[发明专利]一种用于射频量热计的功率测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及电桥技术领域。更具体地，涉及一种用于射频量热计的电阻电桥装置。

背景技术

随着科学技术的高速发展，出现了新的高端电子器件，无线电测量仪器的精度要求也越高，也促使无线电测量技术朝更高水平发展，其中用于校准测量仪器的标准设备也需要有更高的准确度。而功率测量是无线电射频和微波领域中最基本的参数之一。目前，为满足工业技术和经济发展需求，各国都在发展自己的高准确度的射频微波功率基准，频率范围越来越宽，测量精度和功率量程也越来越高。射频量热计或微量热计因其准确度高而被广泛用以建立国家射频微波功率标准甚至基准，其基于直流替代射频/微波功率的测量原理，利用负载电阻对直流功率和射频功率的等效热响应，通过测量吸收直流或射频功率后的温度变化，根据温度变化得出被测功率的量值。

其中温度变化的检测需要采用一种传感器，传统的用于量热计的这类传感器采用热电偶构建成热电堆的形式，将检测的温度变化转换成热电势输出，如国内外一些计量研究机构研制的量热计输出就是采用热电堆的结构形式；这种热电堆结构采用冷热节点设置，内部选用多对热电偶组合而成，输出功率灵敏度约为30μV/mW～100μV/mW，常用的热电偶材料有镍铬-考铜、镍铬-锌铜、铋锑等。这种形式需要设计独特的结构，对不同的量热计结构有不同的工艺加工要求，并且对电路要求比较高，不具有一定的通用性，而且随着传感器加工技术的高速发展，出现了比热电偶更易加工且温度检测精度更高的铂电阻传感器。

目前在射频/微波功率测量方面，尤其在计量级别设备射频量热计的设计应用中，还没有出现采用铂电阻传感器结构的设计。射频量热计多数采用双负载结构，以负载电阻构建的座体作为量热体，而双负载结构能够有效抑制环境温度变化对量热计的影响，同时必须要求用在量热体的传感器响应高度一致。

因此，需要提供一种新型的射频量热计测量装置，以满足热电偶温度检测性的要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于射频量热计的功率测量装置，以保证对射频量热计的测量准确度的同时，保持装置工作的稳定性。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于射频量热计的功率测量装置，该装置包括串联连接的第一电桥和第二电桥，所述第一电桥上的任一桥臂和第二电桥上的任一桥臂分别设有温度采集区。

优选的，所述温度采集区包括基体和薄膜铂电阻，所述薄膜铂电阻是以溅射工艺均匀覆盖在基体的表面上。

优选的，所述薄膜铂电阻在基体上的覆盖形状为圆盘状。

优选的，所述基体为高导热的非金属材料。

优选的，所述温度采集区进一步包括用于承载负载的圆柱形金属负载座。

优选的，所述基体的与薄膜铂电阻相反的一侧镶嵌有低导热的非金属U型板，该非金属U型板的开口方向朝向薄膜铂电阻方向。

优选的，第一电桥和第二电桥上温度采集区的基体之间通过引线串联连接。

优选的，所述第一电桥和第二电桥的非温度采集区的电桥上均设有高精度恒温直流电阻。

优选的，该装置进一步包括PCB基材，所述第一电桥和第二电桥上的高精度恒温直流电阻固定在PCB基材上，在第一电桥的基体上薄膜铂电阻设置恒流源输入端，在第二电桥的基体上薄膜铂电阻设置输出端。

优选的，所述第一电桥和第二电桥中由基体上薄膜铂电阻引出或引入的引线采用四线制接线法布置。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、稳定性高，具有非常好的功率响应线性输出，使射频量热计的准确度达到0.025％，能够广泛用于需要高精度测量的射频量热计或微波量热计，以及具有同类需求的设备上。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明装置的结构示意图。

图中，1-第一负载座，2-第二负载座，3-第一铂电阻温度传感器，4-第二铂电阻温度传感器，5-恒流源输入端，6-电阻电桥模块

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。