Методика поверки «Осциллографы цифровые запоминающие серии WaveRunner 9000R» (ПР-23-2019 МП)

Государственная система обеспечения единства измерений Акционерное общество

«Приборы, Сервис, Торговля»

(АО «ПриСТ»)

УТВЕРЖДАЮ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Осциллографы цифровые запоминающие серии WaveRunner 9000R

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ПР-23-2019МП г. Москва 2019 г.

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок осциллографов цифровых запоминающих серии WaveRunner 9000R изготавливаемых Teledyne LeCroy, Inc., США.

Осциллографы цифровые запоминающие серии WaveRunner 9000R (далее по тексту -осциллографы) предназначены для исследования формы и измерения амплитудных и временных параметров электрических сигналов.

Межповерочный интервал 1 год.

Периодическая поверка осциллографов в случае их использования для измерений на меньшем числе каналов измерений, по отношению к указанным в разделе «Метрологические и технические характеристики» описания типа, допускается на основании письменного заявления владельца средств измерений, оформленного в произвольной форме. Соответствующая запись должна быть сделана в свидетельстве о поверке приборов.

Таблица 1 - Операции поверки

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении поверки должны применяться средства поверки, перечисленные в таблицах 2 и 3.

• 2.2 Допускается применять другие средства поверки, обеспечивающие измерение значений соответствующих величин с требуемой точностью.

• 2.3 Все средства поверки должны быть исправны, поверены и иметь свидетельства (отметки в формулярах или паспортах) о поверке.

Таблица 2 - Средства поверки

Таблица 3 - Вспомогательные средства поверки

3 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

К поверке допускаются лица, изучившие эксплуатационную документацию на поверяемые средства измерений, эксплуатационную документацию на средства поверки и соответствующие требованиям к поверителям средств измерений согласно ГОСТ Р 56069-2014.

• 4.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования ГОСТ 12.27.0-75, ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.27.7-75, требования правил по охране труда при эксплуатации электроустановок, утвержденных приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 24 июля 2013 г № 328Н.

• 4.2 Средства поверки, вспомогательные средства поверки и оборудование должны соответствовать требованиям безопасности, изложенным в руководствах по их эксплуатации.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха (23 ± 5) °C;

• - относительная влажность до 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106 кПа или от 630 до 795 мм рт. ст.

• 6.1   Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• -  проведены технические и организационные мероприятия по обеспечению безопасности проводимых работ в соответствии с действующими положениями ГОСТ 12.27.0-75;

• -  проверить наличие действующих свидетельств поверки на основные и вспомогательные средства поверки.

• 6.2 Средства поверки и поверяемый прибор должны быть подготовлены к работе согласно их руководствам по эксплуатации.

• 6.3  Проверено наличие удостоверения у поверителя на право работы на электроустановках с напряжением до 1000 В с группой допуска не ниже III.

• 6.4 Контроль условий проведения поверки по пункту 5 должен быть проведен перед началом поверки.

• 7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

Перед поверкой должен быть проведен внешний осмотр, при котором должно быть установлено соответствие поверяемого прибора следующим требованиям:

• - исправность органов управления, четкость фиксации их положения;

• - все разъемы, клеммы и измерительные провода не должны иметь повреждений и должны быть чистыми;

• - отсутствие механических повреждений корпуса и ослабления крепления элементов конструкции (определяется на слух при наклонах прибора)

При наличии дефектов поверяемый прибор бракуется и подлежит ремонту.

Опробование осциллографов проводят путем проверки их на функционирование в соответствии с руководством по эксплуатации.

При отрицательном результате проверки прибор бракуется и направляется в ремонт.

Проверка идентификационных данных программного обеспечения осциллографов осуществляется путем вывода на дисплей прибора информации о версии программного

лист № 5 Всего листов 13 обеспечения. Вывод системной информации осуществляется по процедуре, описанной в руководстве по эксплуатации на прибор.

Результат поверки считать положительным, если версия программного обеспечения соответствует данным, приведенным в таблице 4.

Таблица 4 - Характеристики программного обеспечения

Определение сопротивления входных каналов осциллографа проводить методом прямого измерения сопротивления калибратором осциллографов Fluke 9500В в следующей последовательности:

• 7.4.1  Подключить калибратор осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530 ко входу 1 осциллографа.

• 7.4.2 На калибраторе установить режщм измерения сопротивления.

• 7.4.3 Включить осциллограф и выполнить сброс на заводские настройки согласно инструкции по эксплуатации.

• 7.4.4 В меню «Утилиты» в разделе «Калибровка» установить режим «Динамическая калибровка».

• 7.4.5 Провести измерения сопротивления входа осциллографа при настройках, приведенных в таблице 5.

• 7.4.6 Провести измерения по п.п. 7.4.1 - 7.4.4 для каждого канала осциллографа.

• 7.4.7 Определить отклонение сопротивления входных каналов осциллографа от номинального значения Ar по формуле (1):

Ar-Ribm-Rhom                                          (1)

где: R_lBM - значение сопротивления входного канала, измеренное калибратором осциллографов Fluke 9500В, Ом;

Ином - значение сопротивления входного канала, установленного в осциллографе. Ом.

Результаты поверки считать положительными, если измеренные значения находятся в пределах, приведенных в таблице 5.

Таблица 5 - Определение отклонения сопротивления входных каналов осциллографа от номинальных значений

Определение относительной погрешности установки коэффициентов отклонения производится с помощью калибратора осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530.

• 7.5.1  Подключить калибратор осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530 ко входу 1 осциллографа.

• 7.5.2 Органы управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

• - канал 1 - Включен

• - связь входа - DC 50 Ом

• - ограничение полосы пропускания - 20 МГц;

• - синхронизация: тип - Фронт

• - источник - Канал 1

• - режим - Авто;

• - настройки экрана: тип - Вектор, накопление - Выключено;

• - режим измерения - Среднее значение (Mean), статистика измерений - включена;

• - коэффициент отклонения - устанавливается из таблицы 6;

• 7.5.3 Для получения результата измерения произвести считывание среднего значения результата измерения при числе статистки измерений не менее 50.

• 7.5.4 Установить калибратор в режим источника напряжения постоянного тока положительной полярности. Измерения провести при значениях коэффициентов отклонения (К_о), входного сопротивления, выходного напряжения с калибратора, указанных в таблице 6.

• 7.5.5 Установить калибратор в режим источника напряжения постоянного тока отрицательной полярности. Измерения провести при значениях коэффициентов отклонения (К_о), входного сопротивления, выходного напряжения с калибратора, указанных в таблице 6.

• 7.5.6 Определить относительную погрешность установки коэффициентов отклонения 5Ко по формуле (2):

где U+, U. - измеренные при помощи осциллографа значения напряжения постоянного тока положительной или отрицательной полярности, В;

V₊, V. - установленные на калибраторе значения напряжения постоянного тока положительной или отрицательной полярности, В.

• 7.5.7 Повторить измерения по п.п. 7.5.1 - 7.5.6 для остальных каналов осциллографа.

Таблица 6 - Определение относительной погрешности установки коэффициентов отклонения

Продолжение таблицы 6

Результаты поверки считать положительными, если полученные значения погрешностей не превышают пределов допускаемой относительной погрешности коэффициентов отклонения, приведенных в таблице 6.

Определение погрешности измерения напряжения проводить с помощью калибратора осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530.

• 7.6.1  Подключить калибратор осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530 ко входу 1 осциллографа.

• 7.6.2 Органы управления осциллографа установить в следующие положения:

• - канал 1 - Включен, связь входа - DC 50 Ом;

• - ограничение полосы пропускания - 20 МГц;

• - режим «Динамическая калибровка» включен

• - синхронизация: режим - Авто;

• - режим измерения - Среднее значение (Mean), статистика измерений - включена;

• - коэффициент отклонения - устанавливается из таблицы 7.

• 7.6.3 Для получения результатов измерений произвести считывание среднего значения результата измерения при числе статистки измерений не менее 50.

• 7.6.4 Провести измерения при значениях коэффициента отклонения, входного сопротивления, выходного напряжения с калибратора, указанных в таблице 7.

• 7.6.5 Повторить измерения по п.п. 7.6.1 - 7.6.4 для остальных каналов осциллографа.

Таблица 7 - Определение абсолютной погрешности измерения напряжения постоянного тока

Продолжение таблицы 7

Результаты поверки считать положительными, если полученные значения погрешностей не превышают пределов допускаемой абсолютной погрешности, приведенных в таблице 7.

Определение абсолютной погрешности измерения постоянного напряжения со смещением проводить с помощью калибратора осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530.

• 7.7.1  Подключить калибратор осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530 ко входу 1 осциллографа.

• 7.7.2 Органы управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

• - канал 1 - Включен, связь входа - DC 50 Ом, ограничение полосы пропускания -20 МГц;

• - синхронизация: тип - режим - Авто;

• - режим «Динамическая калибровка» включен;

• - режим измерения - Среднее значение (Mean), статистика измерений - включена;

• - коэффициент отклонения - устанавливается из таблицы 8.

• 7.7.3 В меню канала выбрать функцию «Смещение» и установить сигнал по центральной горизонтальной линии осциллографа.

• 7.7.4 Подать напряжение положительной полярности (U+), значение которого приведено в таблице 8, с калибратора на вход канала 1 осциллографа. Значение напряжения не должно превышать максимально допустимый уровень на входе осциллографа.

7.7.5. Произвести установку напряжения смещения, равного по величине выходному напряжению калибратора, но имеющему противоположный знак.

• 7.7.6 Провести измерения заданного постоянного уровня с калибратора при помощи автоматических измерений осциллографа.

• 7.7.7 Определить абсолютную погрешность измерения постоянного напряжения со смещением по формуле (3):

A=|U»3mHUk|                                          (3)

где U_H3M - значение напряжения, измеренное поверяемым осциллографом, В;

U_K- значение напряжения, установленное на калибраторе, В.

• 7.7.8 Провести измерения по п. 7.7.1 - 7.7.7 при остальных значениях коэффициента отклонения и значениях уровня постоянного напряжения, включая отрицательные значения, указанных в таблице 8.

• 7.7.9 Провести измерения по п.п. 7.7.1 - 7.7.8 для остальных каналов осциллографа. При этом неиспользуемые каналы должны быть отключены.

• 7.7.10 Провести измерения по п.п. 7.7.1 - 7.7.9 при входном сопротивлении каналов 1 МОм.

Результаты поверки считать положительными, если во всех поверяемых точках, абсолютная погрешность измерения не превышает пределов, приведенных в таблице 8.

Таблица 8 - Определение абсолютной погрешности измерения напряжения постоянного тока постоянным смещением

Определение полосы пропускания осциллографа проводить методом прямого измерения поверяемым прибором частоты испытательного сигнала, воспроизводимого эталоном -генератором высокочастотным. Для моделей осциллографов с полосой пропускания свыше 3 ГГц сигнал от генератора подавать через опциональный адаптер LeCroy SMA/BNC.

• 7.8.1 Подключить генератор к входу 1 осциллографа Все другие каналы должны быть отключены.

• 7.8.2 Установить на осциллографе:

• - входное сопротивление канала 50 Ом;

• - коэффициент отклонения осциллографа:

-для модификаций WaveRunner 9054 и WaveRunner 9104-2 мВ/дел;

-для модификаций WaveRunner 9254 и WaveRunner 9404 - 5 мВ/дел;

• - коэффициент развертки 100 мкс/дел; интерполяция - sinx/x, ограничение полосы пропускания - выключено.

• 7.8.3 Установить на выходе генератора синусоидальный сигнал частотой 50 кГц и установить размах сигнала от 4 до 6 делений по вертикали. Измерить размах сигнала U_on при помощи автоматических измерений осциллографа.

• 7.8.4 Установить на выходе генератора сигнал с частотой, соответствующей верхней граничной частоте полосы пропускания поверяемого осциллографа.

• 7.8.5 Установить на поверяемом осциллографе величину коэффициента развертки 10 нс/дел.

• 7.8.6 Увеличивать частоту сигнала с генератора до тех пор, пока размах сигнала на экране осциллографа не станет равным 0,708 U_on.

• 7.8.7 Записать установленную частоту с дисплея калибратора (или генератора), которая будет соответствовать частоте полосы пропускания осциллографа.

• 7.8.8 Провести измерения по п.п. 7.8.1 - 7.8.7 для остальных коэффициентов отклонения осциллографа до 1 В/дел включительно.

• 7.8.9 Провести измерения по п.п. 7.8.1 - 7.8.8 для остальных каналов осциллографа.

Результаты поверки считать положительными, если значение полосы пропускания осциллографа не менее значения, приведенного в таблице 9.

Таблица 9 - Полоса пропускания по уровню -3 дБ

Определение времени нарастания переходной характеристики (ПХ) производить методом прямого измерения путем подачи на вход осциллографа импульса с малым временем нарастания от эталона.

Таблица 10 - Определение времени нарастания переходной характеристики

• 7.9.1 Выход генератора испытательных импульсов Picosecond 4005 подключать к осциллографу через ступенчатый аттенюатор с шагом не более 1 дБ и диапазоном ослабления не менее 40 дБ, диапазоном частот не ниже 4 ГГц. Для моделей осциллографов с полосой пропускания свыше 3 ГГц сигнал от генератора подавать через опциональный адаптер LeCroy SMA/BNC.

• 7.9.2 Органы управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

• - канал 1 - Включен, связь входа - DC 50 Ом, ограничение полосы пропускания -Выключено;

• - синхронизация: тип - Фронт, источник - Канал 1, режим - Авто;

• - развертка - эквивалентная; минимальное значение коэффициента развертки, при котором наблюдается фронт импульса;

• - режим измерения: Времени спада (Fall (10%-90%)), статистика измерений включена;

• - коэффициент отклонения -> 10 мВ/дел.

пропускания свыше 3 ГГц сигнал от генератора подавать через опциональный адаптер LeCroy SMA/BNC.

• 7.9.2 Органы управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

• - канал 1 - Включен, связь входа - DC 50 Ом, ограничение полосы пропускания -Выключено;

• - синхронизация: тип - Фронт, источник - Канал 1, режим - Авто;

• - развертка - эквивалентная; минимальное значение коэффициента развертки, при котором наблюдается фронт импульса;

• - режим измерения: Времени спада (Fall (10%-90%)), статистика измерений включена;

• - коэффициент отклонения - > 10 мВ/дел.

• 7.9.3 Установить амплитуду импульса на экране осциллографа не меньше 4 делений по вертикали. Произвести считывание среднего значения результата измерения времени нарастания, при числе статистки измерений не менее 50.

• 7.9.4 Определить время нарастания переходной характеристики по формуле (4):

  
  

  (4)

где tx - значение времени нарастания, измеренное поверяемым осциллографом, пс; to - значение времени нарастания формирователя калибратора (или на выходе

генератора), пс.

• 7.9.5 Повторить измерения по п.п. 7.9.1 - 7.9.5 для коэффициентов отклонения 20 мВ/дел, 50 мВ/дел, 100 мВ/дел, 200 мВ/дел, 500мВ/дел, 1 В/дел.

• 7.9.6 Повторить измерения по п.п. 7.9.1 - 7.9.6 для остальных каналов осциллографа.

Результаты поверки считать положительными, если вычисленные по формуле (4) значения времени нарастания не превышают значений, приведенных в таблице 10.

Определение относительной погрешности частоты внутреннего опорного генератора проводить методом стробоскопического преобразования с помощью калибратора осциллографов Fluke 9500В.

• 7.10.1  Подключить калибратор осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530 ко входу 1 осциллографа.

• 7.10.2 Выполнить следующие установки осциллографа:

• - канал 1 - Включен, связь входа - DC 50 Ом, ограничение полосы пропускания -выключено;

• - синхронизация: режим - авто;

• - режим измерения - частота, статистика измерений - включена;

• - коэффициент отклонения - 100 мВ/дел;

• 7.10.3 Подать на вход осциллографа синусоидальный сигнал с калибратора, частотой £гест⁼Ю МГц. Амплитуду сигнала с калибратора установить не менее 6 делений по вертикальной шкале осциллографа

• 7.10.3 Установить минимальное значение длины памяти осциллографа (в настройках развертки выбрать установки длинны записи и установить 500).

• 7.10.4 Установить коэффициент развертки осциллографа 500 мкс/дел. На экране осциллографа будет наблюдаться низкочастотный сигнал Fc-гроб.

• 7.10.5 Произвести считывание среднего значения результата измерения частоты при числе статистки измерений не менее 50.

• 7.10.6 Определить абсолютную погрешность частоты внутреннего опорного генератора

Ар по формуле (5):

Af-Fctpo6>                                                  (5)

где: F_CTp06 - частота низкочастотного сигнала, наблюдаемого на экране осциллографа, Гц.

• 7.10.7 Вычислить относительную погрешность частоты внутреннего опорного генератора по формуле (6)

5_F=A_F/10⁷,                                                (6)

где: Ар - абсолютная погрешность частоты внутреннего опорного генератора, определенная по п.7.10.6, Гц.

Результаты поверки считать положительными, если вычисленное по формуле (6) значение погрешности не превышает ±1,5 -10'⁶.

• 7.11 Определение абсолютной погрешности установки уровня срабатывания цифрового логического анализатора (только для модификаций с логическим анализатором)

  • 7.11.1 Определение погрешности проводить с помощью калибратора осциллографов Fluke 9500В, используя логический пробник из комплекта осциллографа в следующей последовательности:

  • 7.11.2 Произвести сброс всех настроек осциллографа.

  • 7.11.3 Подключить логический пробник из комплекта осциллографа к разъему логического анализатора на передней панели осциллографа.

  • 7.11.4 Включить цифровые каналы в осциллографе, аналоговые каналы должны быть отключены.

  • 7.11.5 Выход калибратора подключить к адаптеру, вид которого приведен на рисунке 1. Сигнальный разъем логического пробника, начиная с канала D0 подключить к адаптеру, вид которого приведен на рисунке 1.

    

Рисунок 1 где: 1. BNC-разъем (к калибратору)

• 2. Соединительная планка (2 шт.)

• 3. Сигнальный разъем логического пробника

• 4. «Земляной» разъем логического пробника

• 7.11.6 В меню логического анализатора осциллографа установить следующие параметры:

• - тип логики - определенный пользователем;

• - порог уровня - согласно таблице 11;

• - гистерезис - согласно таблице 11.

• 7.11.7 Задать уровень сигнала с калибратора согласно таблице 11.

• 7.11.8 Плавно увеличивать напряжение на выходе калибратора до значения, при котором канал DO переходит в состояние устойчивой «логической единицы».

• 7.11.9 Плавно уменьшать напряжение на выходе калибратора до значения и_нИж, при котором канал DO логического анализатора переходит в состояние «логического нуля». Записать измеренное значение напряжения с калибратора и_нИж в таблицу 11.

• 7.11.10 Плавно увеличивать напряжение на выходе калибратора до значения U_8ep_X, при котором канал D0 переходит в состояние «логической единицы». Записать измеренное значение напряжения с калибратора U_Be_px в таблицу 11.

• 7.11.11 Повторить измерения по п.п. 7.11.5 - 7.11.10 для остальных цифровых каналов.

Таблица 11 - Определение абсолютной погрешности уровня срабатывания

Результаты поверки считать положительными, если измеренные значения уровня срабатывания логического анализатора находятся в пределах, приведенных в таблице 11.

• 8.1 При положительных результатах поверки оформляется свидетельство о поверке в соответствии с приказом Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815 "Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке".

• 8.2 При отрицательных результатах поверки средство измерений не допускается к дальнейшему применению, знак предыдущей поверки гасится и выдается извещение о непригодности.

  

  С.А. Корнеев

  Е.Е. Смердов

Начальник отдела испытаний и сертификации

Специалист по сертификации