Методика поверки «Усилители заряда серии АР5000» (А3009.0249.МП-2018)

Методика поверки

Тип документа

Усилители заряда серии АР5000

Наименование

А3009.0249.МП-2018

Обозначение документа

ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"

Разработчик

904 Кб
1 файл

ЗАГРУЗИТЬ ДОКУМЕНТ

  

Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» Федеральное государственное унитарное предприятие РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

ЦЕНТР ИС ПЫТАНИЙ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Аттестат аккредитации № RA.RU.311769

607188, Нижегородская оба. г. Саров, пр. Мира. д. 37 Телефон 83130 22224 Факс 83130 22232 E-mail shvniZolil.vniiet~.ru

СОГЛАСОВАНО

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель ГЦИ СИ,

Директор

ООО «ГлобалТест»

главный метролог

ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

/ В.Н. Щеглов 2018 г.

Усилители заряда серии АР5000

Методика поверки

А3009.0249.МП-2018

Содержание

Приложение А (справочное) Перечень документов, на которые даны

ссылки в тексте методики поверки

Приложение Б (справочное) Перечень принятх сокращений

Настоящая методика поверки распространяется на усилители заряда серии АР5000.

Усилитель заряда серии АР5000 (далее по тексту - усилитель) предназначен для измерения , усиления и преобразования высокоимпедансного сигнала заряда пьезоэлектрических датчиков различной физической величины в низкоимпедансный сигнал напряжения.

Принцип действия усилителя основан на преобразовании сигналов, поступающих от первичных преобразователей (вибропреобразователя, датчика силы, давления и т.д. - далее датчик) в низкоимпедансный сигнал напряжения.

Питание усилителя осуществляется от внешнего источника питания напряжением от 18 до 30 В, ток питания усилителя от 2 до 20 мА (стандарт IEPE (integrated electronic piezoelectric)).

Структура обозначений усилителей (символы «X» могут отсутствовать): значение коэффициента преобразования, мВ/пКл

АР500Х-

XXX-

XX

индекс исполнения

индекс модификации

Конструктивные особенности усилителей приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип модификации

Конструктивные особенности

Коэффициент преобразования, мВ/пКл

Тип входного соединителя

Тип выходного соединителя

Наличие дифференциального входа

АР5000-ХХХ

0,1; 1; 10; 100

AR03(10-32 UNF)

BNC (Розетка)

нет

АР5000-ХХХ-01

0,1; 1; 10; 100

AR03(10-32 UNF)

BNC (Вилка)

нет

АР5000-ХХХ-02

0,1; 1; 10; 100

СР50-276ФВ (Вилка)

BNC (Розетка)

нет

АР5001-ХХХ

1; 10

2РМД18Б4Ш1В1

BNC (Розетка)

да

АР5001-ХХХ-01

1; 10

2РМ14Б4Ш1В1

BNC (Розетка)

да

АР5002

0,1; 1; 10

AR03(10-32 UNF)

BNC (Розетка)

нет

АР5002-01

0,1; 1; 10

BNC (Розетка)

BNC (Розетка)

нет

Данная методика поверки устанавливает методику первичной и периодической поверок усилителей. Первичной поверке усилители подвергаются при выпуске из производства и после ремонта. Организация и проведение поверки в соответствии с действующим «Порядок проведения поверки средств измерений...».

Межповерочный интервал - 1 год.

Перечень документов, на которые даны ссылки в тексте методики поверки, приведен в приложении А.

Перечень принятых сокращений приведен в приложении Б.

1 Операции поверки
  • 1.1 При проведении первичной и периодической поверок усилителя должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

  • 1.2 При получении отрицательного результата какой-либо операции поверки дальнейшая поверка не проводится, и результаты оформляются в соответствии с 8.2.

  • 1.3 Протокол поверки ведется в произвольной форме. При проведении периодической поверки допускается сокращать проверяемые режимы (амплитудные и частотные диапазоны) измерений в соответствии с потребностями потребителя и (или) техническими возможностями применяемых СИ, при этом в свидетельстве о поверке должна быть сделана запись об ограничении использования режимов (диапазонов) измерений.

Таблица 1- Перечень операций при поверке

Наименование операции

Номер пункта методики

Обязательность проведения при поверке

первичной

периодической

1 Внешний осмотр

7.1

+

+

2 Опробование

7.2

+

+

3 Проверка максимальной амплитуды входного заряда и максимальной амплитуды выходного напряжения

7.3

+

4 Проверка номинального значения и основной относительной погрешности коэффициента преобразования

7.4

+

+

5 Проверка рабочего диапазона частот и неравномерности АЧХ

7.5

+

+

6 Проверка уровня СКЗ собственных шумов

7.6

+

2 Средства поверки
  • 2.1 При проведении поверки применяют СИ и оборудование, приведенные в таблице 2.

  • 2.2  Допускается использовать другие СИ и оборудование, обеспечивающие требуемые диапазоны и точности измерений.

  • 2.3 Все применяемые СИ должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке. Оборудование, необходимое для проведения испытаний, должно быть аттестовано согласно ГОСТ Р 8.568.

3 Требования к квалификации поверителей
  • 3.1 К проведению поверки допускается персонал, изучивший ЭД на усилитель, данную методику поверки и имеющий опыт работы с оборудованием, перечисленным в таблице 2.

Таблица 2 - Перечень средств измерений и оборудования, применяемых при поверке

Наименование

СИ

Требуемые характеристики

Рекомендуемый

тип

Кол-

во

Пункт МП

Диапазон измерений

Погрешность измерений

Калибратор универсальный

от 0,5 до 100000 Гц; от 1 мВ до 30 В

±0,2 %

Н4-16

(per. №46627-11)

1

7.2, 7.3,

7.4, 7.5

Мультиметр

от 3 до 300000 Гц; до 100 В

±0,2 %

34410А

(per. №47717-11)

1

7.2, 7.4,

7.5

Анализатор спектра

от 0,1 до 100000 Гц; до 10 В

±0,5 %

А19

(per. №35402-11)

1

7.3, 7.5

Анализатор спектра низкочастотный

от 0 до 100000 Гц;

0,1 мкВ до 10 В

±1 %

R&S UPV (per. №48123-11)

1

7.6

Адаптер

1000 пФ

±0,25 %

El 000

1

все

Блок питания

от 18 до 30 В; от 4,7 до 20 мА

-

AS01

1

все

4 Требования безопасности
  • 4.1 При проведении поверки необходимо руководствоваться «Правилами устройства установок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей». Меры безопасности при подготовке и проведении измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0 и правилам по охране труда ПОТ РМ-016.

  • 4.2 При проведении поверки должны быть выполнены все требования безопасности, указанные в ЭД на усилитель и средства поверки.

5 Условия поверки

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

  • - температура окружающего воздуха от 18 до 25 °C;

  • - относительная влажность окружающего воздуха до 80 %;

  • - атмосферное давление от 84 до 106 кПа (от 630 до 795 мм рт.ст.);

  • - напряжение питающей сети от 198 до 224 В;

  • - частота питающей сети от 49,5 до 50,5 Гц.

6 Подготовка к проведению поверки
  • 6.1 Перед проведением поверки подготавливают СИ и оборудование к работе в соответствии с ЭД на них.

  • 6.2 Проверяют наличие действующих свидетельств о поверке на СИ, а также соответствие условий поверки разделу 5.

7 Проведение поверки
  • 7.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре необходимо установить отсутствие механических повреждений разъемов и корпуса усилителя.

  • 7.2 Опробование

    • 7.2.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. В качестве регистратора (5) подсоединяют анализатор спектра А19. В зависимости от модификации усилителя, подают с калибратора (1) на частоте 1 кГц через адаптер (4) на вход усилителя любое рекомендуемое напряжение из таблицы 4.

    • 7.2.2 Усилитель считается выдержавшим испытания, если на экране анализатора наблюдается синусоидальный сигнал без видимых на глаз искажений.

а) схема измерений для АР5000-ХХХ-ХХ, АР5002-ХХ

б) схема измерений для АР5001-ХХХ-ХХ

1 - калибратор универсальный Н4-16; 2 - генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-122;   3, 5 - регистратор (мультиметр 34410А, анализатор

спектра А19); 4 - адаптер Е1000 (Ci=lООО пФ ±0,25%);

AS 01 - блок питания (UnHT=24 В; 1ПИт=4,7 мА)

Примечание - СИ (2) и (3) применяются при отсутствии калибратора (1).

Рисунок 1 - Схема измерений

  • 7.3 Проверка максимальной амплитуды входного заряда и максимальной амплитуды выходного сигнала

    • 7.3.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. В качестве регистратора (5) подсоединяют анализатор спектра А19. Включают и прогревают измерительные приборы в соответствии с ЭД на них.

    • 7.3.2 На частоте 1 кГц с калибратора (1) через адаптер (4) подают на вход усилителя СКЗ напряжения:

  • - 36,0 В для АР5000-0Д-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 3,60 В для АР5000-001-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 0,36 В для АР5000-010-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 0,036 В для АР5000-100-ХХ;

  • - 2,16 В для АР5001-001-XX;

  • - 0,216 В для АР5001-010-ХХ.

  • 7.3.3 С помощью анализатора спектра (5) измеряют СКЗ напряжения и коэффициент гармоник выходного сигнала.

  • 7.3.4 Усилитель считают выдержавшим испытания, если СКЗ напряжения выходного сигнала не менее:

  • - 3,53 В (5 В амплитудное значение) для АР5000-ХХХ-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 2,12 В (3 В амплитудное значение) для АР5001-ХХХ-ХХ, а коэффициент гармоник не превышает 5 %.

  • 7.4  Проверка номинального значения и основной относительной погрешности коэффициента преобразования

    • 7.4.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. В качестве регистратора (5) подсоединяют мультиметр 34410А. Включают и прогревают измерительные приборы в соответствии с ЭД на них.

    • 7.4.2 На частоте 1 кГц с калибратора (1) через адаптер (4) подают на вход усилителя первое рекомендуемое СКЗ напряжения из таблицы 3 и с помощью регистратора (5) измеряют СКЗ выходного напряжения.

    • 7.4.3 Рассчитывают основную относительную погрешность коэффициента преобразования 8npi, %, по формуле

и

$пр,= —--100, (1)

-К/7?

где ивыхЛ - выходное напряжение усилителя при i-ом измерении, мВ;

U3ad.i - входное напряжение усилителя при i-ом измерении, мВ;

КПР - номинальное значение коэффициента преобразования испытуемого усилителя.

  • 7.4.4 Повторяют измерения по 7.4.2, 7.4.3 для всех рекомендуемых значений входного напряжения из таблицы 3.

Таблица 3 - Рекомендуемые значения СКЗ входного напряжения

А1

35000-0,1 -XX, АР5002-ХХ   КПР=0,1

UpeK.ii мВ

30000

10000

5000

2000

1000

500

100

^зад.Ь МВ

Ugwx.b мВ

А °А ипрЬ /0

АР5000-001-ХХ, АР5002-ХХ КПР=1

UpgK.ii мВ

3000

1000

500

100

50

20

10

U3ad.ii мВ

Свых./> мВ

8ПР1, %

АР5000-010-ХХ, АР5002-ХХ   КПР=10

UpeK.ii мВ

300

100

50

30

10

5

2

U3ad.i1 мВ

Ugbix.b мВ

8прь %

АР5000-100-ХХ КПР=Ю0

Сре к. ii мВ

30

20

10

5

3

2

1

С'зад. 11 мВ

Свыл./> мВ

8прь %

АР5001-001-XX    КПР=1

Uрек. ii мВ

2000

1000

500

200

100

10

5

U3ad.i1 мВ

Ueux.i’ мВ

%

АР5001-010-ХХ   КПР

UpeK.ii мВ

200

100

50

20

10

5

2

U3ad.i, МВ

ивых мВ

8Прь %

  • 7.4.5 Усилитель считают выдержавшим испытания, если допускаемая основная относительная погрешности преобразования заряда в напряжение на частоте 1 кГц находится в пределах ±2 %.

  • 7.5 Проверка рабочего диапазона частот и неравномерности АЧХ

    • 7.5.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. В качестве регистратора (5) подсоединяют мультиметр 34410А. Включают и прогревают измерительные приборы в соответствии с ЭД на них.

    • 7.5.2 На частоте 1 кГц с калибратора (1) через адаптер (4) подают на вход усилителя рекомендуемое СКЗ напряжения из таблицы 4 и с помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения.

    • 7.5.3 Повторяют измерения по 7.5.2 для всех рекомендуемых частот из таблицы 4. На частотах ниже 3 Гц измерения выходного напряжения проводят с помощью анализатора А19.

Таблица 4 - Рекомендуемые значения частот

АР5000-0Д-ХХ, АР5002-ХХ     КПР=0,1

F, Гц

0,5

2

3

5

10

50

100

1000

5000

10000

50000

70000

100000

UpeK.ii мВ

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

U3ad.i, мВ

Uewx.b мВ

А %

АР5000-001-ХХ, АР5002-ХХ КПР=1

F„ Гц

0,5

2

3

5

10

50

100

1000

5000

10000

50000

70000

100000

Uрек.if МВ

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

Ujad.ii мВ

Uebix.ii мВ

А %

АР5000-010-ХХ, АР5002-ХХ   КПР=10

F„ Гц

0,5

2

3

5

10

50

100

1000

5000

10000

50000

70000

100000

Uрек. if мВ

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

Ujad.ii мВ

ивых.„ мВ

5ь %

АР5000-100-ХХ   Кпр-100

Fh Гц

0,5

3

5

7

10

50

100

1000

5000

10000

50000

70000

100000

^pex.if мВ

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

Ujad.ii мВ

Ugbix.i, мВ

А %

АР5001-001-ХХ   КПР=1

F, Гц

1

5

7

10

50

100

200

500

1000

3000

5000

7000

10000

UpeK.ii мВ

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

U3ad.i1 мВ

Uebix.ii мВ

8ь %

АР5001-010-ХХ   КПР

F„ Гц

1

5

7

10

50

100

200

500

1000

3000

5000

7000

10000

Uрек.if мВ

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

Uзад. а мВ

Ueux.ii мВ

А %

  • 7.5.4 Рассчитывают неравномерность АЧХ 5;, %, по формуле

(2)

где ивыхЛ - выходное напряжение усилителя на i-ой частоте из таблицы 4; Узадл - входное напряжение усилителя на i-ой частоте из таблицы 4; UЗад. 1кГц - входное напряжение усилителя на частоте 1 кГц; ивых.1кГц ~ выходное напряжение усилителя на частоте 1 кГц.

  • 7.5.5 Усилитель считают выдержавшим испытания, если:

а) рабочий частотный диапазон по уровню минус 3 дБ составляет:

  • - от 0,5 до 100000 Гц для АР5000-ХХХ-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - от 1 до 10000 Гц для АР5001-ХХХ-ХХ,

б) неравномерность частотной характеристики находится в пределах ±1 % в диапазоне частот:

  • - от 3 до 50000 Гц для АР5000-0,1-ХХ, АР5000-001-ХХ, АР5000-010-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - от 5 до 50000 Гц для АР5000-100-ХХ;

  • - от 7 до 5000 Гц для АР5001-ХХХ-ХХ.

7.6 Проверка уровня СКЗ собственных шумов

  • 7.6.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. В качестве регистратора (5) подсоединяют анализатор спектра низкочастотный R&S UPV. Вместо калибратора (1) подсоединяют к адаптеру (4) короткозамкнутую заглушку и измеряют СКЗ напряжения выходного сигнала в полосе частот от 2 до 22500 Гц.

  • 7.6.2 Рассчитывают уровень СКЗ собственных шумов QmyM, пКл, по формуле

=                                         О)

пр

где ивых.Кз - выходное напряжение усилителя, мВ;

Кпр~ коэффициент преобразования усилителя, мВ/пКл.

  • 7.6.3 Усилитель считают выдержавшим испытания, если уровень СКЗ собственных шумов, приведенный ко входу для емкости датчика 1 нФ составляет, не более:

  • - 50-10'3 пКл для АР5000-0Д-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 20 10"3 пКл для АР5000-001-ХХ, АР5001-001-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 1010’3 пКл для АР5000-010-ХХ, АР5001-010-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 5-Ю’3 пКл для АР5000-100-ХХ.

8 Оформление результатов поверки
  • 8.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке по форме, установленной в действующих нормативных документах. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) паспорт.

  • 8.2 Усилитель, не прошедший поверку, к применению не допускают. На него выдают извещение о непригодности по форме, установленной в действующих нормативных документах.

  • 7.5.5 Усилитель считают выдержавшим испытания, если:

а) рабочий частотный диапазон по уровню минус 3 дБ составляет:

  • - от 0,5 до 100000 Гц для АР5000-ХХХ-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - от 1 до 10000 Гц для АР5001-ХХХ-ХХ,

б) неравномерность частотной характеристики находится в пределах ±1 % в диапазоне частот:

  • - от 3 до 50000 Гц для АР5000-0Д-ХХ, АР5000-001-XX, АР5000-010-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - от 5 до 50000 Гц для АР5000-100-ХХ;

  • - от 7 до 5000 Гц для АР5001-ХХХ-ХХ.

7.6 Проверка уровня СКЗ собственных шумов

  • 7.6.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. В качестве регистратора (5) подсоединяют анализатор спектра низкочастотный R&S UPV. Вместо калибратора (1) подсоединяют к адаптеру (4) короткозамкнутую заглушку и измеряют СКЗ напряжения выходного сигнала в полосе частот от 2 до 22500 Гц.

  • 7.6.2 Рассчитывают уровень СКЗ собственных шумов QmyM, пКл, по формуле

6.,,,,=%^,                                       (3)

пр

где ивых.кз - выходное напряжение усилителя, мВ;

Кпр~ коэффициент преобразования усилителя, мВ/пКл.

  • 7.6.3 Усилитель считают выдержавшим испытания, если уровень СКЗ собственных шумов, приведенный ко входу для емкости датчика 1 нФ составляет, не более:

  • - 50-10'3 пКл для АР5000-0Д-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 20Ю'3 пКл для АР5000-001-ХХ, АР5001-001-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 5 -10'3 пКл для АР5000-010-ХХ, АР5001-010-ХХ, АР5002-ХХ;

  • - 210’3 пКл для АР5000-100-ХХ.

8 Оформление результатов поверки
  • 8.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке по форме, установленной в действующих нормативных документах. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) паспорт.

  • 8.2 Усилитель, не прошедший поверку, к применению не допускают. На него выдают извещение о непригодности по форме, установленной в действующих нормативных документах.

Приложение А

(справочное)

Перечень документов, на которые даны ссылки в тексте методики поверки

Обозначение документа, на который дана ссылка

Наименование документа, на который дана ссылка

ГОСТ 12.2.007.0-75

ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ Р 8.568-97

ГСИ. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке. Введен приказом Минпромторга России от 02 июля 2015г. № 1815

ПОТ РМ-016-2001

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок

Приложение Б

(справочное)

Перечень принятых сокращений

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;

СКЗ - среднее квадратическое значение;

СИ - средство(а) измерений;

ЭД - эксплуатационная документация.

Настройки внешнего вида
Цветовая схема

Ширина

Левая панель