Калориметричний метод
Мал. 1 Робочі характеристики термочутливих елементів: а – болометра; б - термістора
Мал. 2 Коаксіальна болометрична (термісторна) головка: а – пристрій; б – еквівалентна схема.
Конструктивно головки є відрізками коаксіальних або хвилеводних трактів з вбудованими болометрами або термісторами. При цьому важливо розділити ланцюги живлення болометра (термістора) по постійному струму (для включення до схеми вимірювального пристрою) та НВЧ (для подачі вимірюваної потужності Рх). У коаксіальних головках це досягається за допомогою високочастотного дроселя та конструктивного конденсатора (рис. 2, а). Дросель (Др) являє собою спіраль Архімеда, що не порушує узгодження головки з трактом подачі Рх, а конструктивний конденсатор Ск утворений зовнішнім провідником коаксіалу і кінцевою заглушкою. Болометр (термістор) конструктивно вбудований у центральний провідник коаксіалу, що полегшує узгодження голівки із трактом. Еквівалентна схема головки (рис.2 б) пояснює спосіб поділу ланцюгів живлення.
Як вимірювальні пристрої болометричних (термісторних) ватметрів застосовують вимірювальні мости. У найпростішому випадку це чотириплеч урівноважений міст постійного струму, в одне з плечей якого включений болометр (термістор) - рис. 3.
Рис.3 Найпростіша схема вимірювального пристрою болометричного (термісторного) ватметра
Як видно із рис. 3 міст є рівноплечим, причому R вибираються з умови узгодження болометра (термістора) з трактом. Перед вимірюванням міст балансується за допомогою потенціометра R0, який регулює струм живлення моста I, змінюючи значення Rt до величини Rt=R. Момент балансу фіксується за допомогою магнітоелектричногоіндикатора, а шкалою амперметра відраховується значення I1. Очевидно, що потужність, що розсіюється в цьому випадку на болометрі (термісторі), дорівнює
Після подачі Рх міст знову балансується зменшенням струму живлення від значення I1 до значення I2.
Основними перевагами болометричних і термісторних ватметрів є широкий частотний діапазон, висока чутливість, що дозволяє вимірювати значення потужності порядку одиниць мікроват, малий час встановлення показань і висока точність, що забезпечується параметрами головок та вимірювальних мостів. Поряд із калориметричним, цей метод також використаний при створенні спеціальних еталонів одиниці потужності електромагнітних коливань. До недоліків ватметрів, які суттєво обмежують їх застосування, необхідно віднести малі межі вимірювань і великий температурний дрейф, що вимагає застосування спеціальних схем термокомпенсації.