Методика поверки «Генераторы сигналов произвольной формы модульные NI PXIe-5451» (МП РТ 1611-2011)

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель ГЦИ СИ, Заместитель генерального директора ФБУ «Ростест-Москва»

Настоящая методика поверки распространяется на генераторы сигналов произвольной формы модульные NI PXIe-5451 (далее - приборы) компании “National Instruments Corporation” (США), и устанавливает методы и средства их поверки.

Интервал между поверками - 1 год.

При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1. Операции поверки

• 2.1 При проведении поверки должны применяться средства поверки, указанные в таблице 2.

• 2.2 Вместо указанных в таблице 2 средств поверки разрешается применять другие аналогичные средства поверки, обеспечивающие требуемые технические характеристики.

Таблица 2. Средства поверки

• 2.3 Применяемые средства поверки должны быть исправны, эталонные средства измерений поз. 1.1 - 1.4 таблицы 2 поверены и иметь свидетельства о поверке.

К проведению поверки допускаются лица, имеющие высшее или среднетехническое образование, практический опыт в области радиотехнических измерений, и аттестованные в соответствии с ПР50.2.012-94.

• 4.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80.

• 4.2 Во избежание несчастного случая и для предупреждения повреждения поверяемого прибора необходимо обеспечить выполнение следующих требований:

• - подсоединение шасси с поверяемым прибором к сети должно производиться с помощью сетевого адаптера из комплекта прибора;

• - заземление шасси с поверяемым прибором и средств поверки должно производиться посредством заземляющего провода сетевых кабелей;

• - запрещается работать с поверяемым прибором при снятых панелях;

• - запрещается работать с прибором в условиях температуры и влажности, выходящих за пределы рабочего диапазона, а также при наличии в воздухе взрывоопасных веществ.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия окружающей среды:

• - температура воздуха 23 ± 5 °C;

• - относительная влажность воздуха 30 ... 80 %;

• - атмосферное давление 84 ... 106.7 kPa.

• 6 ВНЕШНИЙ ОСМОТР И ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 6.1.1 При проведении внешнего осмотра проверяются:

• - чистота и исправность разъемов;

• - отсутствие механических повреждений прибора;

• - комплектность прибора.

• 6.1.2 При наличии дефектов или повреждений, препятствующих нормальной эксплуатации поверяемого прибора, его направляют в ремонт.

• 6.2.1 Перед началом работы поверитель должен изучить руководство по эксплуатации поверяемого прибора, а также руководства по эксплуатации применяемых средств поверки.

• 6.2.2 Выполнить загрузку программного обеспечения в соответствии с указаниями руководства по эксплуатации:

• 1) установить контроллер в левые слоты шасси PXI Express.

• 2) присоединить монитор, клавиатуру и мышь к соответствующим разъемам контроллера.

• 3) подключить монитор к сети (220 ± 10) V; (50 ± 0.5) Hz.

• 4) подсоединить шасси к сети (220 ± 10) V; (50 ± 0.5) Hz.

• 5) присоединить дисковод CD с интерфейсом USB к контроллеру.

• 6) вставить в дисковод входящий в комплект прибора компакт-диск в дисковод CD.

• 7) следуя указаниям программы установки, инсталлировать программный пакет NI-FGEN на контроллер.

• 8) дождаться завершения программы установки, о чем будет свидетельствовать появление диалогового окна, предлагающего перезагрузить или выключить контроллер.

• 9) остановить работу контроллера и выключить питание шасси.

• 10) выполнить установку прибора в два слота шасси PXI Express.

• 11) включить питание шасси и дождаться загрузки контроллера.

• 6.2.3 Выдержать поверяемый прибор и средства поверки во включенном состоянии в соответствии с указаниями руководств по эксплуатации. Минимальное время прогрева прибора 30 min.

В процессе выполнения операций результаты измерений заносятся в протокол поверки. Полученные результаты должны укладываться в пределы допускаемых значений, которые указаны в таблицах настоящего раздела документа.

При получении отрицательных результатов по какой-либо операции необходимо повторить операцию.

При повторном отрицательном результате прибор следует направить в сервисный центр для проведения регулировки и/или ремонта.

7.2.1 Запустить программу “Measurement & Automation Explorer”, затем в меню “Devices & Interfaces” выбрать “NI PXIe-1065 Chassis 1”, “NI PXIe-5451”.

Убедиться в том, что в правом поле окна отображается информация, содержащая серийный номер прибора и номер слота шасси, в который он установлен. Записать серийный номер прибора и номер слота шасси в таблицу 7.2.

• 7.2.2 Запустить процедуру тестирования “Self-Test”. После завершения процедуры тестирования должно появиться сообщение “The device has passed the self-test”.

Записать результат проверки в таблицу 7.2.

• 7.2.3 Запустить процедуру автоподстройки “Self-Calibrate”.

После завершения процедуры автоподстройки должно появиться сообщение “The device has been calibrated successfully”.

Записать результат проверки в таблицу 7.2.

• 7.2.4 В меню “Software” выбрать “NI-FGEN”.

Убедиться в том, что в правом поле окна в столбце “Version” отображается номер версии программного обеспечения (Firmware Version).

Записать результат проверки в таблицу 7.2.

7.2.5 Закрыть программу “Measurement & Automation Explorer”.

• 7.2.6 Найти в списке программ и запустить программу “FGEN Soft Front Panel”.

После загрузки программы должна появиться виртуальная панель NI-FGEN 2.8.0.

Записать результат проверки в таблицу 7.2.

• 7.2.7 Используя адаптер SMA(m)-BNC(f) и кабель BNC(m,m), соединить выход “CH 0+” прибора с входом “CH 1” осциллографа.

• 1) Сделать на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance: same as output

Terminal Configuration: Single Ended

Установить форму сигнала “DC Voltage Level”.

• 2) Вращением виртуальной ручки установки уровня по часовой стрелке установить максимальное значение, которое должно составлять 2.5 V.

Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

Сделать на осциллографе установку “Autoset”.

Убедиться в том, что наблюдается сигнал постоянного напряжения.

• 3) Установить на приборе форму сигнала “Sine Waveform”.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Amplitude (p-p)” и вращением по часовой стрелке виртуальной ручки установки уровня зафиксировать максимальное значение, которое должно составлять не менее 2.5 V.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Frequency” и установить частоту 135 MHz. Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

Сделать на осциллографе установку “Autoset”.

Убедиться в том, что наблюдается сигнал синусоидальной формы.

• 4) Установить на приборе форму сигнала “Square Waveform”.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Amplitude (p-p)” и вращением по часовой стрелке виртуальной ручки установки уровня зафиксировать максимальное значение, которое должно составлять не менее 2.5 V.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Frequency” и установить частоту 20 MHz. Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

Убедиться в том, что наблюдается сигнал прямоугольной формы.

• 5) Установить на приборе форму сигнала “Ramp Waveform”.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Amplitude (p-p)” и вращением по часовой стрелке виртуальной ручки установки уровня зафиксировать максимальное значение, которое должно составлять не менее 2.5 V.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Frequency” и установить частоту 20 MHz. Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

Убедиться в том, что наблюдается сигнал треугольной формы.

• 6) Установить на приборе форму сигнала “Triangle Waveform”.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Amplitude (p-p)” и вращением по часовой стрелке виртуальной ручки установки уровня зафиксировать максимальное значение, которое должно составлять не менее 2.5 V.

Выбрать в окне установки параметров сигнала “Frequency” и установить частоту 20 MHz. Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

Убедиться в том, что наблюдается сигнал пилообразной формы.

• 7.2.8 Пересоединить кабель с адаптером на канал “CH 0-” прибора.

Выполнить действия по пункту 7.2.10 для канала “CH 0-”.

• 7.2.9 Пересоединить кабель с адаптером на канал “CH 1+” прибора. Выполнить действия по пункту 7.2.10 для канала “CH 1+”.

• 7.2.10 Пересоединить кабель с адаптером на канал “CH 1-” прибора.

Выполнить действия по пункту 7.2.10 для канала “CH 1-”.

Записать результаты проверки по пунктам 7.2.7 - 7.2.10 в таблицу 7.2.

Таблица 7.2. Результаты опробования

• 7.3 Определение метрологических характеристик

  • 7.3.1 Определение погрешности установки постоянного напряжения

при однополярном включении

• 7.3.1.1 Используя адаптер SMA(m)-BNC(f), соединить кабелем BNC(m)-banana(m,m) выход “CH 0+” прибора с гнездами “HI” и “LO” мультиметра таким образом, чтобы центральный провод кабеля был соединен с входом “HI”, а экран кабеля с входом “LO”.

• 7.3.1.2 Установить на мультиметре режим DCV с автоматическим выбором предела измерения.

• 7.3.1.3 Выполнить на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance > 1 MQ; Terminal Configuration: Single Ended

Установить форму сигнала “DC Voltage Level”.

• 7.3.1.4 Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.1.5 Вводить на приборе значения “DC Offset”, указанные в столбце 1 таблицы 7.3.1, и записывать отсчеты напряжения на мультиметре в столбец 3 таблицы 7.3.1.

• 7.3.1.6 Пересоединить кабель с адаптером на выход “CH 0-” прибора.

• 7.3.1.7 Выполнить действия по пунктам 7.3.1.4, 7.3.1.5 для канала “CH 0-” с учетом того, что полярность измеряемого напряжения будет противоположна полярности вводимых значений “DC Offset”.

• 7.3.1.8 Пересоединить кабель с адаптером на выход “CH 1+” прибора.

• 7.3.1.9 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 1”.

Установить форму сигнала “DC Voltage Level”.

• 7.3.1.10 Выполнить действия по пунктам 7.3.1.4 - 7.3.1.7 для каналов “CH 1+” и “CH 1-”.

• 7.3.1.11 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

аблица 7.3.1. Погрешность установки постоянного напряжения при однополярном включении

• 7.3.2.1 Используя адаптер SMA(m)-BNC(f) и кабель BNC(m)-banana(m,m), соединить выход “CH 0+” прибора с входом мультиметра таким образом, чтобы центральный проводник кабеля был соединен с гнездом “HI”. Экранный проводник оставить свободным.

Используя адаптер SMA(m)-BNC(f) и кабель BNC(m)-banana(m,m), соединить выход

“CH 0-” прибора с входом мультиметра таким образом, чтобы центральный проводник кабеля был соединен с гнездом “LO”. Экранный проводник оставить свободным.

• 7.3.2.2 Выполнить на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance > 1 MQ; Terminal Configuration: Differential.

• 7.3.2.3 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

• 7.3.2.4 Установить форму сигнала “DC Voltage Level”. Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.2.5 Вводить на приборе значения “DC Offset”, указанные в столбце 1 таблицы 7.3.2.1, и записывать отсчеты напряжения на мультиметре в столбец 3 таблицы 7.3.2.1.

• 7.3.2.6 Выполнить действия по пунктам 7.3.2.1 - 7.3.2.5 для канала “CH 1”.

• 7.3.2.7 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

• 7.3.2.8 Рассчитать и записать в столбец 2 таблицы 7.3.2.2 разностные значения (U0 - U1) измеренных напряжений на каналах “CH 0” и “CH 1” для каждого из значений “DC Offset”.

Таблица 7.3.2.1. Погрешность установки постоянного напряжения при дифференциальном включении

Таблица 7.3.2.2. Разность напряжений на каналах

• 7.3.3.1 Выполнить соединение прибора с мультиметром, как указано в пункте 7.3.1.1.

• 7.3.3.2 Выполнить на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance > 1 MQ; Terminal Configuration: Single Ended Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

• 7.3.7.3 Установить форму сигнала “Sine Waveform” и амплитуду “Amplitude (p-p)” 3.6 mV. Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.3.4 Вводить на приборе значения “DC Offset”, указанные в столбце 1 таблицы 7.3.3, и записывать отсчеты напряжения на мультиметре в столбец 3 таблицы 7.3.3.

• 7.3.3.5 Пересоединить кабель с адаптером на выход “CH 0-” прибора.

• 7.3.3.6 Выполнить действия по пунктам 7.3.7.3, 7.3.3.4 для канала “CH 0-” с учетом того, что полярность измеряемого напряжения будет противоположна полярности вводимых значений “DC Offset”.

• 7.3.3.7 Пересоединить кабель с адаптером на выход CH 1+” прибора.

• 7.3.3.8 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 1”.

• 7.3.3.9 Выполнить действия по пунктам 7.3.7.3 - 7.3.3.6 для каналов “CH 1+” и “CH 1-”.

• 7.3.3.10 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

Таблица 7.3.3. Погрешность установки напряжения смещения

• 7.3.4.1 Выполнить соединение прибора с мультиметром, как указано в пункте 7.3.1.1.

• 7.3.4.2 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

• 7.3.4.3 Установить форму сигнала “Sine Waveform”, напряжение смещенияГИС Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 50 kHz.

Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.4.4 Вводить на приборе значения “Amplitude (p-p)”, указанные в столбце 1 таблицы 7.3.4, и записывать отсчеты напряжения на мультиметре в столбец 4 таблицы 7.3.4.

• 7.3.4.5 Пересоединить кабель с адаптером на выход “CH 0-” прибора.

• 7.3.4.6 Выполнить действия по пунктам 7.3.4.3, 7.3.4.4 для канала“CH 0-”.

• 7.3.4.7 Пересоединить кабель с адаптером на выход CH 1+” прибора.

• 7.3.4.8 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 1”.

• 7.3.4.9 Выполнить действия по пунктам 7.3.4.3 - 7.3.4.6 для каналов “CH 1+” и “CH 1-”.

• 7.3.4.10 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

Таблица 7.3.4. Погрешность установки амплитуды переменного напряжения

при однополярном включении

• 7.3.5.1 Выполнить соединение прибора с мультиметром, как указано в пункте 7.3.2.1.

• 7.3.5.2 Выполнить на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance > 1 MQ; Terminal Configuration: Differential.

• 7.3.5.3 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

• 7.3.5.5 Установить форму сигнала “Sine Waveform”, напряжение смещения“DC Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 50 kHz.

Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.5.6 Вводить на приборе значения “Amplitude (p-p)”, указанные в столбце 1 таблицы

7.3.5.1, и записывать отсчеты напряжения на мультиметре в столбец 4 таблицы 7.3.5.1.

• 7.3.5.7 Выполнить действия по пунктам 7.3.5.1 - 7.3.5.6 для канала “CH 1”.

• 7.3.5.8 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

Таблица 7.3.5.1. Погрешность установки амплитуды переменного напряжения

при дифференциальном включении

• 7.3.5.9 Рассчитать и записать в столбец 2 таблицы 7.3.5.2 разностные значения (U0 - U1) измеренных напряжений на каналах “CH 0” и “CH 1” для каждого из значений “Amplitude (p-p)”.

Таблица 7.3.5.2. Разность напряжений на каналах

• 7.3.6.1 Используя адаптер SMA(m)-BNC(f), соединить кабелем BNC(m,m) выход “CH 0+” прибора с входом “Channel 1” частотомера.

• 7.3.6.2 Сделать на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance: same as output

Terminal Configuration: Single Ended

• 7.3.6.3 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

Установить форму сигнала “ Sine Waveform”, напряжение смещенияГИС Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 10 MHz, амплитуду “Amplitude (p-p)” 1 V.

Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.6.4 Записать отсчет на частотомере в столбец 3 таблицы 7.3.6.

Таблица 7.3.6. Погрешность установки частоты

• 7.3.7.1 Используя адаптер SMA(m)-BNC(f), соединить кабелем BNC(m,m) выход “CH 0+” прибора с входом “CH 1” осциллографа.

• 7.3.7.2 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

Установить форму сигнала “Square Waveform”, напряжение смещения“DC Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 10 MHz, амплитуду “Amplitude (p-p)” 1 V.

• 7.3.7.3 Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.7.4 Установить на осциллографе входное сопротивление 50 Q, коэффициент отклонения 200 mV/div, коэффициент развертки 500 ps/div.

Ввести функцию измерений длительности фронта и среза (“Rise Time”, “Fall Time”).

• 7.3.7.5 Записать измеренное осциллографом значение длительности фронта (“Rise Time”) на данном канале в столбец 2 таблицы 7.3.7.

• 7.3.7.6 Установить запуск триггера на осциллографе по заднему фронту.

Записать измеренное осциллографом значение длительности среза (“Fall Time”) на данном канале в столбец 3 таблицы 7.3.7.

• 7.3.7.7 Пересоединить кабель на канал “CH 0-” прибора.

Записать измеренное осциллографом значение длительности среза (“Fall Time”) на данном канале в столбец 3 таблицы 7.3.7.

• 7.3.7.8 Установить запуск триггера на осциллографе по переднему фронту.

Записать измеренное осциллографом значение длительности фронта (“Rise Time”) на данном канале в столбец 2 таблицы 7.3.7.

• 7.3.7.9 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

• 7.3.7.10 Выполнить действия по пунктам 7.3.7.2, 7.3.7.3, 7.3.7.5 -7.3.7.9 для каналов “CH1+”, “CH1-” прибора.

Таблица 7.3.7. Длительность фронта и среза импульсов

• 7.3.8.1 Используя адаптеры SMA(m)-BNC(f), соединить кабелями BNC(m,m) одинаковой длины выход “CH 0+” прибора с входом “CH 1” осциллографа, выход “CH 1+” прибора с входом “CH 2” осциллографа.

• 7.3.8.2 Сделать на приборе установки:

Edit, Device Configuration, Load Impedance: same as output

Terminal Configuration: Single Ended

• 7.3.8.3 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

Установить форму сигнала “Square Waveform”, напряжение смещения“1Х' Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 10 MHz, амплитуду “Amplitude (p-p)” 1 V.

• 7.3.8.4 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 1”.

Установить форму сигнала “Square Waveform”, напряжение смещения“DC Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 10 MHz, амплитуду “Amplitude (p-p)” 1 V.

• 7.3.8.5 Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.8.6 Активировать на осциллографе каналы “CH 1” и “CH 2”.

Установить синхронизацию по каналу “CH 1”, коэффициент отклонения 200 mV/div, коэффициент развертки 200 ns/div.

Убедиться в том, что на каналах “CH 1” и “CH 2” наблюдаются сигналы прямоугольной формы.

• 7.3.8.7 Установить на осциллографе коэффициент развертки 200 ps/div, количество усреднений 32.

Измерить при помощи курсоров временной сдвиг между сигналами на каналах “CH 1” и “CH 2”, и записать его в столбец 1 таблицы 7.3.8.

• 7.3.8.8 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

Таблица 7.3.8. Фазовый сдвиг сигналов между каналами

• 7.3.9.1 Используя адаптер SMA(m)-N(f), присоединить к выходу “CH 0+” прибора измерительный преобразователь ваттметра СВЧ.

• 7.3.9.2 Выбрать в левом нижнем углу панели “Channel 0”.

Установить форму сигнала “ Sine Waveform”, напряжение смещенияГИС Offset” 0 mV, частоту “Frequency” 50 kHz, амплитуду “Amplitude (p-p)” 600 mV.

Запустить генерацию сигнала клавишей “►”.

• 7.3.9.3 Записать отсчет уровня мощности по ваттметру P1 на частоте 50 kHz в столбец 1 таблицы 7.3.9.

• 7.3.9.4 Установить на канале “CH 0+” частоту “Frequency” 135 MHz.

Записать отсчет уровня мощности по ваттметру P2 на частоте 135 MHz в столбец 2 таблицы 7.3.9.

• 7.3.9.5 Остановить генерацию сигнала нажатием клавиши “■”.

• 7.3.9.6 Выполнить действия по пунктам 7.3.9.1 - 7.3.9.5 для канала “CH 1+”

• 7.3.9.7 Рассчитать для каждого канала разность отсчетов (P2 - P1) и записать полученные значения в столбец 3 таблицы 7.3.9.

Результаты проверки считать положительными, если разностные значения уровня мощности не менее указанного в спецификации [1] значения минус 3 dB.

Таблица 7.3.9. Верхняя граница частотного диапазона

• 8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При выполнении операций поверки оформляется протокол в произвольной форме с указанием следующих сведений:

- полное наименование аккредитованной на право поверки организации;

- номер и дата протокола поверки;

- наименование и обозначение поверенного средства измерения, установленные опции;

- заводской (серийный) номер;

- обозначение документа, по которому выполнена поверка;

- наименования, обозначения и заводские ( серийные) номера использованных при поверке средств измерений, сведения об их последней поверке;

- температура и влажность в помещении;

- полученные значения метрологических характеристик;

- фамилия лица, проводившего поверку.

• 8.1.2 Для составления протокола поверки рекомендуется использовать таблицы раздела 7 настоящего документа.

При положительных результатах поверки выдается свидетельство о поверке в соответствии с ПР50.2.006-94 с изменением № 1 от 26.11.2001.

Поверительное клеймо наносится в соответствии с ПР50.2.007-2001.

При отрицательных результатах поверки, выявленных при внешнем осмотре, опробовании или выполнении операций поверки, выдается извещение о непригодности в соответствии с ПР50.2.006-94 с изменением № 1 от 26.11.2001.

NI PXe-5451. МП РТ 1611-2011. Методика поверки. 12.10.2011

стр. 18 из 18