi za wanandoa wa mwelekeo na sifa sawa au sawa za diode. vyumba juu ya masafa yote ya masafa ya uendeshaji. Kawaida, VOC hutumiwa kama jenereta ya kufagia. Mabadiliko ya mstari katika mzunguko katika safu ya kufagia hupatikana kwa kutumia mipigo ya mara kwa mara ya kielelezo kwenye mfumo wa mawimbi ya polepole ya taa.

Katika toleo jingine la mita ya panoramic SWR, ishara kutoka kwa chumba cha diode ya coupler, sawia na amplitude ya wimbi lililojitokeza kwenye njia, inalishwa moja kwa moja kwa sahani za wima za oscilloscope. Usahihi wa kipimo sasa inategemea uthabiti wa nguvu ya jenereta ya kufagia kwenye safu nzima ya kufagia. Ili kuleta utulivu wa mabadiliko katika nguvu ya ishara ambayo hutokea kwa urahisi wakati wa urekebishaji wa mzunguko, jenereta ina vifaa vya kudhibiti nguvu moja kwa moja. Sehemu ya nguvu ya tukio yenye matawi hutolewa kwa pembejeo ya mzunguko wa kidhibiti kiotomatiki, ambapo inalinganishwa na voltage ya kumbukumbu. Ishara ya hitilafu inayotokana na mzunguko inatumika kwa anode ya kwanza ya BWO (utulivu unaodhibitiwa ndani) au kwa attenuator inayodhibitiwa na umeme (utulivu wa nje), na hivyo kuhakikisha kiwango cha nguvu cha mara kwa mara kwenye bendi ya mzunguko.

Jedwali 3.

Vigezo vya SWR ya panoramic moja kwa moja na mita za kupunguza.

Mita za panoramiki zinaweza kufanya kazi katika hali ya moduli ya amplitude na voltage ya mstatili ya mstatili na mzunguko wa 100 KHz. Pamoja na urekebishaji wa masafa ya mara kwa mara na vipindi tofauti na kusimamishwa kwa kufagia kwa masafa yaliyochaguliwa na kuhesabu kiotomatiki, urekebishaji wa masafa kwa mikono pia inawezekana kwa kutumia mita ya masafa yenye mpangilio wa ufuatiliaji wa thamani iliyopimwa.

Mita za SWR za panoramiki hukuruhusu kupima upunguzaji unaoletwa na quadripoles. Upungufu wa kupima unakuja ili kuamua uwiano wa nguvu za pato na ishara za pembejeo za mtandao wa quadripole.

SWR ya panoramiki kiotomatiki na mita za kupunguza sauti zinazozalishwa na tasnia hufunika masafa kutoka 0.02 hadi 16.66 GHz. Vigezo kuu vya baadhi yao vinatolewa kwenye meza. 3. Katika jedwali, A ni attenuation iliyowekwa kwenye mizani ya attenuator. Ingizo la nguvu ya RF ya vifaa vitatu vya kwanza ni coaxial, wakati vingine ni mwongozo wa wimbi.

Aina nyingine ya mita za moja kwa moja ni mita za impedance za panoramic na mita za kupata tata. Matokeo ya kipimo yanawasilishwa katika kuratibu za polar au mstatili kwenye skrini ya oscilloscope 1B kwa namna ya utegemezi wa upinzani wa jumla wa kitu kilicho chini ya utafiti kama kazi ya mzunguko.

Kifaa kina vizuizi vitatu: jenereta ya kufagia, sensor ya impedance na kiashiria (Mtini. 14 ) Sensor ya impedance ni kitengo cha HF na vichwa vinne vya kupima, kutoka kwa pato ambalo voltages za LF huondolewa. Vichwa viko umbali wa λ katika / 8 kutoka kwa kila mmoja.

Mchele. 14 .

Hebu tuanzishe uhusiano kati ya ishara kwenye pato la detector ya quadratic ya kichwa cha kupimia na mgawo wa kutafakari kwenye mstari. Hebu tuandike voltage kwenye probe ya kwanza katika fomu

(13)

ambapo ψ=2k z z-ψ n; z - umbali kati ya probes na mzigo; ψ n na |G| -awamu na moduli ya mgawo wa kutafakari kutoka kwa mzigo. Wacha tufikirie voltage kwenye uchunguzi wa kwanza kama hii:

Halafu mkondo unaopita kwenye kigunduzi kilicho na tabia ya quadratic:

(15)

Wapi b - mara kwa mara. Ya sasa kupitia kigunduzi kilichounganishwa na uchunguzi wa tatu na kutengwa kutoka kwa kwanza kwa umbali λ katika /2 ni sawa na

(16)

Ipasavyo, mikondo kupitia detectors ya pili na ya nne

(17)

(18)

Vichwa vya kupima lazima virekebishwe ili . Kisha kwenye pato la kipunguzi kinachohusishwa na vichwa vya kupimia vya kwanza na vya tatu, kutakuwa na ishara iliyofafanuliwa na usemi.

(19)

na kwa pato la subtractor nyingine iliyounganishwa na ya pili na ya nne; kupima vichwa, ishara itawasilishwa kwa fomu

(20)

Wapi k Na k ’- kudumu.

Baada ya kukuza katika amplifiers zinazofaa za DC, ishara hizi, awamu-kubadilishwa na 90 °, zinalishwa kwa sahani za usawa na za wima za oscilloscope. Amplitudes yao hurekebishwa ili kuhakikisha kupotoka kwa boriti sawa katika pande zote mbili. Hii ina maana kwamba wakati awamu ya mgawo wa kuakisi inabadilika kwa 360 °, boriti itachora mduara wa radius kwenye skrini. sambamba na moduli ya mgawo wa kutafakari.

Ikiwa mzunguko wa jenereta hubadilika kwa mstari kwa wakati, basi mgawo wa kutafakari tata kutoka kwa kitu kilichopimwa pia hubadilika, i.e. badilisha |G|=F(f) na ψ n =F(f) . Boriti huchota curve, kupotoka kwa radial ambayo ni sawia na |Г|, na nafasi ya azimuthal inalingana na ψ n.

Usahihi wa kipimo cha kizuizi juu ya masafa ya masafa inategemea utambulisho wa vifaa vinne vya kiashirio na uthabiti wa nguvu ya kutoa ya jenereta inayorekebishwa na frequency kadri masafa yanavyobadilika.

Mita ya impedance ya moja kwa moja RK.4-10 imeundwa kwa mzunguko wa 0.11-7 GHz na mipaka ya kipimo kwa mabadiliko ya awamu 0-360 °, kupata moduli 60 dB na SWR 1.02-2. Hitilafu ya kipimo: mabadiliko ya awamu ya 3°, mgawo wa uakisi wa awamu 10°, SWR 10% (katika SWR ≤2)

FASIHI:

1. Lebedev I.V. Vifaa na vifaa vya microwave. M., Shule ya Upili, juzuu ya I, 1970, vol.

2. Sovetov N.M. Teknolojia ya masafa ya juu. M., Shule ya Upili, 1976.

3. Kovalenko V.F. Utangulizi wa teknolojia ya microwave. M., Sov. redio, 1955.

4. Feldshtein A.L., Yavich L.R. Mwongozo juu ya vipengele vya teknolojia ya wimbi la wimbi. M.–L., Gosenergoizdat, 1963.

5. Krasyuk N.P., Dymovich N.D. electrodynamics na uenezi wa wimbi la redio. M., Shule ya Upili, 1947.

6. Weinstein L.A. Mawimbi ya sumakuumeme. M., Sov. redio, 19557

7. Mattei D.L., Young L.E., Jones M.T. Vichungi vya microwave, saketi zinazolingana na nyaya za mawasiliano: Per. kutoka kwa Kiingereza M., Mawasiliano, 1971.