Trên hình dưới đây là sơ đồ khối của oát-mét điện trở nhiệt với bộ điều chỉnh tự động và tính toán bằng kỹ thuật số. Trong sơ đồ gồm có hai cầu như nhau. Cầu thứ nhất là cầu chính được gọi là cầu làm việc, có chứa một điện trở để hấp thụ công suất cao tần. Cầu thứ hai, gọi là cầu bù, dùng để giảm ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường xung quanh đến kết quả đo. Sự thay đổi của nhiệt độ không phá vỡ quá trình làm việc bình thường của thiết bị, bởi vì nó gây ra sự thay đổi như nhau cho điện trở làm việc Rlv và điện trở bù Rb. Cả hai cầu được cung cấp bởi những nguồn đặc biệt – các bộ khuếch đại dòng điện một chiều để theo dõi, tự động giữ cân bằng các cầu. Giữa hai điểm A-B của cầu làm việc có một hiệu điện thế làm việc Ulv từ đầu ra của bộ khuếch đại dòng một chiều cho cầu làm việc. Còn giữa hai điểm A-B
Trước khi truyền công suất của sóng cao tần vào điện trở làm việc thì hiệu điện thế làm việc và hiệu điện thế bù sẽ bằng nhau. Khi điện trở làm việc chịu công suất của sóng cao tần thì điện trở của nó giảm đi và hai hiệu điện thế Ub sẽ không đổi, còn hiệu điện thế Ulv thì giảm đi. Khi quá trình tự động cân bằng kết thúc, cầu có hiệu điện thế là Ulv’. Ta có
0 4 2 ' 2 tan t lv lv songcao R U U P
Thay giá trị Ulv=Ubu ta được
0 4 ) )( ( ' ' tan t lv bu lv bu songcao R U U U U P
Công thức này xác định thuật toán làm việc của thiết bị. Bởi vì giá trị xác định được nếu muốn tính bằng công suất P ta phải biết được tổng Ubu và Ulv’ một chiều được đưa vào đầu 1 và 2 của bộ cộng điện áp, hiệu điện thế cộng ở đầu ra sẽ được đưa vào đầu vào 1 của bộ biến đổi điện áp-khoảng thời gian, nhưng trong oat- met này chức năng biến đổi được giới hạn bằng cách tạo khoảng thời gian Δt có độ dài tỷ lệ với giá trị Ubu +Ulv’ (không lấp khoảng thời gian này bằng các xung đếm)/ Ở đầu vào thứ 2 của bộ biến đổi từ đầu ra của bộ điều khiển được đưa vào các chuỗi xung theo chu kỳ Tch (ví dụ 1,28ms), chu kỳ này tạo ra độ dài của chu kỳ biến đổi, còn độ dài τi=T (ví dụ T1=40ms). Khoảng thời gian độ dài phần “ở trên”. Chuỗi xung được tạo ra trong bộ điều khiển từ các tín hiệu xung của bọ tạo dao động thạch anh với chu kỳ fta (ví dụ fta = 100KHz). Một xung chữ nhật “ở dưới” có độ dài Δt=K(Ubu +Ulv’) được tạo ra ở đầu ra của bộ biến đổi khi kết thúc biến đổi được đưa vào đầu vào 1 của bộ nhân analog. Các xung như thế được lặp lại với tần số Tch.
Để nhận được tín hiệu tương ứng với tín hiệu của Ubù- Ulv’ người ta dùng hai bộ điều chế I và II. Hai hiệu điện thế Ubù và Ulv’ được đưa vào đầu vào 1 của chúng. Đến đầu vào 2 của bộ điều chế I có một hiệu điện thế đối xứng chữ nhật có chu kỳ Tch từ đầu ra 2 của bộ điều khiển, trong đó trong nửa chu kỳ đầu của hiệu điện thế có dấu dương, còn đến đầu vào 2 của bộ điều chế II có tín hiệu tương tự về hình dạng và độ dài nhưng có dấu ngược lại, tín hiệu này đi từ đầu ra 3 của bộ điều khiển. Xung đầu ra của bộ điều chế I với biên độ Ubù được đưa vào đầu vào 1 của bộ tạo điện hiệu của hiệu điện thế và tích vào tụ đến điện thế Ubù. Từ bộ điều chế II tới đầu vào 2 của bộ tạo hiệu điện thế là xung có biên độ Ulv’, nó tạo ra sự phóng điện một phần của tụ điện, và hiệu điện thế giữa hai cực của tụ là Ubù-Ulv’. Sau khi khuếch đại hiệu điện thế trên qua một bộ chia hiệu điện thế, (hệ số truyền của bộ này xác định giá trị giới hạn của phép đo, nó được đưa vào đầu vào 2 của bộ nhân. ở đầu ra của bộ nhân tạo ra một chuỗi xung chữ nhật có chu kỳ, có độ dài Δt tỷ lệ với tổng Ubu +Ulv’, còn biên độ thì tỷ lệ với hiệu Ubu -Ulv’. Cho chuỗi xung này qua một
bộ chia trung bình, ta thu được một hiệu điện thế thành phần không đổi có giá trị tương ứng với (Ubu +Ulv’)( Ubu -Ulv’), có nghĩa là công suất của sóng cao tần đã được đo bằng vôn-mét số là giá trị công suất cần đo của sóng cao tần. Với giá trị được xác định do vôn-mét, mạch sẽ tự động thay đổi hệ số của bộ chia.
Hình 5.10. Sơ đồ khối của oát-mét điện trở nhiệt với bộ điều chỉnh tự động và tính toán bằng kỹ thuật số.