Методика поверки «ГСИ Стандарты частоты и времени рубидиевые» (651-21-044 МП)

Методика поверки

Тип документа

ГСИ Стандарты частоты и времени рубидиевые

Наименование

651-21-044 МП

Обозначение документа

ВНИИФТРИ

Разработчик

904 Кб
1 файл

ЗАГРУЗИТЬ ДОКУМЕНТ

  

СОГЛАСОВАНО

Первый заместитель генерального директора - заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

А.Н. Щипунов

2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Стандарты частоты и времени рубидиевые 41-92

Методика поверки

651-21-044 МП

р.п. Менделеево 2021 г.

Содержание

ПЕРЕЧЕНЬ ОПЕРАЦИЙ ПОВЕРКИ

ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

ПОВЕРКИ

МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  • 1.1 Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок стандартов частоты и времени рубидиевых 41-92 (далее - 41-92), изготавливаемых Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ФГУП «ВНИИФТРИ»), М.О. г. Солнечногорск, р.п. Менделеево, при выпуске, в эксплуатации, а также после хранения и ремонта.

  • 1.2  При проведении поверки 41 -92 должны приметаться эталоны, обеспечивающие прослеживаемость к государственному первичному эталону единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1 в соответствии с государственной поверочной схемой для средств измерения времени и частоты.

  • 1.3  Интервал между поверками 1 (один) год.

2 ПЕРЕЧЕНЬ ОПЕРАЦИЙ ПОВЕРКИ
  • 2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

Наименование операции

Пункт методики поверки

Проведение операции при

первичной поверке

периодической поверке

1 Внешний осмотр средства измерений

7

да

да

2 Подготовка к поверке и опробование средства измерений

8

да

да

3 Определение относительной погрешности по частоте

9.1

да

да

4 Определение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты

9.2

да

да

5 Определение абсолютной погрешности внешней синхронизации импульсного сигнала 1 Гц

9.3

да

да

  • 2.2  Не допускается проведение поверки меньшего числа измеряемых величин.

  • 2.3  При получении отрицательных результатов поверки по любому пункту таблицы 1 41-92 бракуются.

3 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

  • - температура окружающего воздуха                      от 15 до 25 °C;

  • - относительная влажность окружающего воздуха, не более 85 %;

  • - атмосферное давление                                   от 70 до 106 кПа;

  • - напряжение сети питания переменного тока              от 198 до 242 В;

  • - частота сети питания переменного тока                   от 49,5 до 50,5 Гц.

4 ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛИСТАМ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИМ ПОВЕРКУ
  • 4.1 К проведению поверки допускаются лица с высшим или средним техническим образованием, имеющие квалификацию поверителя в области радиочастотных измерений, изучившие эксплуатационные документы поверяемых 41-92 и применяемых средств поверки, имеющие навык работы на персональном компьютере, квалификационную группу по электробезопасности не ниже третьей с правом работы с электроустановками напряжением до 1000 В.

5 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ПОВЕРКИ
  • 5.1 При проведении поверки применяют средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

Наименование средств поверки

Требуемые метрологические и технические характеристики средств поверки

Рекомендуемое средство поверки (тип)

Номер пункта методики поверки

диапазон измерений

погрешность

Осциллограф цифровой

Полоса пропускания

300 МГц

Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициента отклонения

±1,5%

DPO3032A

8

Стандарт частоты и времени водородный

Номинальные значения частот: 1 Гц; 5 МГц

Пределы допускаемой относительной погрешности   по частоте

±1,5-1(Г12;

Предел допускаемого среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты выходного сигнала 5 МГц: Тизм = 1 с - 1,5-10'12; Тизм=10с-5,010-13; Тизм = 100 с — 2,0’10*13.

Ч1-76А

9.1,

9.2, 9,3

Компаратор частотный

Номинальные значения     частоты

входных сигналов:

5, 10 и 100 МГц

Нестабильность    ча

стоты, вносимая прибором при коэффициенте умножения 1 • 106, нулевой разности частот входных сигналов в полосе пропускания 3 Гц (среднее квадратическое    относительное

случайное двухвыборочное отклонение результатов измерений частоты) для двухканального режима, не более:

Тизм = 1 с-7,0-10-14; т„зм = 10 с - 1.01014; тю« = 100 с-2,0-10'15.

VCH-308A

9.1, 9.2

Продолжение таблицы 2

Наименование средств поверки

Требуемые метрологические и технические характеристики средств поверки

Рекомендуемое средство поверки (тип)

Номер пункта методики поверки

диапазон измерений

погрешность

4астотомер универсальны CNT-90

Диапазон измеряемых   интервалов

времени от 5 нс до 106с

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений интервалов времени ±0,62 нс (для интервалов времени не более 100 мкс)

CNT-90

9.3

ПЭВМ

ОС Windows ХР, 7, 10, ОЗУ - не ниже 128 Мбайт, интерфейс RS-232

Вспомогательное средство

9.1

  • 5.2  Допускается использование других средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых 41-92 с требуемой точностью.

  • 5.3  Применяемые средства измерений должны быть утверждённого типа, исправны и иметь действующие свидетельства о поверке.

6 ТРЕБОВАНИЯ (УСЛОВИЯ) ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, регламентированные в ГОСТ 12.2.091-2012.

7 ВНЕШНИЙ ОСМОТР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
  • 7.1  При проведении внешнего осмотра 41-92 выполняются следующие операции:

  • - проверка соответствия внешнего вида средства измерений, по контролю соблюдений требований по защите средства измерений от несанкционированного вмешательства, согласно описанию типа средства измерений;

  • - проверка правильности маркировки, четкости нанесения обозначений;

  • - проверка серийного номера 41-92;

  • - проверка отсутствия механических повреждений, загрязнений, качество разъемных соединений, а также отсутствие обрывов и нарушения изоляции проводников, кабелей и жгутов, влияющих на функционирование 41-92;

  • - проверка видимых дефектов, способных оказать влияние на безопасность проведения испытаний или результаты испытаний.

  • 7.2  В случае, если выявлены дефекты и нет возможности устранить их до проведения поверки, 41-92 бракуют.

8 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ И ОПРОБОВАНИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
  • 8.1  Подготовить Ч1 -92 к работе в соответствии с руководством по его эксплуатации (далее - РЭ), средства поверки - в соответствии с их эксплуатационной документацией.

  • 8.2  Перед поверкой 41-92 убедиться, что условия эксплуатации соответствуют указанным в РЭ.

  • 8.3  Перед проведением операций поверки необходимо:

  • - проверить комплектность рекомендованных (или аналогичных им) средств поверки;

  • - заземлить (если это необходимо) на общую точку заземления средства измерений и включить питание заблаговременно перед очередной операцией поверки (в соответствии со временем установления рабочего режима, указанным в эксплуатационной документации).

  • 8.4  Опробование

    • 8.4.1 Опробование проводить в соответствии с разделом 6 «Порядок работы» руководства по эксплуатации.

    • 8.4.2 Включить и прогреть осциллограф цифровой DPO3032A в течении 30 минут.

С помощью осциллографа проверить наличие гармонических сигналов 5, 10 МГц и импульсного сигнала 1 Гц при нагрузке 50 Ом.

  • 8.4.3 Определить среднее квадратическое значения (СКЗ) напряжения выходных сигналов на разъемах 5 и 10 МГц.

  • 8.4.4 Определить параметры импульсного сигнала 1 Гц на нагрузке 50 Ом:

  • - уровень напряжения импульсного сигнала 1 Гц;

  • - длительность импульсного сигнала 1 Гц;

  • - длительность переднего фронта импульсов сигнала 1 Гц.

  • 8.4.5 Результаты испытаний считать положительными, если:

  • - значения частот соответствуют номинальным значениям: (5 000 ± 1) кГц и (10 000 ± 1) кГц при соответствующих поданных частотах;

  • - значения СКЗ напряжения выходных сигналов 5 и 10 МГц находятся в пределах (1,0 ±0,2) В;

  • - параметры импульсного сигнала 1 Гц:

  • - уровень напряжения не менее 2,4 В;

  • - длительность от 20 до 40 мкс;

  • - длительность переднего фронта 5 нс.

В противном случае 41-92 бракуют.

9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
  • 9.1  Определение относительной погрешности по частоте при нормальных условиях эксплуатации

    • 9.1.1 Определение относительной погрешности по частоте 41 -92 произвести по схеме, представленной на рисунке 1.

Включить стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А в соответствии с ЕЭ2.721.655-01РЭ и прогреть в течение 1 суток.

Включить компаратор частотный VCH-308A в соответствии с ЯКУР.411146.011РЭ и прогреть в течение 2 ч.

RS-232

Рисунок 1 - Схема определения относительной погрешности по частоте

ПЭВМ

  • 9.1.2 Установить в меню «опции» параметры измерения VCH-308A в соответствии с ЯКУР.411146.011РЭ:

  • — коэффициент умножения 1 • 106;

  • — полоса частот 10 Гц;

  • — максимальное время усреднения измерений 100 с;

  • — число измерений 10;

  • — входная частота 10 МГц.

А/

  • 9.1.3 Запустить однократный режим измерений относительной разности частот -у-при интервале времени измерения 100 с. По истечении указанного времени зафиксировать среднюю относительную разность частоту (относительную погрешность по частоте).

  • 9.1.4 В случае, если относительная погрешность по частоте превышает значение ± 1,0-10“11, произвести постройку частоты Ч1 -92 в соответствии с его руководством по эксплуатации. По завершении операции сохранить код смещения частоты в ПЗУ 41-92.

  • 9.1.5 Результаты поверки считать положительными, если:

  • •     значение относительной погрешности по частоте при нормальных условиях эксплуатации находится в пределах ± 2,0-10-10;

  • •     значение относительной погрешности по частоте после подстройки частоты 41-92 находится в пределах ± 1,0-10-11.

В противном случае 41-92 бракуют.

  • 9.2 Определение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты

Рекомендуется объединять измерения с п. 9.1

  • 9.2.1 Измерения среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты произвести в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 1.

Повторить п.п. 9.1.1 -9.1.3

  • 9.2.2 По истечении =17 минут (1000 с) значения среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты выходного сигнала 41-92 при интервалах времени измерения 1с, Юс, 100с определятся компаратором частотным VCH-308 автоматически.

  • 9.2.3 Результаты поверки считать положительными, если значения среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения результатов измерений частоты выходного сигнала 10 МГц не более:

  • - при интервале времени измерения 1 с ..................................... 1,4-1О-11;

  • - при интервале времени измерения 10 с ...................................5,0-10-12;

  • - при интервале времени измерения 100 с ................................. 1,4-10-12;

В противном случае Ч1 -92 бракуют.

  • 9.3 Определение абсолютной погрешности внешней синхронизации импульсного сигнала 1 Гц

    • 9.3.1 Определение погрешности синхронизации импульсного сигнала 1 Гц произвести с помощью стандарта частоты и времени водородного Ч1-76А и частотомера универсального CNT-90 по схеме, приведенной на рисунке 2.

Подключаемые к частотомеру универсальному CNT-90 кабели должны иметь одинаковую задержку прохождения сигналов в пределах 1 нс (одинаковые по длине и типу кабеля), в противном случае разность задержек в используемых кабелях должна учитываться при конечной обработке результатов измерений.

  • 9.3.2 Собрать схему, приведенную на рисунке 4. На вход «СИНХР» стандарта подать импульсный сигнал 1 Гц от стандарта частоты и времени водородного Ч1-76А. Этот же сигнал подать на вход «А» частотомера универсального CNT-90, работающего в режиме измерений интервалов времени. На вход «В» частотомера подать сигнал с выхода «1 Гц» стандарта.

Рисунок 2 - Схема определения абсолютной погрешности внешней синхронизации импульсного сигнала 1 Гц

  • 9.3.3 Настроить входы частотомера универсального CNT-90 в соответствии с параметрами импульсных сигналов 1 Гц:

  • - импульсный сигнал;

  • - измерения по переднему фронту;

  • - входная нагрузка 50 Ом;

  • - уровень срабатывания по переднему фронту 1 В.

  • 9.3.4 Нажать кнопку «СИНХР» на стандарте. Произвести измерение интервала времени между импульсными сигналами 1 Гц от стандарта и от стандарта частоты и времени водородного Ч1-76А.

  • 9.3.5 Повторить пункт 9.3.4 не менее 10 раз.

  • 9.3.6 Результаты поверки считать положительными, если максимальное по модулю значение погрешности синхронизации импульсного сигнала 1 Гц находятся в пределах ± 100 нс.

В противном случае Ч1 -92 бракуют.

10 ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ
  • 10.1 Стандарты частоты и времени рубидиевые 41-92 соответствуют метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа, если по результатам поверки установлено следующее:

  • • Значение относительной погрешности по частоте находится в пределах ± 2,0 - Ю'10.

  • • Значения среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты при интервале времени измерений Тизм не более:

Тизм=1с            1,4'Ю'11;

Тизм=Юс          5,0-10’12;

Тизм=100с         2,010’12.

  • • Значение абсолютной погрешности внешней синхронизации импульсного сигнала

1 Гц не более ± 100 нс.

  • 10.2 В соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений времени и частоты, утверждённой приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2018 г. № 1621 к рабочим эталонам 3 разряда установлены следующие обязательные требования: пределы допускаемой относительной погрешности по частоте д0/находится в пределах от ± 1,0-10'11 до ± 1,0-10‘9.

  • 10.3 Следовательно, стандарты частоты и времени рубидиевые 41-92 соответствуют требованиям, предъявляемым к рабочему эталону 3 разряда, по Государственной поверочной схеме для средств измерений времени и частоты если по результатам их поверки установлено, что значение относительной погрешности по частоте jo/ находится в пределах ± 2,0-10'10.

11 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

Результаты поверки 41-92 подтверждаются сведениями о результатах поверки средств измерений, включенными в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. По заявлению владельца 41-92 или лица, представившего его на поверку, на средство измерений наносится знак поверки, и (или) выдается свидетельство о поверке 41-92, и (или) в формуляр средства измерений вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки, или выдается извещение о непригодности к применению средства измерений.

Рекомендуемая форма протокола приведена в приложении А.

И.о. начальника отделения ГМЦ ГСВ4

В.Н. Федотов

И.Б. Норец

С.А. Семенов

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник отдела №71-

ученый хранитель ГЭТ 1-2018

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Инженер I категории лаборатории № 714

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Приложение А к Методике поверки 651-21-044 МП

Протокол поверки №_________

Наименование и адрес лаборатории.

Место осуществления лабораторией деятельности.

Наименование, адрес клиента.

Идентификация использованного метода.

ГСП. Стандарты частоты и времени рубидиевые 41-92. Методика поверки. 651-21-044 МП.

Описание, однозначная идентификация, и, при необходимости, состояние средства измерений.

Стандарт частоты и времени рубидиевые 41-92, заводской №_______, _________г.в.

Номер в госреестре:___________.

Дата получения средства измерений.

Дата (даты) работ по поверке.

Средства поверки.

Условия поверки.

от____до____

от____до____

от____до____

от____до____

от____до____

Температура окружающего воздуха, °C Относительная влажность, % Атмосферное давление, кПа Напряжение сети, В

4астота промышленной сети, Гц

Протокол поверки №________на____листах.

стр. 2

Результаты операций поверки.

1 Внешний осмотр средства измерений:

  • 2 Опробование:

Определение метрологических характеристик.
  • 3 Определение относительной погрешности по частоте.

Относительная погрешность по частоте при нормальных условиях эксплуатации при поступлении в поверку составила_______при допустимых значениях ± 2,0-10-10.

Произведена подстройка частоты опорного генератора (подстройка частоты опорного генератора не требуется). Относительная погрешность по частоте при выпуске из поверки составила _______при допустимых значениях ± 1,0-10-11.

  • 4 Определение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения (СКДО) частоты.

Таблица 1. СКДО результатов измерений частоты

Интервал времени измерения

Измеренное значение

Допустимое значение

1 с

1,4-Ю"11

Юс

5,0-10"12

100 с

1,4-Ю"12

  • 5 Определение абсолютной погрешности внешней синхронизации импульсного сигнала 1 Гц

Абсолютная погрешность внешней синхронизации импульсного сигнала 1 Гц составила _______при допустимых значениях ± 100 нс.

Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

Стандарт частоты и времени рубидиевый Ч1 -92 соответствуют метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа, так как по результатам поверки установлено следующее:

  • • Значение относительной погрешности по частоте находится в пределах ± 2,0 - Ю'10.

  • • Значения среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения частоты при интервале времени измерений тИЗм находятся в пределах:

Тизм=1с            1,4-Ю'11;

Тизм=Юс           5,0-10‘12;

Тизм = ЮОс          1,4 1012.

  • • Значение абсолютной погрешности внешней синхронизации импульсного сигнала

1 Гц не более ± 100 нс.

Протокол поверки №_______на____листах.

стр. 3

(только при поверке в качестве эталона)

В соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений времени и частоты, утверждённой приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2018 г. № 1621 к рабочим эталонам 3 разряда установлены следующие обязательные требования: пределы допускаемой относительной погрешности по частоте дс$ для рабочего эталона 3 находится в пределах от± 1,010‘11до± 1,0-10’9;

Следовательно, стандарт частоты и времени рубидиевый Ч1 -92 соответствуют требованиям, предъявляемым к рабочему эталону 3 разряда по Государственной поверочной схеме для средств измерений времени и частоты, так как результатам поверки установлено, что значение относительной погрешности по частоте д0/ находится в пределах± 2,0-10'10.

Заключение о годности.

На основании результатов поверки стандарта частоты и времени рубидиевого 41-92, заводской №_____________, признан соответствующим установленным в описании типа мет

рологическим требованиям, пригодным к применению в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и соответствующим требованиям к рабочему эталону 3 разряда по Государственной поверочной схеме для средств измерений времени и частоты (приказ Госстандарта от 31.07.2018№ 1621) (только при поверке в качестве эталона шкалы времени).

Идентификация лица, утвердившего протокол.

Поверитель

Подпись                  инициалы, фамилия

«_____ »__________20_____Г.

Всего листов 12

Лист 12

Настройки внешнего вида
Цветовая схема

Ширина

Левая панель