ГОСТ Р МЭК 62209-1—2008
Обычно зонд вводится через небольшие отверстия в стенках установки и помещается в самом центре, где
воздействие поля на все его поверхности наиболее однородно. Каждый датчик оценивается относительно со
ставляющей поля, параллельной датчику.
До тех пор. пока линия с активным сопротивлением не загружает диполь и диодный датчик, а размеры
зонда малы по сравнению с длиной волны, чувствительность зонда не зависит от частоты. Это обеспечивает
дополнительную проверку установки и позволяет выявлять возможные случайные отклонения параметров поля,
вызванные зондом. Если используются высококачественные волноводные ответвители исоответствующие источ
ники. эффекты от ввода зонда обычно бывают пренебрежимо малы. Дополнительным источником неопределен
ности измерений в волноводной установке являются отражения от оконечной нагрузки, которые способны вызы
вать внутри установки стоячую волну. Эти отражения можно поддерживать на уровне менее 1 % применением
вьюококачественных волноводных нагрузок. Кроме того, неопределенность может быть компенсирована прове
дением дополнительных измерений со смещением нагрузки на
Л
У4и последующим усреднением двух показаний.
В.2.1.2 Чувствительность в среде (2-й этап)
Чувствительность в жидкости определяется путем создания в среде локального поля с известными пара
метрами. При этом могут применяться два метода:
- сравнительная градуировка с использованием датчиков температуры:
- градуировка с использованием аналитических полей.
В.2.1.2.1 Сравнительная градуировка с использованием датчиков температуры
В жидкостях, рассеивающих энергию, коэффициент удельного поглощения энергии определяется как на
пряженностью электрического поля
Е,
так и перепадом температуры
dTIdt
в жидкости. Таким образом, уместно
следующее соотношение:
M L
В жидкости, рассеивающей энергию, электрическое поле может быть измерено опосредованно, измерени
ем перепада температуры в жидкости. Невозмущающие температурные датчики (оптические датчики или терми-
сторные датчики с цепями с активным сопротивлением) с высоким пространственным разрешением (от < 1 до
2 мм) и высокой скоростью реакции {< 1 с) имеются в наличии и достаточно просто поддаются высокоточной
градуировке [32]. Установка и источник возбуждения не влияют на градуировку; принимаются во внимание только
относительные погрешности позиционирования стандартного температурного датчика и зонда электрического
поля, подлежащих градуировке. Однако существует ряд проблем, ограничивающих точность градуировки зондов с
использованием температурных датчиков:
- перепад температуры не измеряют непосредственно, а рассчитывают на основе нескольких измерений
температуры, сделанных в разное время. Это расчет требует осторожности, позволяющей исключить неопреде
ленность измерения, вводимую перепадами температуры, которые вызваны эффектами выравнивания энергии
или конвекционными потоками в жидкости. Избежать этих эффектов полностью нельзя, так как само измеряемое
поле нарушает температурное равновесие жидкости. Но при тщательной настройке всех параметров можно удер
живать вводимую ими неопределенность измерений на уровне небольших величин:
- измеряемый объем вокруг датчика температуры определен нечетко. Трудно рассчитать количество энер
гии. сообщаемой зонду окружающим градиентным полем температур. Эти эффекты необходимо учитывать, так
как температурные датчики градуируют в жидкости с однородными температурами:
- градуировка датчиков зависит от оценки удельной массы, теплоемкости и теплопроводности среды. В то
время как удельная масса и теплоемкость могут быть точно измерены с помощью стандартных процедур (-
±
2 %
для с„; намного точнее для р). стандартизованная процедура измерения теплопроводности отсутствует. Вводи
мая неопределенность может превышать
±
5 %. в зависимости от метода и жидкости;
- средства измерения перепадов температуры не обладают высокой чувствительностью, поэтому зачастую
эти перепады измеряют при большей мощности, чем требуется для измерения напряженности электрического
поля. В связи с этим необходимо учитывать эффекты нелинейности внутри системы (разные уровни мощности,
составляющие поля и т.д.).
Ввиду перечисленных выше ограничений достижимой степени точности градуировки зондов электрическо
го поля путем измерения перепадов температуры в установке с тщательно выверенными параметрами суммар
ная стандартная неопределенность составляет примерно
±
10 % [38]. Установка, представляющая собой сочета
ние измерений в волноводе и измерений температурными датчиками, представлена в [27]. Расчетная суммарная
стандартная неопределенность, обеспечиваемая данной установкой, составляет
±
5 % при условии, что градуи
ровка и реальные измерения проводятся с использованием одной и той же жидкости, и составляет от
±
7 % до
±
9 % — при несоблюдении этого условия, что вполне согласуется с оценками, приведенными в [38]. При анализе
неопределенности измерений, вводимой сравнительной градуировкой с использованием температурного датчи
ка. должны быть учтены все параметры, в соответствии с таблицей В.1.
42