Методика поверки «Устройства синхронизации единого времени серии СВ» (ЭКРА.426472.003 МП)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЯ «ВСЕРОССЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ»

(ФГУП «ВНИИФТРИ»)

УТВЕРЖДАЮ

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

Устройства синхронизации единого времени серии СВ

Методика поверки

ЭКРА.426472.003 МП

р.п. Менделееве

• 1. Общие положения

• 2. Операции поверки

• 3. Средства поверки

• 4. Требования к квалификации поверителей

• 5. Требования безопасности

• 6. Условия поверки

• 7. Подготовка к поверке

• 8. Проведение поверки

• 9. Оформление результатов поверки

• 3.1 При проведении поверки применяют средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 3.2 Допускается использование других эталонов и средств измерений, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемого СВ с требуемой точностью.

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

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица, имеющие квалификацию поверителя в области радиочастотных измерений и квалификационную группу по электробезопасности не ниже третьей с правом работы с электроустановками напряжением до 1000 В.

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

• 6.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха

  (20±5)°C; от 30 до 80 %;

  (220±22) В;

  (50±1)Гц.

• - относительная влажность окружающего воздуха

• - напряжение питания

• - частота сети питания

• 7.1 Подготовить СВ к работе в соответствии с руководством по эксплуатации, средства поверки - в соответствии с их эксплуатационной документацией.

• 7.2 Перед поверкой СВ выдержать в условиях, указанных в и. 6.1, не менее двух часов.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При внешнем осмотре проверить соответствие СВ следующим требованиям:

• - соответствие комплектности СВ паспорту;

• - сохранность пломб;

• - чистоту и исправность соединителей;

• - отсутствие внешних механических повреждений корпуса, мешающих работе с прибором, и ослабления элементов конструкции;

• - сохранность органов управления.

• 8.1.2 Результаты поверки считать положительными, если выполняются условия п. 8.1.1, в противном случае СВ бракуют.

• 8.2.1 Опробование СВ провести последовательно в соответствии с указаниями, приведенными в разделе 4 руководства по эксплуатации: ЭКРА.426472.003 РЭ для серии СВ-02 А, ЭКРА.426472.004 РЭ для серии СВ-03, ЭКРА.426472.005 РЭ для серии СВ-04.

• 8.2.2 Прогреть осциллограф цифровой DSO-X3012A в течении 30 минут. Подключить на вход осциллографа входной сигнал частотой 1 Гц на нагрузке 50 Ом.

Определить параметры импульсного сигнала 1 Гц на выходе TTL с помощью осциллографа:

• - верхний уровень напряжения (логическая «1»);

• - нижний уровень напряжения (логический «0»),

• 8.2.3 Результаты поверки считать положительными, если по истечении не более 5 минут световой индикатор «Синхр.» светится зеленым цветом, что означает: приемная антенна 1 НСС подключена, навигационные данные принимаются, внутренний опорный источник частоты синхронизирован.

Параметры импульсного сигнала 1 Гц на выходе TTL составляют:

• - логическая 1, В, не менее                      2,6;

• - логический О, В, не более                     0,4.

В противном случае СВ бракуют.

• 8.3 Определение разности формируемой ШВ относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS

• 8.3.1 Разность формируемой ШВ относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS определить с помощью изделия ПС-161 ТСЮИ.461531.014, работающего в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS, и частотомера универсального CNT-90 по схеме, приведенной на рисунке 1.

Примечание - Кабели, подключаемые к входам «А» и «В» частотомера, должны быть одинаковыми.

Рисунок 1 - Схема для определения разности формируемой ШВ относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS

• 8.3.2 На вход «В» частотомера подать импульсный сигнал 1 Гц от СВ (здесь и далее: для модификации СВ-02А - BNC разъем «TTL1 (1PPS)», для модификаций СВ-03 и СВ-04 интерфейсный разъем Х2 контакты 1 «PPS+» и 2 «PPS-»), на вход «А» частотомера подать импульсный сигнал 1 Гц от изделия ПС-161 ТСЮИ.461531.014, на вход «ЕХТ» подать гармонический сигнал 10 МГц. Частотомер универсальный CNT-90 установить в режим внешней синхронизации, измерение интервалов времени.

• 8.3.3  Настроить входы «А» и «В» частотомера в соответствии с параметрами импульсных сигналов 1 Гц:

• - импульсный сигнал;

• - измерения по переднему фронту;

• - входная нагрузка 50 Ом;

• - уровень напряжения точки привязки по переднему фронту 1,0 В.

Произвести не менее 100 измерений интервала времени между выходными импульсными сигналами 1 Гц СВ и изделия ПС-161 ТСЮИ.461531.014 (разность формируемой ШВ относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU)).

• 8.3.4 Оценить среднее арифметическое значение измеряемого интервала времени по формуле (1):

T = |-sr₌₁Ti ,                        О)

где Т[ -z-й результат измерений;

п - количество результатов измерений.

Вычислить среднее квадратическое отклонение результатов измерений по формуле (2):

о =

(2)

Вычислить среднее квадратическое отклонение среднего арифметического по форму-(3)

Рассчитать доверительные границы случайной составляющей погрешности по форму-

(4)

где t - коэффициент Стьюдента, равный 2,042 при (л-1) > 30 и доверительной вероятности 95 %.

• 8.3.5 Оценить доверительные границы неисключенной систематической погрешности (НСП) по формуле (5):

&z = +к •                  ,                            (5)

где к = 1,1 при количестве составляющих НСП не менее 3 и доверительной вероятности 95 %;

0_±- пределы допускаемой абсолютной погрешности привязки шкалы времени относительно шкалы времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS ±50 нс;

0₂ - пределы допускаемой погрешности измерения интервалов времени при использовании частотомера универсального CNT-90, ±0,62 нс.

0₃ и 0₄ - пределы допускаемой погрешности при измерении задержки сигнала в кабелях, подключаемых к частотомеру универсальному CNT-90, ±0,62 нс.

• 8.3.6 Оценить доверительные границы погрешности по формуле (6):

21 = К • S,             ,

где К - коэффициент, зависящий от соотношения случайной составляющей погрешности и НСП, рассчитывается по формуле (9);

S_s - суммарное среднее квадратическое отклонение вычислить по формуле (7):

Sz =     + 5?      ,

где S₀ - среднее квадратическое отклонение НСП, вычислить по формулам (8) и (9):

, (9)

Максимальную разность формируемой ШВ относительно ШВ UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS определить по формуле (10):

ДТ_тах = +(\Т\ + Д) .

• 8.3.7 При первичной поверке необходимо произвести корректировку разности формируемой ШВ относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS:

• Персональный компьютер и СВ соединить как показано на рисунке 2. Настроить сетевую карту на одну сеть с СВ. По умолчанию IP адреса СВ LAN1 и LAN2 имеют значения 192.168.0.100 и 192.168.0.101 соответственно.

• •  Запустить конфигуратор устройств серии СВ и подключиться к СВ в соответствии с руководством по эксплуатации;

• •  Нажать «Считать - >».

• •  В графе «OFFSET_CLOCK» ввести значение Т в нс.

• •  Записать в память СВ нажав «Записать в СВ». Пароль для записи по умолчанию «1».

• •  Убедиться, что запись прошла успешно: в окне лога программы появится запись с указанием текущего времени «файл записан успешно!».

• •  Перезапустить СВ нажав «Перезапуск СВ».

  

Рисунок 2 - Схема подключения СВ к персональному компьютеру.

• 8.3.8 Результаты поверки считать положительными, если значения разности формируемой ШВ относительно национальной шкалы координированного времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS находятся в пределах ±1,0 мкс. В противном случае СВ бракуют.

8.4 Определение среднего квадратического отклонения результатов измерений ШВ при интервале времени измерения 1 с в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS

• 8.4.1 Определение среднего квадратического отклонения результатов измерений ШВ при интервале времени измерения 1 с в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS произвести по схеме, приведенной на рисунке 3.

  

Рисунок 3 - Схема для определения среднего квадратического отклонения результатов измерений ШВ при интервале времени измерения 1 с в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS

• 8.4.2 На вход «В» частотомера подать импульсный сигнал 1 Гц от СВ, на вход «А» частотомера подать импульсный сигнал 1 Гц от стандарта частоты рубидиевого FS725, на вход «ЕХТ» подать гармонический сигнал 10 МГц. Частотомер универсальный CNT-90 установить в режим внешней синхронизации, измерение интервалов времени.

• 8.4.3 Настроить входы «А» и «В» частотомера в соответствии с параметрами импульсных сигналов 1 Гц:

• - импульсный сигнал;

• - измерения по переднему фронту;

• - входная нагрузка 50 Ом;

• - уровень напряжения точки привязки по переднему фронту 1,0 В.

Произвести не менее 100 измерений интервала времени между выходными импульсными сигналами 1 Гц СВ и стандарта частоты рубидиевого FS725.

• 8.4.4 Частотомер универсальный CNT-90 автоматически произведет расчет среднего квадратического отклонения результатов измерений аналогично формуле (2). Зафиксировать полученное значение «Std».

• 8.4.5 Результаты поверки считать положительными, если значения среднего квадратического отклонения результатов измерений ШВ при интервале времени измерения 1 с в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS не превышает 50 нс. В противном случае СВ бракуют.

• 8.5 Определение задержки выдачи телеграммы IRIGB-007 через порт RS-422 относительно формируемой ШВ

Задержку выдачи телеграммы IRIGB-007 через порт RS-422 относительно формируемой ШВ провести по схеме, приведенной на рисунке 4

• 8.5.1 При формировании телеграммы IRIGB-007 СВ производит синхронизацию кадра с формируемой ШВ. Фактически посылка кадра происходит при появлении переднего фронта импульсного сигнала 1 Гц.

Рисунок 4 - Схема для определения задержки выдачи телеграммы IRIGB-007 через порт RS-422 относительно формируемой ШВ

13

30

4С

TIME ГРАРЕ 1 SECCND IHDEX CDUNT O.Cl SECQKDS

Рисунок 5 - Структура телеграммы IRIGB-007

Протокол IRIGB-007 представляет из себя закодированную информацию о дате и времени. Привязка ШВ, закодированного в кадре времени, происходит по переднему фронту первого импульса в кадре. Так как кадр представляет из себя непрерывный поток импульсов, формируемый раз в секунду, то необходимо идентифицировать два продолжительных импульса, причем первый будет означать конец кадра, второй начало кадра. Наглядно структура кадра представлена на рисунке 5.

На вход «А» осциллографа подать импульсный сигнал 1 Гц СВ, на вход «В» осциллографа подать импульсный сигнал IRIGB-007.

• 8.5.2 Настроить входы «А» и «В» осциллографа в соответствии с параметрами импульсного сигнала 1 Гц:

• - импульсный сигнал;

• - измерения по переднему фронту;

• - входная нагрузка 50 Ом;

• - уровень напряжения точки привязки по переднему фронту 1,0 В.

Произвести синхронизацию по переднему фронту импульсного сигнала 1 Гц. Убедиться, что передний фронт находится между двумя продолжительными импульсами, отмеченными на рисунке 5.

Произвести не менее 10 измерений интервала времени между выходным импульсным сигналом 1 Гц СВ и импульсным сигналом, являющимся началом кадра телеграммы IRIGB-007. Зафиксировать максимальное значение задержки выдачи телеграммы IRIGB-007 через порт RS-422 относительно формируемой ШВ.

• 8.5.3 Результаты поверки считать положительными, если значения задержки выдачи телеграммы IRIGB-007 через порт RS-422 относительно формируемой ШВ не превышает 100 нс. В противном случае СВ бракуют.

• 8.6 Определение абсолютной погрешности хранения формируемой ШВ в автономном режиме работы за 1 сутки при изменении температуры окружающей среды не более 5 °C

Абсолютную погрешность хранения формируемой ШВ в автономном режиме за сутки определить с помощью изделия ПС-161 ТСЮИ.461531.014, работающего в режиме синхронизации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS, и частотомера универсального CNT-90 по схеме, приведенной на рисунке 1.

• 8.6.1 Определить Т в соответствии с п.п. 8.3.1-8.3.4. Перевести СВ в режим автономного хранения, отключив антенну.

• 8.6.2 По истечении 1 суток повторить измерения в соответствии с п.п. 8.3.2 - 8.3.4 и аналогично формуле (1) рассчитать 7\.

Значение абсолютной погрешности хранения формируемой ШВ в автономном режиме за 1 сутки определить по формуле (11):

21Т = 7\ — Т         .                            (11)

• 8.6.3 Результаты поверки считать положительными, если значение абсолютной погрешности хранения формируемой ШВ в автономном режиме за 1 сутки при изменении температуры окружающей среды не более 5 °C находятся в пределах ±10 мс. В противном случае СВ бракуют.

8.7.1 Собрать схему согласно рисунку 6.

Рисунок 6 - Схема для идентификации программного обеспечения.

• 8.7.2 Подключиться к СВ через интерфейс Ethernet в соответствии с руководством по эксплуатации.

Персональный компьютер и СВ должны быть в одной сети. По умолчанию IP адреса LAN1 и LAN2 имеют значения 192.168.0.100 и 192.168.0.101 соответственно.

• 8.7.3 Запустить программу «Конфигуратор устройств серии СВ». Нажать «О сервере» и зафиксировать идентификационные данные программного обеспечения как показано на рисунке 7.

• 8.7.4 Результаты поверки считать положительными, если идентификационные данные соответствуют данным, представленным в таблице 3. В противном случае СВ бракуют.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

S V 0 Z a Vi .0 . г с

Всего листов 12

Лист 12