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美國(guó)BIRD鳥(niǎo)牌功率計(jì)4421A-10-00-0型被熱變電阻吸收后產(chǎn)生熱量
BIRD功率計(jì)測(cè)量電功率的儀器。一般是指在直流和低頻技術(shù)中測(cè)量功率的BIRD功率計(jì)，又可稱(chēng)為瓦特計(jì)。
BIRD功率計(jì)由功率傳感器和功率指示器兩部分組成。功率傳感器也稱(chēng)BIRD功率計(jì)探頭，它把高頻電信號(hào)通過(guò)能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測(cè)的電信號(hào)。功率指示器包括信號(hào)放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。 功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。為了適應(yīng)不同頻率、不同功率電平和不同傳輸線結(jié)構(gòu)的需要，一臺(tái)BIRD功率計(jì)要配若干個(gè)不同功能的BIRD功率計(jì)探頭。
對(duì)于非正弦電路，假設(shè)U、I為交流電量n次諧波分量的有效值，φ為電壓n次諧波分量與電流n次諧波分量的相位差，P為n次諧波分量的有功功率，上式仍然成立。當(dāng)n=1時(shí)，P為基波有功功率。
在超高頻和微波頻段，有TEM波和非TEM波之分。在TEM波的同軸系統(tǒng)中，電壓和電流雖有確切含意，但測(cè)量其絕對(duì)值很困難。在波導(dǎo)系統(tǒng)中，因?yàn)榇嬖诓煌碾姶拍Ｊ?，電壓和電流失去性。在個(gè)頻段和各傳輸系統(tǒng)中，功率是單值表征信號(hào)強(qiáng)度的重要方法。在射頻范圍直接測(cè)量功率代替了電壓和電流的測(cè)量。
功率定義為單位時(shí)間內(nèi)所做的功。基本單位為瓦（W），1W等于在1秒內(nèi)做1焦耳的功。常用的功率單位還有兆瓦（1MW=10^6W）、千瓦（1KW=10^3W）、毫瓦（1mW=10-3W）、微瓦（1μW=10-6W）、皮瓦（1Pw=10-12W）。
另一種常用的功率單位以分貝毫瓦（dBm）表示。它以1毫瓦為基準(zhǔn)電平P0=1mW，實(shí)際功率值P（mW）與P0比較后取對(duì)數(shù)。這是功率的絕對(duì)單位。
也可用分貝瓦（dBW）作為功率單位，此時(shí)P0=1W，即1 dBW=30 dBm。
BIRD功率計(jì)由功率傳感器和功率指示器兩部分組成。功率傳感器也稱(chēng)BIRD功率計(jì)探頭，它把高頻電信號(hào)通過(guò)能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測(cè)的電信號(hào)。功率指示器包括信號(hào)放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。 功率傳感器和功率指示器之間用電纜連接。為了適應(yīng)不同頻率、不同功率電平和不同傳輸線結(jié)構(gòu)的需要，一臺(tái)BIRD功率計(jì)要配若干個(gè)不同功能的BIRD功率計(jì)探頭。
根據(jù)被測(cè)信號(hào)頻率，BIRD功率計(jì)可分為：直流BIRD功率計(jì)、工頻BIRD功率計(jì)、變頻BIRD功率計(jì)、射頻BIRD功率計(jì)和微波BIRD功率計(jì)。
由于直流功率等于電壓和電流的簡(jiǎn)單乘積，實(shí)際測(cè)量中，一般采用電壓表和電流表替代。工頻BIRD功率計(jì)是應(yīng)用較普遍的BIRD功率計(jì)，常說(shuō)的BIRD功率計(jì)一般都是指工頻BIRD功率計(jì)。變頻BIRD功率計(jì)是21世紀(jì)變頻調(diào)速技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物。其測(cè)量對(duì)象為變頻電量，變頻電量是指用于傳輸功率的，并且滿(mǎn)足下述條件之一的交流電量：
1、信號(hào)頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限于工頻的交流電信號(hào)。
2、信號(hào)頻譜包含兩種或更多的被關(guān)注的頻率成分的電信號(hào)。
變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功電能、無(wú)功電能等。
除了變頻器輸出的PWM波，二極管整流的變頻器輸入的電流波形，直流斬波器輸出的電壓波形，變壓器空載的輸入電流波形等，均含有較大的諧波，右圖中為常見(jiàn)變頻電量的波形及相關(guān)頻譜圖。
由于變頻電量的頻率成分復(fù)雜，變頻BIRD功率計(jì)的測(cè)量一般包括基波有功功率（簡(jiǎn)稱(chēng)基波功率）、諧波有功功率（簡(jiǎn)稱(chēng)諧波功率）、總有功功率等，相比工頻BIRD功率計(jì)而言，其功能較多，技術(shù)較復(fù)雜，一般稱(chēng)為變頻功率分析儀或?qū)掝l功率分析儀，部分高精度功率分析儀也適用于變頻電量測(cè)量。
變頻功率分析儀可以作為工頻功率分析儀使用，除此之外，一般還需滿(mǎn)足下述要求：
1、滿(mǎn)足必要的帶寬要求，并且采樣頻率應(yīng)高于儀器帶寬的兩倍。
2、要求分析儀在較寬的頻率范圍之內(nèi)，精度均能滿(mǎn)足一定的要求。
3、具備傅里葉變換功能，可以分離信號(hào)的基波和諧波。
射頻或微波BIRD功率計(jì)按照在測(cè)試系統(tǒng)中的連接方式不同，又可分為：
有終端式和通過(guò)式兩種。終端式BIRD功率計(jì)把BIRD功率計(jì)探頭作為測(cè)試系統(tǒng)的終端負(fù)載，BIRD功率計(jì)吸收全部待測(cè)功率，由功率指示器直接讀取功率值。通過(guò)式BIRD功率計(jì)，它是利用某種耦合裝置，如定向耦合器、耦合環(huán)、探針等從傳輸?shù)墓β手邪匆欢ǖ谋壤詈铣鲆徊糠止β?，送入BIRD功率計(jì)度量，傳輸?shù)目偣β实扔贐IRD功率計(jì)指示值乘以比例系數(shù)。
射頻或微波BIRD功率計(jì)按的靈敏度和測(cè)量范圍分類(lèi)
測(cè)熱電阻型BIRD功率計(jì)使用熱變電阻做功率傳感元件。熱變電阻值的溫度系數(shù)較大。被測(cè)信號(hào)的功率被熱變電阻吸收后產(chǎn)生熱量，使其自身溫度升高，電阻值發(fā)生顯著變化，利用電阻電橋測(cè)量電阻值的變化，顯示功率值。
熱電偶型BIRD功率計(jì)熱電偶型BIRD功率計(jì)中的熱偶結(jié)直接吸收高頻信號(hào)功率，結(jié)點(diǎn)溫度升高，產(chǎn)生溫差電勢(shì)，電勢(shì)的大小正比于吸收的高頻功率值。
量熱式BIRD功率計(jì)典型的熱效應(yīng)BIRD功率計(jì)，利用隔熱負(fù)載吸收高頻信號(hào)功率，使負(fù)載的溫度升高，再利用熱電偶元件測(cè)量負(fù)載的溫度變化量，根據(jù)產(chǎn)生的熱量計(jì)算高頻功率值。
晶體檢波式BIRD功率計(jì)晶體二極管檢波器將高頻信號(hào)變換為低頻或直流電信號(hào)。適當(dāng)選擇工作點(diǎn)，使檢波器輸出信號(hào)的幅度正比于高頻信號(hào)的功率。
按被測(cè)信號(hào)分類(lèi)
有連續(xù)波BIRD功率計(jì)和脈沖峰值BIRD功率計(jì)。
射頻
以下是射頻BIRD功率計(jì)的典型技術(shù)指標(biāo)
功率范圍
保證測(cè)量精度的可測(cè)功率最大值和最小值范圍。BIRD功率計(jì)的功率范圍決定于功率探頭。
最大允許功率
探頭不被損壞的最大輸入功率值，通常指平均功率。在測(cè)量大功率峰值信號(hào)時(shí)，注意峰值電壓不能超過(guò)一定值，否則造成電壓擊穿。使用BIRD功率計(jì)時(shí)絕對(duì)不能測(cè)量大于允許功率值的信號(hào)，否則會(huì)造成功率探頭燒毀。
頻率范圍
能保證測(cè)量精度和性能指標(biāo)的被測(cè)信號(hào)的頻率范圍。
測(cè)量精度
指功率探頭校準(zhǔn)修正后的精度。不包括測(cè)試系統(tǒng)的失配誤差。
穩(wěn)定性
BIRD功率計(jì)的穩(wěn)定性取決于功率探頭的穩(wěn)定性和指示器的零漂及噪聲干擾。
響應(yīng)時(shí)間
也稱(chēng)功率傳感元件的時(shí)間常數(shù)。通常指功率指示器上升到穩(wěn)定值的64%所需的時(shí)間。
探頭的型號(hào)、阻抗
選用BIRD功率計(jì)探頭時(shí)，功率探頭的使用頻率、功率范圍必須與被測(cè)信號(hào)一致，探頭傳輸線的結(jié)構(gòu)和阻抗應(yīng)與被測(cè)傳輸線相互匹配。
