Принцип действия ваттметров основан на отборе части энергии синусоидального или импульсно-модулированного сигнала, преобразовании ее в постоянное напряжение, пропорциональное средней мощности сигнала, усилении постоянного напряжения, масштабировании и индикации результата измерения на жидкокристаллическом индикаторе. Основная часть энергии, поступающая на вход ваттметров, преобразуется в тепловую энергию и рассеивается.

Ваттметры состоят из трех блоков: аттенюатора-нагрузки, преобразователя, который конструктивно встроен в аттенюатор-нагрузку, и устройства индикации.

Аттенюатор-нагрузка включает в себя аттенюатор и устройство управления.

Резистивный аттенюатор имеет два выхода, один из которых предназначен для подключения к нему преобразователя, а другой используется для подключения других приборов (например, частотомера). Если этот выход не используется, то к нему подключается сопротивление нагрузочное 50 Ом из комплекта ЗИП-О ваттметров. Аттенюатор по обоим выходам обеспечивает ослабление 30 дБ (входящий в состав ваттметра М3-104) и 40 дБ (входящий в состав ваттметров М3-105 и М3-106).

Устройство управления осуществляет управление работой охлаждающих вентиляторов для обеспечения необходимых тепловых режимов нагрузки и индикацию аварийной ситуации. Конструктивно устройство управления для ваттметров М3-104 и М3-105 выполнено в несущем корпусе, в ваттметре М3-106 устройство управления конструктивно входит в состав аттенюатора-нагрузки.

Преобразователь служит для преобразования среднего значения поглощаемой мощности в постоянное напряжение, пропорциональное средней мощности сигнала. Он состоит из металлического корпуса с конструктивной вилкой и заделанным внутрь корпуса соединительным шнуром, на другом конце которого расположена розетка, служащая для подключения к устройству индикации.

Устройство индикации предназначено для преобразования постоянного напряжения, поступающего с выхода преобразователя, в цифровую форму и индикации соответствующей этому напряжению мощности. Питание устройства индикации осуществляется от электрических батарей, помещенных внутри корпуса.

Отличие ваттметров М3-106, М-105 от ваттметра М3-104 состоит в использовании более мощного аттенюатора-нагрузки.

Рабочие условия применения соответствуют требованиям, установленным для приборов группы 4 ГОСТ 22261-94 с диапазоном рабочих температур окружающей среды от минус 10 до плюс 50 °С.

Фотографии общего вида ваттметров приведены на рисунках 1-3.

Рисунок 1 - Общий вид ваттметра М3-104

Рисунок 2 - Общий вид ваттметра М3-105

Рисунок 3 - Общий вид ваттметра М3-106

Схемы пломбировки ваттметров М3-104, М3-105, М3-106 и их узлов от несанкционированного доступа в соответствии с рисунками 4-10.

Рисунок 4 - Схема пломбировки аттенюатора-нагрузки ваттметра М3-104

Место пломбирования

М е сто г л ом би ро Ь о 1 ия

Рисунок 6 - Схема пломбировки аттенюатора ваттметра М3-104

Место пломоиэсбания

Место пломбироЗония

Рисунок 8 - Схема пломбировки аттенюатора-нагрузки ваттметра М3-106

Рисунок 9 - Схема пломбировки преобразователя ваттметров М3-104, М3-105, М3-106

Рисунок 10 - Схема пломбировки устройства индикации ваттметров М3-104, М3-105, М3-106

Комплекты поставки ваттметров М3-104, М3-105, М3-106 приведены в таблицах 3-5 соответственно.

Таблица 3 - Комплект поставки ваттметра М3-104

Таблица 4 - Комплект поставки ваттметра М3-105

Таблица 5 - Комплект поставки ваттметра М3-106

Диапазон рабочих частот, МГц:

ваттметры М3-104, М3-105.....................................................от 540’⁵ до 1600

ваттметр М3-106....................................................................от 540’⁵ до 1200

Диапазоны измерений среднего значения поглощаемой мощности, Вт:

ваттметр М3-104..................................от 0,1 до 1,999; от 2 до 19,99; от 20 до 100

ваттметр М3-105.................................от 1 до 19,99; от 20 до 199,9; от 200 до 500

ваттметр М3-106................................от 1 до 19,99; от 20 до 199,9; от 200 до 1500

Ваттметр М3-104 относится к классу точности 6,0/0,1 в диапазоне частот до 800 МГц, к классу точности 10,0/0,1 в диапазоне частот свыше 800 до 1200 МГц и к классу точности 15,0/0,1 в диапазоне частот свыше 1200 МГц по ГОСТ 13605-91.

Ваттметры М3-104, М3-105 относятся к классу точности 6,0/0,1 в диапазоне частот до 1 МГц, к классу точности 10,0/01 в диапазоне частот свыше 1 до 800 МГц и к классу точности 15,0/0,1 в диапазоне частот свыше 800 до 1200 МГц по ГОСТ 13605-91. Ваттметр М3-105 относится к классу точности 20,0/0,1 в диапазоне частот свыше 1200 МГц по ГОСТ 13605-91.

Пределы допускаемой основной погрешности измерений среднего значения поглощаемой мощности без учета погрешности рассогласования входа приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Пределы допускаемой основной погрешности измерения мощности

Волновое сопротивление входа и выходов аттенюатора-нагрузки, входа преобразователя 50 Ом.

Значения коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) входа аттенюатора-нагрузки с трактом 7/3,04 и 16/6,95 мм указаны в таблице 2.

Таблица 2 - КСВН входа аттенюатора-нагрузки

КСВН выходов аттенюатора-нагрузки, входа преобразователя не более 1,15.

Напряжение питания, В:

аттенюатора-нагрузки от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц (220 ± 22) устройства индикации от электрических батарей

Мощность, потребляемая аттенюатором-нагрузкой, В •А, не более:

ваттметр М3-104

ваттметр М3-105

ваттметр М3-106

Ток, потребляемая устройством индикации от встроенных элементов питания суммарным напряжением ± 5 В, не более 10 мА.

Масса, кг, не более:

ваттметр М3-104

ваттметр М3-105

ваттметр М3-106

Средняя наработка на отказ не менее 15000 ч.

Гамма-процентный срок службы при у = 95 % не менее 15 лет.

Габаритные размеры, мм, не более:

ваттметр М3-104 (аттенюатор-нагрузка)......................................... 327x140x215

ваттметр М3-105 (аттенюатор-нагрузка)......................................... 427x140x285

ваттметр М3-106 (аттенюатор-нагрузка)......................................... 344x217x500

устройство индикации............................................................... 103x207x45,5

Рабочие условия эксплуатации:

температура окружающей среды, °С................................от минус 10 до плюс 50

относительная влажность воздуха при температуре плюс 25 °С, %..................до 90

атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.).......................от 84 до 106 (от 630 до 795)

Нормальные условия эксплуатации:

температура окружающей среды, °С.....................................................(25 ± 5)

относительная влажность воздуха, %.................................................от 30 до 80

Электрическая изоляция между цепями сетевого питания и корпусом ваттметров выдерживает испытательное напряжение, В (среднеквадратическое значение):

в нормальных условиях........................................................................ 1500

в условиях повышенной влажности..........................................................900

Электрическое сопротивление изоляции цепей сетевого питания относительно корпуса ваттметра:

в нормальных условиях применения...................................................20 МОм

при повышенной температуре окружающего воздуха............................... 5 МОм

при повышенной относительной влажности окружающего воздуха..............2 МОм

Электрическое сопротивление между зажимами (контактами) защитного заземления ваттметра и его корпусом не более 0,1 Ом.