专利名称：一种高频电压测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电压测量领域，尤其涉及一种高频电压测量装置。
背景技术：
在电压测量领域中，将频率在1兆赫以下的电压称为低频电压；将频率在1兆赫以 上的电压称为高频电压(或射频电压)。目前，高频电压的测量一般可按量程分为以下几 个等级大电压(10伏以上)的测量、中电压(0.1 10伏)的测量、小电压(1微伏 0.1 伏)的测量和微电压(1微伏以下)的测量；其中，中电压的测量精度最高。现有对中电压 等较低电压进行测量的高频电压测量装置不仅结构复杂，而且成本高昂，因此，不便于推广 与应用。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低廉的高频电压测量装置，以便于 可以完成对较低电压值的高频电压的测量。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种高频电压测量装置，用于测量待测高频电压源的电压值，包括慧斯登电桥； 所述慧斯登电桥的一个臂包括串联的第一热敏电阻&1和第二热敏电阻&2;串联的第一热 敏电阻RtI和第二热敏电阻&2的内端节点与待测高频电压源的一端相连；所述串联的第一 热敏电阻RtI和第二热敏电阻&2的第一热敏电阻RtI外端电桥节点通过第一电容Cl与待 测高频电压源相连；所述串联的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻RT2的第二热敏电阻RT2 外端电桥节点通过第二电容C2与待测高频电压源相连。所述的测量待测高频电压源与串联的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻RT2的内 端节点或两外端电桥节点间设有控制开关。所述的慧斯登电桥的另三个臂分别为第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3 ；所 述第一电阻Rl第二电阻R2和第三电阻R3的阻值均为200欧。所述的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻RT2的阻值均为100欧。所述的慧斯登电桥包括直流电源；所述的直流电源为直流可调电源。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的高频电压 测量装置解决了现有高频电压测量装置成本高昂的问题，实现了对较低电压值的高频电压 进行精确测量；该装置不仅结构简单、成本低廉，而且还可以测出任何波形的高频电压，因 此具有极强的通用性和推广应用价值。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施 例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本发明实施例提供的高频电压测量装置的结构示意图；其中，图中标识文字分别表示以下含义AC表示待测高频电压源、S表示转换开 关、G表示检流计、Ukf表示待测高频电压源的电压值、Uci表示待测高频电压源未接入电路时 维持电桥平衡的直流稳压电源的电压、U1表示待测高频电压源接入电路后维持电桥平衡的 直流稳压电源的电压。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。如图1所示，本发明实施例提供的高频电压测量装置，用于测量待测高频电压源 的电压值，其具体实现结构如下该高频电压测量装置可以包括慧斯登电桥(英文名为=Wheatstone Bridge)；相 应的慧斯登电桥的一个臂包括串联的第一热敏电阻&1和第二热敏电阻&2;串联的第一热 敏电阻RtI和第二热敏电阻&2的内端节点与待测高频电压源的一端相连，所述串联的第一 热敏电阻RtI和第二热敏电阻&2的第一热敏电阻RtI外端电桥节点通过第一电容Cl与待 测高频电压源相连；所述串联的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻RT2的第二热敏电阻RT2 外端电桥节点通过第二电容C2与待测高频电压源相连。其中，相应的测量待测高频电压源与串联的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻&2 的内端节点或两外端电桥节点间设有控制开关。具体地，相应慧斯登电桥的另三个臂分别为第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻 R3，它们的阻值均为200欧；相应的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻&2的阻值均为100 欧；相应的慧斯登电桥包括直流电源；所述的直流电源为直流可调电源。需要说明的是，该装置的原理如下将串联的两个热敏电阻作为慧斯登电桥的一个臂，因相应慧斯登电桥的其余三臂 的阻值均为200欧，所以为了维持电桥的平衡，两个热敏电阻的阻值均为100欧；两个热敏 电阻分别通过第一电容Cl和第二电容C2与待测高频电压源相连，因在高频电路上的容抗 与热敏电阻的阻值相比小到远可以忽略的程度，所以此处可作为低阻(忽略容抗)来处理。两个热敏电阻在加上高频功率后，因其本身温度上升，阻值开始减�。晃值缜� 的平衡，需减小直流电压，以减少两个热敏电阻所承受的电压，进而使两个热敏电阻恢复原 来的阻值；此时所测得的减少的直流功率就等于被测高频功率，即可以根据已知阻值求得 被测电压。此外，对待测高频电压源一侧而言，两个热敏电阻是并联的，平衡时的合成电阻 为50欧，高频功率不会泄漏到其它臂上去；而对直流电源一侧而言，两个热敏电阻是串联， 所以比单个热敏电阻的电桥灵敏度高。具体地，因第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻RT2的阻值相同，所以下面描述中均 以Rt表示，使用该装置测量待测高频电压源电压值的步骤如下[0024](1)将转换开关S打到“⑶档”，此时待测高频电压源未接入电路中，增减直流电压 Utl，使第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻&2的阻值均为100欧。平衡时读出待测高频电压 源未接入电路时维持电桥平衡的直流稳压电源的电压Utl，这时，在两个热敏电阻上所消耗 的直流功率Ptl可以通过下式计算 (2)将转换开关S置于“RF档”，此时将待测高频电压源的电压值Ukf加给热敏电 阻，热敏电阻阻值随之发生变化，电桥即失去平衡；为了恢复电桥的平衡状态，可以增减直 流电源的电压；当直流电源的电压达到维持电桥平衡的电压U1时，电桥恢复平衡。此时，在热敏电阻上所消耗的功率等于直流功率和高频功率之和，用下列表达 式 (3)待测高频电压源的电压值Ukf可以从上述两式计算出。在上述(1)、⑵式的 两种情况下消耗的功率相等，即Ptl = P1，所以可求得 也就是说，通过热敏电阻桥的操作可以从两个直流电压测得高频电压源的电压值
Urf ο为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过实例，结合相应附 图，对本实用新型实施例作进一步详细描述。实施例一如图1所示，一种高频电压测量装置，用于测量待测高频电压源的电压值，该装置 的具体实现结构如下该高频电压测量装置可以包括慧斯登电桥；所述的慧斯登电桥包括四个臂和一 个直流稳压电源；其中的一个臂由两个阻值为100欧的热敏电阻(即RtI和RT2)串联而成， 其余三个臂均为阻值200欧的电阻(即Rl、R2和R3)；所述的直流稳压电源的输出电压是 可调的，以保证电桥的平衡。其中，相应的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻&2串联的内端节点通过转换开关 S与待测高频电压源的一端相连，相应的第一热敏电阻RtI和第二热敏电阻RT2与电桥相接 的两个外端节点分别通过第一电容Cl和第二电容C2与待测高频电压源的另一端相连。具体地，转换开关S设有两个档位，当转换开关S接通“⑶档”时，待测高频电压源 未连入电路，只是单纯的慧斯登电桥电路，调节平衡后，即可得知第一热敏电阻RtI和第二 热敏电阻RT2所消耗的电功率；当转换开关S接通“RF档”时，待测高频电压源接入到电路 中，热敏电阻两端的电压升高，热敏电阻的温度上升，阻值减�。缜攀テ胶猓晃吮３值� 桥平衡，需减小直流稳压电源的输出电压，以减小热敏电阻两端的电压，从而使每个热敏电 阻的阻值恢复到100欧，达到平衡电桥的目的。因转换开关S在两个档位时，电阻值未发生 变化且电桥均平衡，所以热敏电阻所消耗的电功率相同，进而可求得待测高频电压源的电 压值。[0038]本实用新型实施例的实现克服了现有高频电压测量装置成本高昂的问题，以简单 的结构和低廉的成本实现了对较低电压值的任意波形高频电压值进行精确测量，具有极大 的通用性和推广应用价值。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求书的保护范围为准。
权利要求一种高频电压测量装置，用于测量待测高频电压源的电压值，其特征在于，包括慧斯登电桥；所述慧斯登电桥的一个臂包括串联的第一热敏电阻(RT1)和第二热敏电阻(RT2)；串联的第一热敏电阻(RT1)和第二热敏电阻(RT2)的内端节点与待测高频电压源的一端相连；所述串联的第一热敏电阻(RT1)和第二热敏电阻(RT2)的第一热敏电阻(RT1)外端电桥节点通过第一电容(C1)与待测高频电压源相连；所述串联的第一热敏电阻(RT1)和第二热敏电阻(RT2)的第二热敏电阻(RT2)外端电桥节点通过第二电容(C2)与待测高频电压源相连。
2.根据权利要求1中所述的高频电压测量装置，其特征在于，所述的测量待测高频电 压源与串联的第一热敏电阻(RtI)和第二热敏电阻(RT2)的内端节点或两外端电桥节点间 设有控制开关。
3.根据权利要求1或2所述的高频电压测量装置，其特征在于，所述的慧斯登电桥的另 三个臂分别为第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)；所述第一电阻(Rl)第二电 阻(R2)和第三电阻(R3)的阻值均为200欧。
4.根据权利要求1或2所述的高频电压测量装置，其特征在于，所述的第一热敏电阻 (RtI)和第二热敏电阻(RT2)的阻值均为100欧。
5.根据权利要求1或2所述的高频电压测量装置，其特征在于，所述的慧斯登电桥包括 直流电源；所述的直流电源为直流可调电源。
专利摘要本实用新型公开了一种高频电压测量装置，用于测量待测高频电压源的电压值，主要包括慧斯登电桥；所述慧斯登电桥的一个臂包括串联的第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2；串联的第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2的内端节点与待测高频电压源的一端相连；相应的第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2的第一热敏电阻RT1外端电桥节点通过第一电容C1与待测高频电压源相连；相应的第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2的第二热敏电阻RT2外端电桥节点通过第二电容C2与待测高频电压源相连。本实用新型实施例以简单的结构和低廉的成本实现了对较低电压值的任意波形高频电压值进行精确测量，具有极大的通用性和推广应用价值。
文档编号G01R17/20GK201622300SQ201020128658
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者张志军, 张起祥 申请人:湖州师范学院
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