Методика поверки «ГСИ.Частотомеры электронно-счетные серий АКИП-5104, АКИП-5105, АКИП-5107, АКИП-5108» (ПР-02-2020МП)

Государственная система обеспечения единства измерений

Акционерное общество «Приборы, Сервис, Торговля» (АО «ПриСТ»)

УТВЕРЖДАЮ

Г лавный -метролог иСТ»

.Н. Новиков

г.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Частотомеры электронно-счетные серий АКИП-5104, АКИП-5105, АКИП-5107, АКИП-5108

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ПР-02-2020МП г. Москва 2020 г.

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок частотомеров электронно-счетных серий АКИП-5104, АКИП-5105. АКИП-5107, АКИП-5108, изготавливаемых SHANGHAI МСР CORP., Китай.

Частотомеры электронно-счетные серий АКИП-5104. АКИП-5105, АКИП-5107, АКИП-5108 (далее - частотомеры) предназначены для измерения частоты, периода, отношения частот непрерывных синусоидальных или импульсных сигналов, временных интервалов, фазового сдвига между сигналами, длительности, коэффициента заполнения, количества импульсов.

Интервал между поверками 1 год.

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

Таблица 1 - Операции 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

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 56069-2018.

• 4.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования ГОСТ 12.27.0-75, ГОСТ 12.3.019-80. ГОСТ 12.27.7-75, требованиями 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:

• - не должно быть механических повреждений корпуса. Все надписи должны быть четкими и ясными;

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

При наличии дефектов поверяемый прибор бракуется и подлежит ремонту.

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

При опробовании проводится проверка всех режимов измерения частотомера. Режимы, отображаемые на дисплее, при нажатии соответствующих клавиш, должны соответствовать руководству по эксплуатации.

Проверка идентификационных данных программного обеспечения частотомеров осуществляется путем вывода на дисплей прибора информации о версии программного обеспечения. Вывод системной информации осуществляется по процедуре, описанной в руководстве по эксплуатации.

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

Таблица 4 - Идентификационные данные программного обеспечения

• 7.4 Определение метрологических характеристик

Определение относительной погрешности по частоте опорного генератора частотомеров проводить по истечении времени прогрева, равного 30 минутам, методом сличения при помощи компаратора частотного 47-1014 (далее компаратор 47-1014).

• 7.4.1.1 Собрать схему, представленную на рисунке 1.

  

Рисунок 1 - Схема определения нестабильности и относительной погрешности по частоте опорного генератора частотомера

7.4.1.2 Подать сигнал с выхода частоты 10 МГц опорного генератора испытываемого частотомера на разъем ВХОД f_x компаратора 47-1014. От стандарта частоты и времени водородного 41-1007 (далее стандарт частоты 41-1007) подать сигнал на разъем ВХОД f₀ компаратора 47-1014. Установить время измерения равным 10 с. Задать число измерений п равным 10, записать среднее значение относительного отклонения частоты. Записать в протокол относительную погрешность по частоте опорного генератора при поступлении на испытания.

Результаты поверки считать положительными, если относительная погрешность по частоте опорного генератора не превышает значений, указанных в таблице 5.

Таблица 5

Определение диапазона частот, чувствительности и относительной погрешности измерений частоты сигнала в диапазоне до 100 кГц проводить с помощью генератора сигналов сложной/произвольной формы 81150А (далее - генератор 81150А) с внешним источником опорной частоты от стандарта частоты и времени водородного 41-1007 (далее - стандарт частоты 41-1007). Допускается вместо стандарта частоты 41-1007 использовать стандарт частоты рубидиевый GPS-12RG (далее - стандарт частоты GPS-12RG).

Генератор 81150А должен находиться в режиме формирования прямоугольных импульсов и длительность фронта должна иметь значение 2,5 нс. При частотах 100 МГц и выше - генератор 81150А следует заменить на генератор сигналов Agilent E8257D (далее генератор E8257D). Уровень сигнала на выходе генератора 81150А устанавливать по показаниям генератора. Уровень сигнала на выходе генератора E8257D устанавливать по показаниям преобразователя измерительного NRP-Z51, подключенного к концу измерительного кабеля. В качестве индикатора для NRP-Z51 использовать блок индикаторный NRP или ПК с установленным программным обеспечением (ПО).

• 7.4.2.1 Соединить приборы согласно схемы, представленной на рисунке 2 - при использовании генератора 81150А или на рисунке 3 - при использовании генератора E8257D. Подключения генератора осуществлять к соответствующему входу частотомера.

  

Рисунок 2 - Схема соединения приборов при использовании генератора 81150А

Рисунок 3 - Схема соединения приборов при использовании генератора E8257D

• 7.4.2.2 В частотомере установить режим измерения частоты и выбрать вход А согласно инструкции по эксплуатации. В параметрах входа установить: входное сопротивление 50 Ом; уровень запуска 0 В; связь входа DC (при измерении частот от 100 кГц и выше - установить связь входа АС); измерение по переднему фронту импульса. Время счета для всех каналов установить 1 секунда.

• 7.4.2.3 Провести измерения для всех входов, устанавливая параметры входного сигнала в соответствии с таблицами 6-10. Результат измерений считать с дисплея частотомера после проведения двух циклов измерений.

• 7.4.2.4 Повторить измерения по п.п. 7.4.2.1 - 7.4.2.3 для входов В(2) и С(3) частотомеров (для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108 измерения по входу В(2) не проводятся).

• 7.4.2.5 Основную абсолютную погрешность измерений частоты сигнала определить по формуле (1):

Л-Аизм-Адейств                                     (1),

где: Аизм - показание поверяемого частотомера при измерении соответствующего параметра;

Адейств - действительное значение соответствующего параметра, задаваемое эталоном (средством поверки).

Результаты испытаний считать положительными, если значения погрешностей, определенных по формуле (1) не превышают допускаемых значений, указанных в таблицах 6-10.

Таблица 6 - Определение диапазона, чувствительности и абсолютной погрешности измерений частоты для канала 1 модели 43-85/4 и каналов 1 и 2 модели 43-85/6

Таблица 6 - Определение абсолютной погрешности измерений частоты сигнала по ходам А(1) и (В2)^1} для стандартного типа ОГ

Примечания:

• 1) для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108 измерения частоты сигнала по входу В(2) не проводятся; для модификации АКИП-5105/6 измерения периода по входу В(2) проводятся согласно таблице 8

• 2) Здесь и далее: Вп-п - размах напряжения (от пика до пика); Вскз - среднее квадратическое значение напряжения; дБм - означает уровень сигнала в дБ относительно 1 мВт

Таблица 7 - Определение абсолютной погрешности измерений частоты сигнала по ходам А(1) и (В2)¹’с опцией 101

Примечания:

1) для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108 измерения частоты сигнала по входу В(2) не проводятся; для модификации АКИП-5105/6 измерения периода по входу В(2) проводятся согласно таблице 8

Таблица 8 - Определение абсолютной погрешности измерений частоты сигнала по ходу В(2) для модификации АКИП-5105/6

Таблица 9 - Определение абсолютной погрешности измерений частоты сигнала по ходу С(3) для стандартного типа ОТ

Таблица 10 - Определение абсолютной погрешности измерений частоты сигнала по ходу С(3) с опцией 101

Определение абсолютной погрешности измерения периодов до 10 нс проводить с помощью генератора 81150А с внешним источником опорной частоты - стандартом частоты 41-1007. Допускается вместо стандарта частоты 41-1007 использовать стандарт частоты GPS-12RG. При измерениях генератор импульсов 81150А должен находиться в режиме формирования прямоугольных импульсов и установки периода повторения импульсов. Длительность фронта должна иметь значение 2,5 нс. При измерении периода менее 10 нс генератор импульсов 81150А необходимо заменить генератором E8257D. Измерения проводить для каналов 1 и 2 частотомера.

• 7.4.3.1  Собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 2 или 3 (в зависимости от значений периода). Измеритель мощности исключить из схемы. Генератор подключить ко входу А(1) частотомера. Установку уровня сигнала производить по индикатору генератора. В частотомере установить режим измерения периода в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 7.4.3.2 В параметрах входов частотомера установить: входное сопротивление 50 Ом; уровень запуска 0 В; связь входа DC; измерение по переднему фронту импульса; фильтр 100 кГц - выключен. Время счета 1 секунда.

• 7.4.3.3 Уровень сигнала с генератора 81150А установить: 4 Впик-пик, уровень сигнала с генератора E8257D (для периода свыше 10 нс) установить 0 дБм.

• 7.4.3.4 Провести измерения периода сигнала в точках, указанных в таблицах 11 - 15. Результат измерений считать с дисплея частотомера после проведения двух циклов измерений.

• 7.4.3.5 Повторить измерения по п.п. 7.4.3.1 - 7.4.3.4 для входов В(2) и С(3) частотомеров (для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108 измерения по входу В(2) не проводятся).

• 7.4.3.6  Абсолютную погрешность измерений периода сигнала определить по формуле (1).

Результаты поверки считать положительными, если значения погрешностей, определенных по формуле (1) не превышают допускаемых значений, указанных в таблицах 11-15.

Таблица 11 - Определение абсолютной погрешности измерений периода сигнала по ходам А(1) и (В2)^п для стандартного типа ОГ

Примечание:

2) для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108 измерения периода сигнала по входу В(2) не проводятся; для модификации АКИП-5105/6 измерения периода по входу В(2) проводятся согласно таблице 13

Таблица 12 - Определение абсолютной погрешности измерений периода сигнала по ходам А(1)

и (В2)^1} с опцией 101

Таблица 13 - Определение абсолютной погрешности измерений периода сигнала по ходу В(2) для модификации АКИП-5105/6

Таблица 14 - Определение абсолютной погрешности измерений периода сигнала по ходу С(3) для стандартного типа ОТ

Таблица 15 - Определение абсолютной погрешности измерений периода сигнала по ходу С(3) с опцией 101

Определение абсолютной погрешности измерений временных интервалов и длительности импульсов проводить с помощью генератора 81150А с внешним источником опорной частоты - стандартом частоты 41-1007. Допускается вместо стандарта частоты 41-1007 использовать стандарт частоты GPS-12RG. При измерениях генератор импульсов 81150А должен находиться в режиме формирования прямоугольных импульсов, длительность фронта должна иметь значение 2,5 нс.

• 7.4.4.1 Для определения погрешности измерений длительности импульсов собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 2. Установку уровня сигнала производить по

индикатору генератора. В частотомере установить режим измерений длительности импульсов в соответствии с руководством по эксплуатации. Измерения проводить для входа А( 1).

• 7.4.4.2 В параметрах входа установить: входное сопротивление 50 Ом; уровень запуска 0 В; связь входа DC; измерение по переднему фронту импульса; фильтр 100 кГц - выключен. Время счета 1 секунда.

• 7.4.4.3 Уровень сигнала с генератора 81150А установить: 4 Впик-пик, постоянное смещение 0 В; период повторения 1 с; импульс положительной полярности (Normal).

• 7.4.4.4 Произвести измерения длительности импульсов, устанавливая на генераторе следующие значения длительности импульсов из ряда:

-для серии частотомеров АКИП-5104: 40 нс, 1 мкс, 1 мс, 100 мс;

-для серий частотомеров АКИП-5105, АКИП-5107. АКИП-5108: 20 нс, 1 мкс, 1 мс, 100 мс.

• 7.4.4.5 Записать не менее 10 последовательных показаний частотомера для каждого измеряемого значения. За результат измерений принимать среднее арифметическое значение показаний.

• 7.4.4.6 Абсолютную погрешность измерений длительности импульсов определить по формуле (1).

Результаты поверки по данному пункту считать положительными, если значения погрешностей, определенных по формуле (1) не превышают допускаемых значений, указанных в таблицах 16 - 17 в зависимости от типа ОГ.

Таблица 16 - Определение абсолютной погрешности измерений длительности импульсов для стандартного типа ОГ

Таблица 17 - Определение абсолютной погрешности измерений длительности импульсов с опцией 101

• 7.4.4.7 Для определения погрешности измерений временных интервалов собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 4. Подать с выхода Out 1 генератора 81150А опорные импульсы на вход А(1) частотомера, а задержанные импульсы с выхода Out 2 на вход В(2). Установку уровня сигнала производить по индикатору генератора. В частотомере установить режим измерений временных интервалов в соответствии с руководством по эксплуатации. Параметры входов частотомера установить в соответствии с п. 7.4.4.2.

  

Рисунок 4 - Схема определения погрешности измерений временных интервалов

• 7.4.4.8 В генераторе 81150А установить:

• • связанный режим работы (нажать на передней панели генератора 81150А кнопку Coupling, кнопка Coupling должна подсвечиваться);

• • режим формирования импульсов положительной полярности (Normal);

• • амплитуду выходных импульсов равную 4 Впик-пик для обоих входов частотомера;

• • постоянное смещение О В для обоих входов частотомера;

• • значение временной задержки Abs Delay в Канале 1 генератора установить равным

О пс; значение временной задержки Abs Delay в Канале 2, устанавливать из ряда: 100 нс, 1 мкс, 10 мкс, 1 мс, 10 мс, 100 мс, 1 с.

• 7.4.4.9  Провести измерения временных интервалов в точках, указанных в п. 7.4.4.8. Записать не менее 10 последовательных показаний частотомера для каждого измеряемого значения. За результат измерений принимать среднее арифметическое значение показаний.

• 7.4.4.10 Абсолютную погрешность измерений временных интервалов определить по формуле (1).

Результаты поверки считать положительными, если значения погрешностей, определенных по формуле (1) не превышают допускаемых значений, указанных в таблицах 18 - 19 в зависимости от типа ОГ.

Таблица 18 - Определение абсолютной погрешности измерений временных интервалов для стандартного типа ОГ

Таблица 19 - Определение абсолютной погрешности измерений временных интервалов с опцией 101

Определение абсолютной погрешности измерений фазового сдвига проводить с помощью генератора 81150А с внешним источником опорной частоты - стандартом частоты 41-1007. Допускается вместо стандарта частоты 41-1007 использовать стандарт частоты GPS-12RG. При измерениях генератор импульсов 81150А должен находиться в режиме формирования прямоугольных импульсов, длительность фронта должна иметь значение 2,5 нс.

• 7.4.5.1  Для определения погрешности измерений фазового сдвига собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 4. Подать с выхода Out 1 генератора 81150А опорные импульсы на вход А(1) частотомера, а задержанные импульсы с выхода Out 2 на вход В(2). Установку уровня сигнала производить по индикатору генератора. В частотомере установить режим измерений фазового сдвига в соответствии с руководством по эксплуатации. Параметры входов частотомера установить в соответствии с п. 7.4.4.2.

• 7.4.5.2 В генераторе 81150А установить параметры согласно п. 7.4.4.7. В канале 2 генератора нажать кнопку Delay и выбрать режим фазового сдвига, нажатием на кнопку Phase.

7.4.5.3. Произвести измерения фазового сдвига, устанавливая на генераторе значения фазового сдвига из ряда: 90°, 180°, 270°, при следующих значениях частоты сигнала:

-для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108: 50 Гц, 1 кГц, 100 кГц;

-для серии частотомеров АКИП-5105: 50 Гц, 1 кГц, 10 кГц;

-для серии частотомеров АКИП-5107: 50 Гц, 1 кГц, 1 МГц.

• 7.4.5.4 Записать не менее 10 последовательных показаний частотомера для каждого измеряемого значения. За результат измерений принимать среднее арифметическое значение показаний.

• 7.4.5.5  Абсолютную погрешность измерений фазового сдвига определить по формуле (1).

Результаты поверки считать положительными, если значения погрешностей, определенных по формуле (1) не превышают допускаемых пределов, приведенных в таблице 20.

Таблица 20 - Определение абсолютной погрешности измерений фазового сдвига

Определение абсолютной погрешности измерений коэффициента заполнения импульсов проводить с помощью генератора 81150А с внешним источником опорной частоты -стандартом частоты 41-1007. Допускается вместо стандарта частоты 41-1007 использовать стандарт частоты GPS-12RG. При измерениях генератор импульсов 81150А должен находиться в режиме формирования прямоугольных импульсов, длительность фронта должна иметь значение 2,5 нс.

• 7.4.6.1 Для определения погрешности измерений длительности импульсов собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 2. Установку уровня сигнала производить по индикатору генератора. В частотомере установить режим измерений коэффициента заполнения импульсов в соответствии с руководством по эксплуатации. Измерения проводить на входе А(1) частотомера. Параметры входа частотомера установить в соответствии с п. 7.4.4.2.

• 7.4.6.2 Уровень сигнала с генератора 81150А установить: 4 Впик-пик, постоянное смещение 0 В.

• 7.4.6.3 Произвести измерения коэффициента заполнения импульсов, устанавливая на генераторе значения коэффициента заполнения из ряда: 1, 50, 99, при следующих значениях частоты сигнала:

-для серий частотомеров АКИП-5104, АКИП-5108: 1 Гц, 1 кГц, 100 кГц;

-для серии частотомеров АКИП-5105: 1 Гц, 1 кГц, 10 кГц;

-для серии частотомеров АКИП-5107: 1 Гц, 1 кГц, 1 МГц.

• 7.4.6.4 Записать не менее 10 последовательных показаний частотомера для каждого измеряемого значения. За результат измерений принимать среднее арифметическое значение показаний.

• 7.4.6.5 Абсолютную погрешность измерений коэффициента заполнения импульсов определить по формуле (1).

Результаты поверки считать положительными, если значения погрешностей, определенных по формуле (1) не превышают допускаемых пределов: ±0,1.

Калибровку проводить при температуре (+23±3) °C.

• 7.6.1 Прогреть поверяемый прибор до рабочей температуры. Время прогрева перед началом процедуры калибровки должно составлять не менее 2 часов.

• 7.6.2 Подать сигнал со стандарта частоты 41-1007 на вход 1 частотного компаратора частотного 47-1014. Подать выходной сигнал 10 МГц с выхода опорного генератора поверяемого частотомера на вход Fx компаратора 47-1014. Время измерения сигнала должно быть не менее 10 с. Измерить и записать отклонение от опорной частоты.

• 7.6.3  Выполнить подстройку (калибровку) встроенного опорного кварцевого генератора частотомера согласно инструкции по эксплуатации на частотомеры.

• 7.6.4 Относительное отклонение частоты ОГ относительно номинального значения установить согласно таблицы 21 в зависимости от типа ОГ.

Таблица 21 - Пределы относительного отклонения частоты ОГ при подстройке

Примечание: для подстройки (калибровки) частоты опорного генератора поверяемого частотомера можно использовать сигнал с частотой 5 МГц или 10 МГц.

• 8.1 При положительных результатах поверки частотомеров 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 прибор не допускается к дальнейшему применению, свидетельство о поверке аннулируется и выдается извещение о непригодности.