Методика поверки «Системы оптические измерительные MTS-8000E с модулем измерений распределения температуры и механических напряжений в оптическом волокне» (МП 007.Ф3-18)

Методика поверки

Тип документа

Системы оптические измерительные MTS-8000E с модулем измерений распределения температуры и механических напряжений в оптическом волокне

Наименование

МП 007.Ф3-18

Обозначение документа

ФГУП "ВНИИОФИ"

Разработчик

904 Кб
1 файл

ЗАГРУЗИТЬ ДОКУМЕНТ

  

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель службы качества

ФГУП «ВНИИОФИ»

___Н. П. Муравская

« 05 » декабря 2017 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ MTS-8000E(V2) С МОДУЛЕМ ИЗМЕРЕНИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ОПТИЧЕСКОМ ВОЛОКНЕ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 007.ФЗ-18

Главный метролог

ФГУП «ВНИИОФИ»

С.Н. Него да «   » декабря 2017 г.

Москва

2017 г.

1 Введение

Настоящая методика распространяется на системы оптические измерительные MTS-8000E(V2) с модулем измерений распределения температуры и механических напряжений в оптическом волокне (далее по тексту - системы), предназначенные для измерений распределения по расстоянию (длине) температуры и деформации в оптическом волокне, и устанавливает методы и средства первичной и периодической поверки.

Интервал между поверками - 1 год.

2 Операции поверки

2.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1                                                      

п/п

Наименование операции

Номер пункта настоящей методики

Проведение операций при

Первичной поверке

Периодической поверке

1

Внешний осмотр

8.1

Да

Да

2

Опробование

8.2

Да

Да

3

Подтверждение соответствия программного обеспечения

8.3

Да

Нет

4

Определение метрологических характеристик

8.4

Да

Да

5

Определение диапазона и расчёт абсолютной погрешности измерений длины

8.4.1

Да

Да

6

Определение пространственной разрешающей способности при измерениях длины

8.4.2

Да

Нет

6

Определение диапазона и расчёт абсолютной погрешности измерений деформации

8.4.3

Да

Да

7

Определение диапазона и расчёт абсолютной погрешности измерений температуры

8.4.4

Да

Да

8

Определение пространственной разрешающей способности при измерениях температуры и деформации

8.4.5

Да

Нет

9

Определение динамического диапазона

8.4.6

Да

Нет

  • 2.2 Допускается проведение поверки в неполном объеме отдельно по параметрам длины, температуры или деформации.

  • 2.3 При получении отрицательных результатов при проведении хотя бы одной операции поверка прекращается.

3 Средства поверки
  • 3.1 При проведении первичной и периодической поверок применяются средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Номер пункта методики поверки

Наименование и тип (условное обозначение) основного или вспомогательного средства поверки; обозначение нормативного документа, регламентирующего технические требования и (или) метрологические и основные технические характеристики средства поверки

Основные технические и (или) метрологические характеристики

8.4.1

7.4

Государственный первичный специальный эталон единицы длины и времени распространения сигнала в световоде, средней мощности, ослабления и длины волны оптического излучения для волоконно-оптических систем связи и передачи информации по ГОСТ 8.585-2013

диапазон воспроизведения единицы длины: от 10 до 6-105м;

  • - неисключённая систематиче

ская погрешность воспроизведения    единицы    длины

О = (от 6,50-Юг-2 до 0,45) м;

  • - среднее квадратическое отклонение результатов измерений при воспроизведении единицы длины S = l,540r2M

8.4.1 -

8.4.5

Рулетка измерительная металлическая UM5M 2 класса точности по ГОСТ 7502-98 (номер Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений 22003-07)

  • - номинальная длина шкалы 5 м;

  • - допускаемое отклонение действительной длины от 1 до 5 метров не более ± [0,30+0,15(L-1)], где L - число полных и неполных метров в отрезке

7.4

Рабочий эталон средней мощности оптического излучения в волоконно-оптических системах передачи по ГОСТ 8.585-2013

  • - рабочий спектральный диапазон: от 500 до 1700 нм;

  • - диапазон измеряемой средней мощности оптического излучения: от 1О’10 до 10’2 Вт;

  • - пределы допускаемой относительной погрешности измерений средней мощности оптического излучения в рабочем спектральном диапазоне: ± 5 %

8.4.3

8.4.5

Измеритель температуры двухканальный прецизионный МИТ 2.05 (номер Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений 29933-05).

  • - диапазон измерений температуры: от - 200 до + 500 °C;

  • - пределы допускаемой абсо

лютной погрешности измерений             температуры

± (0,004+10’5 t) °C, где t - значение температуры

8.4.3

8.4.5

Термометр сопротивления платиновый вибро-прочный ТСПВ-1 (номер Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений 50256-12)

  • - диапазон измерений температуры: от - 80 до + 200 °C;

  • - номинальное сопротивление:

100 Ом;

  • - пределы допускаемой абсо

лютной погрешности при измерениях          температуры

± (0,02+5-10’5-t) °C, где t - значение температуры

8.4.4

Система лазерная измерительная XL-80 (номер Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений 35362-13)

- диапазон измерений перемещения, м: от 0 до 80;

пределы допускаемой погрешности       измерений

перемещения, мкм: ± 0,5 L, где L - перемещение в м

8.4.1 -8.4.6

  • 7.3

  • 7.4

Вспомогательное оборудование.

Образцы    оптического    волокна   (ОВ)

стандарта G.652:

  • - номинальное значение длины: 0,002; 0,02; 0,04; 1,0; 12,5; 25; 50,0; 125,0 км.

Термостат    жидкостной    лабораторный

HUBER СС-410:

  • - диапазон рабочих температур от минус 40 до плюс 160 °C.

Термостат     воздушный     лабораторный

ТВЛ-К(150):

  • - диапазон рабочих температур от 0 до + 50 °C. Модуль линейного перемещения (каретка с микрометрическим винтом):

  • - диапазон линейных перемещений от 0 до 400 мм.

Волоконно-оптические соединительные кабели (пачкорды) и розетки (адаптеры)

-

  • 3.2 Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение необходимых метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

  • 3.3 Средства измерений (СИ), используемые при проведении поверки, должны быть поверены и аттестованы в установленном порядке.

4 Требования к квалификации поверителей

К проведению поверки допускаются учёные-хранители ГЭТ 170-2011 или лица, допущенные к работе на ГЭТ 170-2011, изучившие настоящую методику и руководства по эксплуатации системы и средств поверки, имеющих квалификационную группу не ниже III в соответствии с правилами по охране труда и эксплуатации электроустановок указанных в приложении к приказу Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.13 № 328Н и имеющих опыт работы с высокоточными средствами измерений в области волоконно-оптических систем передачи информации, прошедших обучение на право проведения поверки по требуемому виду измерений.

5 Требования безопасности
  • 5.1 При проведении поверки соблюдают требования, установленные ГОСТ Р 12.1.031-2010, ГОСТ 12.1.040-83 правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, указанными в приложении к приказу Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.13 № 328Н. и Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров СанПиН 5804-91. Оборудование, применяемое при поверке, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91. Воздух рабочей зоны должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-88 при температуре помещения, соответствующей условиям испытаний для легких физических работ.

  • 5.2 Система электрического питания прибора должна быть защищена от колебаний и пиков сетевого напряжения, искровые генераторы не должны устанавливаться вблизи прибора.

  • 5.3 При выполнении поверки должны соблюдаться требования, указанные в «Правилах по охране труда при эксплуатации электроустановок», а также требования руководства по эксплуатации.

  • 5.4 Помещение, в котором проводится поверка, должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

6 Условия поверки
  • 6.1 Все этапы поверки, за исключением особо оговоренных, проводят при следующих условиях:

температура окружающей среды, °C........................................от 15 до 25

относительная влажность воздуха, не более, %.........................90

атмосферное давление, кПа......................................................от 84,0 до 106,7

  • 6.2 Помещение, где проводится поверка, должно быть чистым и сухим, свободным от пыли, паров кислот и щелочей. Допускаемый перепад температуры при проведении поверки -не более 2 °C.

  • 6.3 В помещении не допускаются посторонние источники электромагнитного излучения, мощные электрические и магнитные поля.

7 Подготовка к поверке
  • 7.1 Все оптические детали приборов, используемых при поверке, очищают от пыли и протирают безворсовой салфеткой, смоченной в спирте ГОСТ 9805. ВНИМАНИЕ! Перед сборкой установок для проведения измерений необходимо тщательно очистить все стыкуемые волоконно-оптические разъёмы!

  • 7.2 Выдерживают систему в условиях, указанных в п.6.1 настоящей Методики поверки, не менее 2 часов

  • 7.3 Подготавливают к работе поверяемую систему и СИ, применяемые при поверке, согласно соответствующим разделам их Руководств по эксплуатации (РЭ).

  • 7.4 Для определения диапазона измерений длины и расчёта допустимой абсолютной погрешности измерений длины поверяемой системы предварительно измеряют длину образцов оптического волокна (ОВ) с помощью комплекса средств измерений для воспроизведения и передачи единиц длины и времени распространения сигнала в световоде при температуре образцов (20 ± 1) °C и показателем преломления ОВ, равным 1,4682. Для термостабилизации образцов ОВ используют термостат воздушный лабораторный ТВЛ-К (150) в соответствии с его РЭ. Фиксируют полученные значения длин образцов ОВ Llref, L2ref, L3ref, L4ref, L5ref и L6ref с номинальной длиной 0,04; 1,0; 12,5; 25,0; 50,0 и 125 км соответственно.

  • 7.5 Для определения динамического диапазона измерений поверяемой системы предварительно измеряют ослабление оптического излучения для образцов ОВ с номинальной длиной 25, 50 и 125 км. Для этого берут источник излучения с длиной волны 1550 нм и измеритель мощности из состава РЭСМ-ВС. Соединяют их с помощью кабеля (пачкорда) и проводят измерения средней мощности источника Ро (в дБм). Затем соединяют источник и измеритель мощности с помощью образцов ОВ и измеряют среднюю мощность Pi. Значение ослабления А (в дБ) для каждого образца ОВ вычисляют по формуле:

    (1)

  • 8 Проведение поверки

8.1 Внешний осмотр
  • 8.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено:

  • - наличие маркировки, подтверждающей тип и идентифицирующей система;

  • - отсутствие на наружных поверхностях системы повреждений, влияющих на его работоспособность;

  • - отсутствие ослаблений элементов конструкции, сохранность пломб, чистоту разъемов;

  • - в целостности соединительных кабелей.

  • 8.1.2 Система считается прошедшей операцию поверки, если видимые механические повреждения системы, кабелей и разъёмов отсутствуют, а органы управления исправны.

8.2 Опробование
  • 8.2.1 Подключают образец ОВ к системе согласно разделу «Присоединение волоконно-оптического кабеля к измерительному порту» Главы 1 РЭ системы.

  • 8.2.2 Включают систему нажатием кнопки «ON/OFF» в левом нижнем углу прибора. Проверяют режим горения индикатора «ON» после включения питания - он должен гореть непрерывно.

  • 8.2.3 Дожидаются окончания загрузки операционной системы и главного меню

Рисунок 1 - Главное меню системы

  • 8.2.4 Нажимают на пиктограмму «Distributed fiber sensor» - она должна подсветиться жёлтым цветом и ожидают загрузки окна настройки (рисунок 2).

    Sweep                      Single

    Time interval between Scans 00:10...

    Mode

    Brillouin

    Range

    Pulse

    Resolution

    Averaging acquisition

    Total Me.i- ;n

    20km 20ns (2m) Auto 50cm Medium

    XI mn 57

    Рисунок 2 - Окно настройки системы

  • 8.2.4 В закладке «Mode» выбирают режим «Fiber Discover» и выполняют тестовое измерение согласно Разделу «Выполнение теста DTSS» Главы 4 РЭ системы.

  • 8.2.5 Система считается прошедшей операцию опробования, если индикатор питания горит непрерывно зелёным светом, ПО системы запускается, в результате тестового измерения прибор обнаруживает подключённый к нему образец ОВ и измеряет его длину.

8.3 Подтверждение соответствия программного обеспечения
  • 8.3.1 Проверяют соответствие заявленных идентификационных данных программного обеспечения сведениям, приведенным в описании типа на системы.

  • 8.3.2 Для вывода на экран идентификационных данных программного обеспечения необходимо нажать вкладку «About» в главном окне ПО справа.

8.3.3 Система считается прошедшей операцию поверки, если идентификационные данные программного обеспечения соответствуют значениям, приведенным в таблице 3. Таблица 3                                        

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

Fiber Optics

Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже

16.0

  • 8.4 Определение метрологических характеристик

8.4.1 Определение диапазона и расчёт абсолютной погрешности измерений длины
  • 8.4.1.1 Собирают установку согласно схеме, представленной на рисунке 3. Используют образец ОВ с номинальным значением длины 0,04 км. Образец соединяют с помощью волоконно-оптических соединительных кабелей (пачкордов) с разъёмами типа Е2000. Перед соединением измеряют длину соединительных пачкордов Lp, м, с помощью рулетки.

1 - поверяемая система; 2 - образец ОВ, помещённый в воздушный термостат при температуре (20 ± 1)°С

Рисунок 3 - Блок-схема установки для измерений длины ОВ

  • 8.4.1.2 Измеряют длину образца ОВ с помощью поверяемой системы. Для этого в настройках системы выбирают режим (mode) «Raileigh», длительность зондирующего импульса в соответствии с разделом «Диапазоны» Главы 6 РЭ системы и нажимают кнопку «START/STOP». Измерения проводят 10 раз и фиксируют значения длины Li, м, где i=(l ;10).

  • 8.4.1.3 Вычисляют среднее арифметическое измеренных значений длины образца ОВ, м, по формуле:

10

<2)

  • 8.4.1.4 Вычисляют среднее квадратическое отклонение (СКО) результатов измерений (п=10) длины, м, поверяемой системой по формуле:

(3)

  • 8.4.1.5 Вычисляют неисключённую систематичекую погрешность (НСП) измерений длины, м, поверяемой системой по формуле:

® ~ \L ~ (^ref + ^>)|                               (4)

где Lp - длина соединительных пачкордов, м, измеренная с помощью рулетки;

Llref — эталонное значение длины образца ОВ, м, полученное в п.7.4 настоящей методики

поверки.

  • 8.4.1.6 Вычисляют абсолютную погрешность измерений длины, м, поверяемой системы по формуле: где Д£ - погрешность измерений длины образцов ОВ, равная 0,1 м для длин не более 1 км и 0,25 м для длин не более 125 км.

    + 02

    3

    + S2

    (5)

  • 8.4.1.7 Повторяют операции п.п.8.4.1.1-8.4.1.6 для середины и верхней границы диапазона измерений длины с помощью образцов ОВ с номинальным значением длины 25 и 125 км.

8.4.1.13 Система считается прошедшей операцию поверки, если диапазон измерений длины составляет не менее чем от 100 до 125000 м; а значение абсолютной погрешности измерений длины не превышает ± (1 + 510‘5 L + 5), где 5 - разрешение по пространственной выборке (шаг дискретизации), м, L - измеряемая длина ОВ, м.

8.4.2 Определение пространственной разрешающей способности при измерениях длины
  • 8.4.2.1 Для определения разрешающей способности при измерениях длины собирают установку, схема которой приведена на рисунке 4. Для этого последовательно подключают к поверяемой системе образец ОВ с номинальным значением длины 12,5 км; затем образец ОВ номинальным значением длины 1 км. Образцы ОВ соединяют между собой с помощью волоконно-оптических адаптеров (розеток).

1 - поверяемая система; 2 - образец ОВ с номинальной длиной 12,5 км; 3 - образец ОВ с номинальной длиной 1,0 км;

Рисунок 4 - Блок-схема установки для разрешающей способности при измерениях длины ОВ

  • 8.4.2.2 Проводят единичное измерение длины ОВ аналогично п. 8.4.1.2, выбрав ширину зондирующего импульса не более 10 нс, в результате измерений получают рефлектограмму (типичный вид рефлектограммы приведён в главе 1 «Принцип измерений» РЭ поверяемой системы).

  • 8.4.2.3 На полученной рефлектограмме находят пик, который соответствует месту стыка образцов ОВ. Внешний вид пика показан на рисунке 5.

Км

Рисунок 5 - Пример импульса обратного отражения на рефлектограмме

  • 8.4.2.4 Измеряют ширину импульса обратного отражения 8L, м, по уровню 1,5 дБ от максимума (полуширина импульса обратного отражения) с помощью маркеров, функции которых описаны в разделе «График OTDR (Рефлектограмма)» Главы 4 РЭ поверяемой системы.

  • 8.4.2.5 За значение пространственной разрешающей способности поверяемой системы принимают значение полуширины импульса обратного отражения.

  • 8.4.2.6 Повторяют операции п.п. 8.4.2.2 - 8.4.2.5 для последовательно подключённых образцов ОВ с номинальной длиной 25,0, 12,5 и 1,0 км соответственно. Ширину зондирующего импульса выбирают не более 30 нс. Импульс обратного отражения измеряют в месте стыка образцов ОВ номиналом 12,5 и 1,0 км.

  • 8.4.2.7 Система считается прошедшей операцию поверки, если измеренные значения пространственной разрешающей способности 8L не превышают 1 м на длине до 10 км и 5 м на длине до 40 км.

8.4.3 Определение диапазона и расчёт абсолютной погрешности измерений деформации
  • 8.4.3.1 Собирают установку согласно схеме, приведенной на рисунке 6. Измерения деформации сначала проводят на минимальной длине ОВ 0,04 км, а потом на максимальной длине ОВ 50 км, во всём диапазоне измерений деформации (от 0,01 до 2,00 %). Для этого последовательно подключают к поверяемой системе образец ОВ с номинальным значением дли-

ны 0,04 км, затем образец ОВ длиной 20 м, (один конец которого жёстко закреплён на неподвижной плоскости, а второй на каретке с микрометрическим винтом), затем образец ОВ с номинальным значением длины 1 км. Создают преднатяг (предварительное удлинение) деформируемого участка ОВ. Для этого перемещают каретку микрометрического винта на расстояние, соответствующее 0,1 % от длины растягиваемого участка ОВ. Перемещение каретки контролируют с помощью системы лазерной измерительной XL-80, для чего устанавливают на каретку отражатель из состава XL-80 и измеряют его перемещение согласно РЭ системы XL-80.

1 - поверяемая система; 2 - образец ОВ с номинальным значением длины 0,04 км; 3 -растягиваемый образец ОВ длиной 20 метров; 4 - Образец ОВ с номинальной длиной 1 км Рисунок 6 - Блок-схема установки для измерений деформации ОВ с помощью поверяемого системы

  • 8.4.3.2 Проводят 10 измерений деформации (удлинения) образца ОВ D_0i, %, в соответствии с РЭ на поверяемую систему и 10 измерений перемещения каретки D ren Oi, %.

  • 8.4.3.3 Растягивают образец ОВ на 0,01 % (или 2 мм) и проводят 10 измерений деформации образца ОВ ОВ D 0,01 i, %, в соответствии с РЭ на поверяемую систему в одной точке по шкале длины (в середине растягиваемого участка ОВ) и 10 измерений перемещения каретки D_ren_0,01i.

  • 8.4.3.4 Растягивают образец ОВ на 0,1 % (или 20 мм) и проводят 10 измерений деформации образца ОВ D_xi, %, в соответствии с РЭ на поверяемую систему и 10 измерений перемещения каретки Drenxi, %.

  • 8.4.3.5 Повторяют операции п.8.4.3.4 пока значение натяжения ОВ не достигнет 2 % (или 400 мм) с шагом в соответствии с таблицей 4. По результатам измерений заполняют таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты измерений удлинения образца ОВ

Средние значения удлинения, измеренные XL-80, %

Средние значения удлинения, измеренные системой, %

Разность значений удлинения (0d), %

Абс. погрешность измерений деформации с пом. системы (Ad), %

Обознач.

Значение

Sdref

Обознач.

Значение

Sd

D ref 0,0

0,0

D сред 0,0

0,0

D ref 0,01

D сред 0,01

D ref 0,1

D сред 0,1

D ref 0,5

D сред 0,5

D ref 1,1

D сред 1,1

D ref 2,0

D сред 2,0

  • 8.4.3.6 Среднее значение деформации (относительного удлинения) образца ОВ, %, измеренной системой, Эсредх (х - номинальное значение относительного удлинения), вычисляют по формуле:

(6)

где Dxi - полученные значения относительного удлинения, %, по результатам десяти измерений в одной точке по шкале длины (в середине растягиваемого участка образца ОВ).

  • 8.4.3.7 Среднее значение перемещения каретки (относительного удлинения), %, измеренной с помощью системы лазерной измерительной XL-80, D ref x (х - номинальное значение относительного удлинения), вычисляют по формуле:

    10

    _ren _xj

    D _ref _x = —

    (7)

10

  • 8.4.3.8 CKO результатов измерений относительного удлинения системой Sa, %, вычисляют по формуле:

S. = /------У (Dx - D сред х)1 2

(8)

  • 8.4.3.9 СКО результатов измерений относительного удлинения с помощью системы лазерной измерительной XL-80, Sa_ref, %, вычисляют по формуле:

    Sd_Kf

    1

    \ п • (и -1)

    •^(Д_ren_х, -D_ref _х)2

    (=i

    (9)

  • 8.4.3.10 Разность значений удлинения - это разность между значением удлинения, измеренным с помощью системы лазерной измерительной XL-80, и значением удлинения ОВ, измеренным с помощью поверяемого системы (НСП измерений деформации поверяемой системой), ®а, %, вычисляют по формуле:

=|/9_фвд_х-£>_ге/_х|                      (10)

  • 8.4.3.11 Значение абсолютной погрешности измерений деформации, %, поверяемой системой вычисляют по формуле:

    (И)

где Дхь - значение погрешности измерений удлинения с помощью системы лазерной измерительной XL-80, равное 0,0001 %.

  • 8.4.3.12 Повторяют операции п.п.8.4.3.1-8.4.3.11 для образца ОВ (2) с номинальным значением длины 50 км и образца ОВ (4) с номинальным значением длины 25 км.

  • 8.4.3.13 Система считается прошедшей операцию поверки, если диапазон измерений деформации составляет от 0,01 до 2,00 %, а значения абсолютной погрешности измерений деформации не превышают ±0,015 %.

8.4.4 Определение диапазона и расчёт абсолютной погрешности измерений температуры
  • 8.4.4.1 Собирают установку согласно схеме, приведенной на рисунке 7. Измерения температуры сначала проводят на минимальной длине ОВ 0,04 км, а потом на максимальной длине ОВ 50 км, во всём диапазоне измерений температуры от минус 40 до плюс 150 °C. Для проведения измерений к поверяемому анализатору последовательно подключают образцы ОВ с номинальным значением длины 0,04; 0,02; 1,0 км

жения заданной температуры и измеряют её значение в жидкостном термостате с помощью измерителя температуры МИТ 2.05 в соответствии с его РЭ.

  • 8.4.4.3 Проводят 10 измерений температуры образца ОВ с помощью МИТ 2.05 и поверяемой системы в соответствии с их РЭ, причём в случае системы в одной точке по шкале длины (в середине нагреваемого/охлаждаемого участка ОВ).

  • 8.4.4.4 Повторяют операции п.8.4.4.3 для значений температуры в жидкостном термостате в диапазоне от минус 40 до плюс 150 °C шагом в соответствии с таблицей 5. С. Фиксируют полученные значения результатов измерений температуры в жидкостном термостате Tx_mitt°C, температуры образца ОВ, измеренных системой 7х( , °C, где i=(l;10). По результатам измерений заполняют таблицу 5.

Таблица 5 - Результаты измерений температуры

Средние значения температуры в жидкостном термостате, °C

Средние значения температуры образца ОВ, измеренной системой, °C

Разность температур (®t), °с

Абс. погрешность измерений температуры системой (Дт), °C

Обознач.

Значение

St ref

Обознач.

Значение

St

Т-40 ref

Т-40 сред

ТО ref

ТО сред

Т+40 ref

Т+40 сред

Т+80 ref

Т+80 сред

Т+120 ref

Т+120 сред

Т+150 ref

Т+150 сред

  • 8.4.4.5 Среднее значение температуры образца ОВ Тх сред, °C (х - номинальное значение измеряемой температуры), вычисляют по формуле:

ю

(12)

Тх _ сред = Q ,

  • 8.4.4.6 Среднее значение температуры в термостате Tx_ref, °C (х - номинальное значение измеряемой температуры), вычисляют по формуле:

ю

J>^Tx_mif

Тх ref = —-------,

(13)

10

  • 8.4.4.7 СКО результатов измерений температуры с помощью поверяемой системы St, °C, вычисляют по формуле:

5 =------У(Тх.-Тх сред)2

(14)

' v«-(«-i) £      "

  • 8.4.4.8 СКО результатов измерений температуры с помощью МИТ-2.05 St ref, °C, вычисляют по формуле:

(15)

  • 8.4.4.9 Разность температур - это разность между средним значением температуры в жидкостном термостате и средним значением температуры образца ОВ, измеренной с помощью поверяемого системы (неисключённая систематическая погрешность (НСП) измерений температуры поверяемым системой), 0t, °C, вычисляют по формуле:

0; = \Тх _ сред -Тх_ ref\                            (16)
  • 8.4.4.10 Значение абсолютной погрешности измерений температуры поверяемым системой вычисляют по формуле:

где Де - значение погрешности измерений температуры с помощью измерителя температуры МИТ 2.05 в комплекте с термометром сопротивления типа ТСПВ-1 с номинальным сопротивлением 100 Ом (Де= (0,024+0,00006-Itl) °C, где t - значение температуры).

  • 8.4.4.11 Повторяют операции п.п.8.4.4.1-8.4.4.10 для образца ОВ (2) с номинальным значением длины 50 км и образца ОВ (4) с номинальным значением длины 25 км.

  • 8.4.4.12 Система считается прошедшей операцию поверки, если диапазон измерений температуры составляет от минус 40 до плюс 150 °C, а значения абсолютной погрешности измерений температуры не превышают ± 3 °C.

8.4.5 Определение пространственной разрешающей способности при измерениях температуры и деформации
  • 8.4.5.1 Для определения пространственной разрешающей способности при измерениях температуры и деформации используют установку для измерений температуры, схема которой приведена на рисунке 7. Так как при измерениях и температуры, и деформации поверяемой системой промежуточной измеряемой величиной является сдвиг бриллюэновской частоты рассеяния излучения в ОВ, то определение пространственной разрешающей способности проводят на примере температурного воздействия на ОВ. Для этого последовательно подключают к поверяемой системе образец ОВ (2) с номинальным значением длины 12,5 км; затем образец ОВ (3) номинальным значением длины 2 м, затем образец ОВ (4) с номинальным значением длины 25 км. Образец ОВ длиной 2 м измеряют с помощью рулетки, фиксируют значение длины Ц, м, и помещают в жидкостной термостат при температуре (40 ± 1) °C.

  • 8.4.5.2 Проводят 10 измерений температуры образца ОВ с помощью МИТ 2.05 и поверяемой системы в соответствии с их РЭ, причём в случае системы в одной точке по шкале длины (в середине нагреваемого/охлаждаемого участка ОВ).

  • 8.4.5.3 Проводят обработку результатов измерений в соответствии с п.п.8.4.4.5-8.4.4.10.

  • 8.4.5.4 Повторяют операции п.п.8.4.5.1-8.4.5.3 для образца ОВ (2) с номинальным значением длины 12,5 и 25 км, образца ОВ (3) с длиной 20 м и образца ОВ (4) с номинальным значением длины 25 км.

  • 8.4.5.5 Система считается прошедшей операцию поверки, если длины нагреваемых участков составляют не более 2 м для участка длиной до 10 км и 20 м для участка длиной до 40 км, а значения абсолютной погрешности измерений температуры не превышают ± 3 °C.

8.4.6 Определение динамического диапазона
  • 8.4.6.1 Динамическим диапазоном работы поверяемой системы является то максимальное значение вносимого компонентами волоконно-оптического тракта ослабления, при котором метрологические характеристики поверяемого системы соответствуют заданным значениям.

  • 8.4.6.2 Для определения динамического диапазона при измерениях длины собирают схему согласно рисунку 4 с образцом ОВ (2) с номинальным значением длины 125 км, соединённым с образцом ОВ (3) с номинальным значением длины 50 км.

  • 8.4.6.3 Проводят измерение длины подключённого ОВ в режиме «Raileigh» с уровнем усреднения «High», которые устанавливаются согласно разделу «Активизация и конфигурирование функции DTSS» Главы 3 РЭ поверяемой системы, и на полученной рефлектограмме определяют разность ДА, дБ, между уровнем сигнала, рассеянного от ближнего к поверяемой системе конца измеряемого ОВ, и уровнем шумов, равным 98 % от максимума шумов в последней четверти диапазона длин.

  • 8.4.6.4 Для определения динамического диапазона измерений температуры и деформации повторяют операции п.п. 8.4.4.1 - 8.4.4.10 для температуры плюс 40 °C, п.п. 8.4.3.6 -8.4.3.11 для деформации (удлинения образца OB) 1 % с включением в соответствующие схемы установок аттенюатора IQ-505 из состава ГЭТ 170-2011. Аттенюатор подключают непосредственно к поверяемой системе, через него далее соединяют остальные компоненты схемы.

Значение вносимого аттенюатором ослабления при измерениях температуры и деформации выбирают (10-А), дБ, где А - значение ослабления, вносимого образцом ОВ с номинальным значением длины 50 км, которое было найдено в п.7.5 настоящей методики.

  • 8.4.6.5 Система считается прошедшей операцию поверки, если динамический диапазон ДА при измерениях длины составляет не менее 25 дБ, а динамический диапазон при измерениях температуры и деформации составляет не менее 10 дБ в образце ОВ длиной 50 км, абсолютная погрешность измерений температуры при этом не должна превышать значений ± 3 °C, а абсолютная погрешность измерений деформации не должна превышать значений ±0,015 %.

9 Оформление результатов поверки
  • 9.1 Результаты измерений при поверке заносят в протокол (форма протокола приведена в приложении А настоящей методики поверки).

  • 9.2 При положительных результатах поверки, система признается годной. На неё выдаётся свидетельство о поверке установленной формы с указанием полученных по п.п. 8.4.1 - 8.4.6 фактических значений метрологических характеристик системы и наносят знак поверки (место нанесения указано в описании типа) согласно Приказу Министерства промышленности и торговли Российской Федерации №1815 от 02.07.2015г. «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», и систему допускают к эксплуатации.

  • 9.3  Система, прошедшая поверку с отрицательным результатом, признается непригодной, не допускается к применению и на неё выдается извещение о непригодности с указанием причин. Свидетельство о предыдущей поверке и знак поверки аннулируют и выписывают «Извещение о непригодности» с указанием причин в соответствии с требованиями Приказа Министерства промышленности и торговли Российской Федерации №1815 от 02.07.2015г.

    Начальник сектора лаборатории Ф-3

    В.Е. Кравцов

Старший научный сотрудник лаборатории Ф-3

А. К. Митюрев

ПРИЛОЖЕНИЕ А к методике поверки МП 007.ФЗ-17 «Системы оптические измерительные MTS-8000E(V2) с модулем измерений распределения температуры и механических напряжений в оптическом волокне»

ПРОТОКОЛ первичной / периодической поверки от «_______»_____________201__года

Средство измерений: «Система оптическая измерительная MTS-8000E(V2) с модулем измерений распределения температуры и механических напряжений в оптическом волокне» Наименование СИ, тип

Зав. №________№/№__________________________________________

Заводские номера блоков

Принадлежащее___________________________________________________

Наименование юридического лица, ИНН

Поверено в соответствии с методикой поверки МП 007.ФЗ-17 «ГСИ. Системы оптические измерительные MTS-8000E(V2) с модулем измерений распределения температуры и механических напряжений в оптическом волокне. Методика поверки», утверждённой ФГУП «ВНИИОФИ» 05 декабря 2017 г.

Наименование документа на поверку, кем утвержден (согласован), дата

С применением эталонов _____________________________________________________

(наименование, заводской номер, разряд, класс точности или погрешность)

При следующих значениях влияющих факторов:

(приводят перечень и значения влияющих факторов, нормированных в методике поверки)

  • - температура окружающего воздуха, °C            от -10 до +45

  • - относительная влажность воздуха, %, не более          95

  • - атмосферное давление, кПа                     От 84 до 106,7

Внешний осмотр:__________________________________________

Опробование:_______________________________________________

Получены результаты поверки метрологических характеристик:

Наименование характеристики

Результат

Требования МП

Диапазон измерений длины, м

от 100 до 125000

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений длины, м

±(1 + 5-10'5-Ь + 5) 3

Пространственная разрешающая способность при измерениях длины, м, не хуже, для длин:

  • - до 10000 м

  • - до 40000 м

1,0

5,0

Диапазон измерений деформации, млн'1 (%)

от 100 до 20000 (от

0,01 до 2,0)

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений деформации 4, %

±0,015

Диапазон измерений температуры, °C

от -40 до +150

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры 4, °C

±3

Пространственная разрешающая способность при измерениях температуры и деформации, м, не хуже, для длин:

  • - до 10000 м

  • - до 40000 м

2

20

Динамический диапазон 3 4 5, дБ, не менее, при измерениях:

25

10

10

  • - длины

  • - температуры

  • - деформации

подписи, ФИО, должность

1

- поверяемая система; 2 - образец ОВ с номинальным значением длины 0,04 км; 3 -образец ОВ длиной 0,02 км, помещённый в жидкостной термостат; 4 - Образец ОВ с номинальной длиной 1 км.

Рисунок 7 - Блок-схема установки для измерений температуры в ОВ с помощью поверяемой системы

2

  • 8.4.4.2 Вставляют в соответствующие отверстия в крышке жидкостного термостата два термометра сопротивления ТСПВ-1 и подключают их к измерителю температуры МИТ 2.05. Опускают температуру в жидкостном термостате до минус 40 °C в соответствии с его РЭ. Скорость снижения температуры задается не более 10 °C в час. Выжидают 30 минут после дости-

3

где 5 - разрешение по пространственной выборке (шаг дискретизации), L - длина оптического волокна

4

при усреднении в режиме не ниже «medium» и длине оптического волокна не более 50000 м

5

Динамический диапазон - это максимальное ослабление уровня сигнала в опти-ческом волокне при измерениях длины, температуры и деформации

Рекомендации_________________________________________________

Средство измерений признать пригодным (или непригодным) для применения

Исполнители:_________________________________________________

Настройки внешнего вида
Цветовая схема

Ширина

Левая панель