功率計(jì)

功率是表征電信號(hào)特性的一個(gè)重要參數(shù)。在直流和低頻范圍，可以方便的測(cè)量負(fù)載上的電壓有效值V、流過(guò)負(fù)載的電流有效值I及電壓與電流之間的相位角，用下式計(jì)算功率值：P=VIcos
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?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。

一、功率計(jì)的組成

 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)功率計(jì)要配若干個(gè)不同功能的功率計(jì)探頭。

二、功率的度量單位

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)。這是功率的單位。
也可用分貝瓦（dBW）做為功率單位，此時(shí)P0=1W，即1 dBW=30 dBm。

三、功率計(jì)分類

按功率計(jì)在測(cè)試系統(tǒng)中的連接方式分類
有終端式和通過(guò)式兩種。終端式功率計(jì)把功率計(jì)探頭作為測(cè)試系統(tǒng)的終端負(fù)載，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?，送入功率?jì)度量，傳輸?shù)目偣β实扔诠β视?jì)指示值乘以比例系數(shù)。
按功率計(jì)的靈敏度和測(cè)量范圍分類 
測(cè)熱電阻型功率計(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。 
熱電偶型功率計(jì)熱電偶型功率計(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。 
量熱式功率計(jì)典型的熱效應(yīng)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
有連續(xù)波功率計(jì)和脈沖峰值功率計(jì)。

四、功率計(jì)的技術(shù)指標(biāo)
功率范圍
保證測(cè)量精度的可測(cè)功率zui大值和zui小值范圍。功率計(jì)的功率范圍決定于功率探頭。
zui大允許功率探頭不被損壞的zui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。使用功率計(jì)時(shí)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
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。
輸入駐波比 
探頭的型號(hào)、阻抗
選用功率計(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。