SU1758571A1 - Microwave power thermocouple transducer - Google Patents
Microwave power thermocouple transducer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1758571A1 SU1758571A1 SU894773693A SU4773693A SU1758571A1 SU 1758571 A1 SU1758571 A1 SU 1758571A1 SU 894773693 A SU894773693 A SU 894773693A SU 4773693 A SU4773693 A SU 4773693A SU 1758571 A1 SU1758571 A1 SU 1758571A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- conductor
- conductors
- microstrip line
- screen
- thermocouple
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к изменению электромагнитных полей, в частности к устройствам измерени их мощности. Цель изобретени - повышение предельно допустимой мощности и расширение динамического диапазона. Термопарный датчик СВЧ- мощности образован диэлектрической подложкой , с одной стороны которой расположен экран, а с другой - проводник и первый, второй проводники, имеющий гальваническую св зь с экраном, причем между проводником и первым, вторым проводниками включены поверхностные резисторы. Проводник сужаетс к выходу и заканчиваетс низкочастотным фильтром, а кра первого, второго проводников параллельны кра м проводника . На экране установлена диэлектрическа подложка с батареей термопар, гор чие кра которых расположены а непосредственной близости от поверхностных резисторов , а холодные - максимально удалены от них 2 ил. сл СThe invention relates to a change in electromagnetic fields, in particular, to devices for measuring their power. The purpose of the invention is to increase the maximum allowable power and the expansion of the dynamic range. The thermocouple microwave power sensor is formed by a dielectric substrate, on one side of which there is a screen, and on the other side, the conductor and the first, second conductors are galvanically connected to the screen, and surface resistors are connected between the conductor and the first, second conductors. The conductor narrows to the outlet and ends with a low-pass filter, and the edges of the first, second conductors are parallel to the edges of the conductor. A dielectric substrate with a battery of thermocouples is installed on the screen, the hot edges of which are located in the immediate vicinity of the surface resistors, and the cold edges are as far as possible from them 2 or more. sl C
Description
Изобретение относитс к области измерени электрических и магнитных величин, в частности к устройствам дл измерени электрических величин.The invention relates to the field of measuring electrical and magnetic quantities, in particular to devices for measuring electrical quantities.
Известны термопарные измерители СВЧ-мощности, основанные на калориметрическом методе измерени , в которых измерение мощности сводитс к измерению приращени температуры рабочего тела жидкости, определ емого с помощью термопар .Thermocouple microwave power meters are known, based on a calorimetric measurement method, in which power measurement is reduced to measuring the temperature increment of the working fluid of a fluid, as determined using thermocouples.
Недостатками известного устройства вл ютс сложность конструкции системы жидкостного охлаждени , невозможность работы в жестких механических и климатических услови х.The disadvantages of the known device are the complexity of the design of the liquid cooling system, the inability to work in harsh mechanical and climatic conditions.
Известны также датчики пр мого нагрева , т. е. непосредственно нагреваемые СВЧ- и НЧ-мощностью термоэлементы.Also known are direct heating sensors, i.e., thermoelements directly heated by microwave and low-frequency power.
Недостатками устройства вл ютс низка электрическа прочность, узкий температурный диапазон, при котором он способен работать.The drawbacks of the device are low electrical strength, a narrow temperature range at which it is able to work.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс термопарный датчик, выполненный на микрополосковой линии с согласованной нагрузкой на конце, в непосредственной близости от которой установлена термопара .The closest to the proposed is a thermocouple sensor made on a microstrip line with a matched load at the end, in the immediate vicinity of which a thermocouple is installed.
К недостаткам прототипа следует отнести низкую точность датчика, обусловленную: значительным Ксти нагрузки,утечкой части СВЧ-мощности; навод щейс на термопаре , низкую чувствительность ввиду использовани одной термопары и малый уровень допустимых измер емых мощностей , ограниченных малой мощностью нагрузки .The disadvantages of the prototype should include the low accuracy of the sensor, due to: significant ksti load, leakage of the microwave power; thermocouple induced low sensitivity due to the use of a single thermocouple and a low level of permissible measured powers limited by a small load power.
XJ Xj
слcl
0000
сл VJsl vj
Целью изобретени вл етс повышение точности датчика при одновременном расширении динамического диапазона.The aim of the invention is to improve the accuracy of the sensor while expanding the dynamic range.
Поставленна цель достигаетс тем, что в термопарном датчике СВЧ-мощности, содержащем микрополосковую линию, выполненную на диэлектрической подложке и нагруженную на резистмвную нагрузку, и термопару, проводник микрополоской линии выполнен сужающимс к выходу, к которому подсоединен введенный низкочастотный фильтр, введены первый и второй проводник, расположенные симметрично относительно проводника микропо- лосковой линии в области его сужени , при этом рассто ние между проводником мик- рополосковой линии и первым и вторым проводниками соответственно посто нно вдоль всей области сужени резистивна нагрузка, выполненна в виде поверхностных резисторов, установлена в области сужени и имеет гальванический контакт с проводником микрополосковой линии и первым и вторым проводниками соответственно , первый и второй проводники имеют гальванический контакт с экраном микрополосковой линии и образуют экранный проводник , на котором расположена батаре термопар через диэлектрическую пластину, гор чие спаи батареи термопар расположены в непосредственной близости от пленочных резисторов, а холодные - максимально удалены от них.The goal is achieved by the fact that in a thermocouple microwave sensor containing a microstrip line, made on a dielectric substrate and loaded on a resistive load, and a thermocouple, the micro-strip conductor is made narrowing to the output to which the low-pass filter is connected, the first and second conductors are inserted located symmetrically with respect to the conductor of the microstrip line in the area of its narrowing, while the distance between the conductor of the microstrip line and the first and second wires In addition, resistive load, made in the form of surface resistors, is permanently installed along the entire narrowing area and is in galvanic contact with the microstrip line conductor and the first and second conductors, respectively, the first and second conductors have galvanic contact with the microstrip line screen and form a shield the conductor on which the battery of thermocouples is located through the dielectric plate; the hot junctions of the battery of thermocouples are located in close proximity to tons of film resistors, and cold - as far as possible from them.
Положительный эффект достигаетс за счет меньшего Кс™ нагрузки предлагаемого устройства и исключени возможности попадани СВЧ-мощности на термопару. В датчике расширение динамического диапазона обеспечиваетс за счет увеличени предельно допустимого уровн подаваемой на нагрузку мощности и применени батареи термопар, установленной вдоль нагрузки ,A positive effect is achieved due to the smaller Kc ™ load of the proposed device and the exclusion of the possibility of microwave power entering the thermocouple. In the sensor, the expansion of the dynamic range is ensured by increasing the maximum permissible level of power supplied to the load and the use of a battery of thermocouples installed along the load,
На фиг. 1 представлена конструкци микрополоскового и копланарного датчика; на фиг. 2 - электрическа схема нагрузки,FIG. Figure 1 shows the microstrip and coplanar sensor design; in fig. 2 - electrical load circuit,
На фигурах прин ты следующие обозначени : 1,6- диэлектрическа подложка; 2 - микрополоскова лини ; 3- резистивное покрытие; А - заземленный проводник; 5 - НЧ фильтр; 7 - экран; 8 - проводник, напыленный на подложке, например медь; 9 - проводник, напыленный или припа нный к провбднику 8, например, константан, 10- корпус; W0 - волновое сопротивление микрополосковой линии; W)- текущее волновое сопротивление сужающейс линии; п - количество ступеней сужающейс линии.In the figures, the following notation is accepted: 1,6-dielectric substrate; 2 - microstrip line; 3- resistive coating; A - grounded conductor; 5 - low pass filter; 7 - screen; 8 - conductor deposited on a substrate, for example copper; 9 - conductor deposited or attached to the conductor 8, for example, constantan, 10-case; W0 is the wave resistance of the microstrip line; W) is the current characteristic impedance of the tapered line; n is the number of steps of the tapering line.
Предлагаемый датчик (фиг. 1, микропо- лосковый вариант) содержит диэлектрическую подложку 1, металлизированную с одной стороны (экран 7) и имеющую полосок 2 с другой. Резисторы 3 имеют гальванический контакт с полоском 2 и проводникамиThe proposed sensor (Fig. 1, the microstrip variant) contains a dielectric substrate 1 metallized on one side (screen 7) and having strips 2 on the other. Resistors 3 have galvanic contact with a strip 2 and conductors
4, имеющими в свою очередь гальванический контакт с экраном 7. На конце полоска 2 установлен индуктивно-емкостный НЧ фильтр 5. На экране подложки 1 установлена подложка 6, металлизированна с одной4, having in turn galvanic contact with the screen 7. At the end of the strip 2 is installed an inductive-capacitive low-pass filter 5. On the screen of the substrate 1 there is a substrate 6, metallized with one
стороны и имеюща последовательность проводников 8 и 9, образующих батарею термопар, - с другой. Проводник 8 имеет отличный от проводника 9 коэффициент тер- моЭДС, причем гор чие спаи термопарside and having a sequence of conductors 8 and 9, forming a battery of thermocouples, on the other. Conductor 8 has a different coefficient of thermopower than conductor 9, with hot thermocouple junctions
наход тс , на оси симметрии микрополосковой линии, а холодные спаи - вблизи корпуса.are located on the axis of symmetry of the microstrip line, and the cold junctions are near the body.
Предлагаемый датчик (фиг. 1, копланар- ный вариант) содержит диэлектрическуюThe proposed sensor (Fig. 1, coplanar version) contains a dielectric
положку 1, имеющую центральный проводник 2, экранные проводники 7. Резисторы 3 имеют гальванический контакт с проводником 2 и проводниками 7. На конце проводника 2 установлен НЧ фильтр 5. На1, having a central conductor 2, shield conductors 7. Resistors 3 have galvanic contact with conductor 2 and conductors 7. At the end of conductor 2 there is a low-pass filter 5. At
проводниках 7 установлена подложка б, металлизированна с одной стороны и имеюща последовательность проводников 8 и 9 с другой стороны, образующих батарею термопар ,conductors 7 are installed substrate b, metallized on one side and having a sequence of conductors 8 and 9 on the other hand forming a battery of thermocouples,
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При подаче на вход микрополосковой линии мощности Р (фиг, 2) происходит разделение мощности: часть мощности поступает на резистор, часть на полосковую линию с волновым сопротивлением WL ИзWhen the power of the microstrip power line P is fed to the input (FIG. 2), the power is separated: part of the power goes to the resistor, part goes to the strip line with the characteristic impedance WL From
услови согласовани по посто нному току Рconditions for DC harmonization
должно быть Л/0 - ,а волновое сопротивление W0 должно быть равно суммарному сопротивлению параллельно соединенных резистора R и волнового сопротивлени Wi,should be L / 0 -, and the characteristic impedance W0 should be equal to the total resistance of the parallel-connected resistor R and the characteristic impedance Wi,
4.1 пш - Wo R 4.1 psh - Wo R
w0 wi R иткуда W1 R-WOw0 wi R and then W1 R-WO
соответственно, волновое сопротивление i- ой ступени будет равноaccordingly, the wave resistance of the i-th stage will be equal to
wK-W -1жwK-W -1g
1 R-W(-1 UJ1 R-W (-1 UJ
Дл выполнени услови равномерного выделени тепла вдоль нагрузки, что необходимо дл обеспечени тех же тепловых условий , что при калибровке по посто нному току, требуетс , чтобы на каждый резистор R поступало одинаковое напр жение U. На первом резисторе будет выдел тьс мощностьIn order to fulfill the condition of uniform heat generation along the load, which is necessary to ensure the same thermal conditions as in DC calibration, it is required that the same voltage U be applied to each resistor R. Power will be released on the first resistor
Р U2 U2P U2 U2
R п W0R p W0
оabout
т. е. U Р W0, чтобы на втором резисторе напр жение было равно U, необходимо обеспечить значение Wi, удовлетвор ющему следующему уравнению:that is, U P W0, so that the voltage across the second resistor is equal to U, it is necessary to provide a value of Wi that satisfies the following equation:
Р 1 Р U2 Р Р Р 1 Р U2 Р Р
т.е.those.
Wi Wi
Далее Wi должно быть равно RNext, Wi must be equal to R
Wi Wi
п- 1n- 1
Анализ формул (1) и (2) показывает, что они идентичны, т. е, услови идеального согласовани этой нагрузки совпадают с условием равномерного поглощени мощности вдоль нагрузки. Другим условием идентичного воздействи на термопару сигнала СВЧ и сигнала калибровки по посто нному току вл етс требование по исключению возможности попадани (наведени ) СВЧ- мощности непосредственно на термопару. Это требование выполн етс в устройстве путем установки термопары за экраном, где отсутствует СВЧ поле.An analysis of formulas (1) and (2) shows that they are identical, i.e., the conditions for the ideal matching of this load coincide with the condition for uniform power absorption along the load. Another condition for an identical effect on a thermocouple of a microwave signal and a direct current calibration signal is the requirement to exclude the possibility of microwave power (directing) directly to the thermocouple. This requirement is fulfilled in the device by installing a thermocouple behind a screen where there is no microwave field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894773693A SU1758571A1 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Microwave power thermocouple transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894773693A SU1758571A1 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Microwave power thermocouple transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1758571A1 true SU1758571A1 (en) | 1992-08-30 |
Family
ID=21486998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894773693A SU1758571A1 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Microwave power thermocouple transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1758571A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100498348C (en) * | 2007-01-17 | 2009-06-10 | 东南大学 | Two-end heated microwave power sensor |
-
1989
- 1989-12-25 SU SU894773693A patent/SU1758571A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Билько М.И., Томашевский А.К. Измерение мощности на СВЧ, 1986, с. 27, 69. Microwaves, 1974, November, 13, p. 44. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100498348C (en) * | 2007-01-17 | 2009-06-10 | 东南大学 | Two-end heated microwave power sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5161893A (en) | Temperature measurement | |
US3794914A (en) | Radiation detector employing resistive connected thermocouple elements | |
US5066140A (en) | Temperature measurement | |
US3232113A (en) | Thermal parameter indicator | |
US5990412A (en) | Differential thermopile heat flux transducer formed by depositing metals and non-metals from liquids onto a substrate | |
US3181357A (en) | Thermal flowmeter | |
CA1193471A (en) | Non-intrusive thermal power monitor and method | |
US5161892A (en) | Temperature measurement in R.F. locations | |
SU1758571A1 (en) | Microwave power thermocouple transducer | |
US4518912A (en) | Radiation detector | |
US3617886A (en) | Transducer open-circuit failure detector | |
US3229522A (en) | Thermal flowmeter | |
HU189434B (en) | Apparatus for measuring microwave power | |
US3111844A (en) | Heat rate measuring apparatus | |
US2576344A (en) | Microwave wattmeter for wave guides | |
US3360726A (en) | Radiation responsive device | |
US3597685A (en) | Semiconductor electromagnetic radiation isolated thermocouple | |
KR20010103898A (en) | Apparatus for measuring thermal properties of a material surface and applying to thermomechanical modification using a peltier tip | |
CH607001A5 (en) | Mass transfer measuring appts. for heat fluid flow | |
Clark | A semiautomatic calorimeter for measurement of effective efficiency of thermistor mounts | |
US4828401A (en) | Temperature monitoring apparatus and method therefor | |
SU885907A1 (en) | Wave-guide power meter sensing elements | |
CN109716120A (en) | For determining the device of the parameter of a formula superconductor | |
US3748904A (en) | Semiconductor electromagnetic radiation isolated thermocouple | |
JPS645260B2 (en) |