Методика поверки «ГСИ. Анализаторы импеданса прецизионные серии 6630» (МП 2202-0075-2019)

УТВЕРЖДАЮ

ФГУП

19 г.

ЛЬ ДИРЕКТОРА . Кривцов ЕННОСТЬ №17 3 октября 2017Г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Руководитель лаборатории государственных эталонов в области измерения

параметров электрических цепей

Вед. инженер лаборатории государственных эталонов в области измерения

параметров электрических цепей

Е.В. Кривицкая

Санкт-Петербург

2019

Содержание

• 1   Операции и средства поверки................................................................................

• 2   Требования безопасности.......................................................................................

• 3   Условия поверки.....................................................................................................

• 4  Подготовка к поверке.............................................................................................

• 5  Проведение поверки...............................................................................................

  • 5.1 Внешний осмотр......................................................................................................

  • 5.2 Опробование. Подтверждение соответствия программного обеспечения.......

  • 5.3 Определение относительной погрешности установки частоты тест-сигнала..

  • 5.4 Определение относительной погрешности измерений R, С, L и абсолютной

    погрешности измерений D

    6 Оформление результатов поверки

    Приложение А

    Приложение Б

Настоящая методика поверки распространяется на анализаторы импеданса прецизионные серии 6630 (далее - анализаторы), изготовитель - «Microtest Corporation», Тайвань, предназначенные для измерения параметров пассивных элементов электрической цепи (полное сопротивление, полная проводимость, активное и реактивное сопротивления и проводимость, емкость, индуктивность, фазовый угол, тангенс угла потерь, добротность) по последовательной и параллельной схемам замещения.

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверки анализаторов.

Методикой поверки предусмотрена возможность проведения поверки для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем диапазоне рабочих частот.

Интервал между поверками -1 год.

Примечание: при пользовании настоящей методикой поверки целесообразно проверить действие ссылочных документов по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году.

• 1.1 При проведении поверки должны выполняться операции и применяться средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Основные операции и средства поверки

Таблица 2 - Вспомогательные средства измерений и устройства

Примечание: допускается применение средств поверки, не приведенных в перечне, но обеспечивающих определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

• 1.2 Все средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия обеспечения безопасности:

• - перед использованием прибора следует убедиться, что изоляция проводов не повреждена, и проводящие части нигде не оголены;

• - провода и насадки должны быть в рабочем состоянии, чистые и без поврежденной изоляции.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающей среды, °C                            20 ± 1

• - атмосферное давление, кПа                                     101 ± 4

• - относительная влажность, %, не более                           80

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - поверяемые анализаторы должны быть подготовлены к работе в соответствии с технической документацией;

• - применяемые средства измерений, испытательное оборудование должны быть подготовлены в соответствии с их технической документацией;

• - уровень тест-сигнала (напряжение переменного тока) устанавливается 1 В, скорость измерений 5 (Long), если не указано иное.

• 5.1    Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра проверить комплектность, наличие маркировки и обозначения, отсутствие дефектов покрытий, составных частей, корпуса, дисплея.

• 5.2    Опробование. Подтверждение соответствия программного обеспечения (далее -ПО)

  • 5.2.1   Включают анализатор и устанавливают режим измерений Rs» Ls (для номинальных значений 1 и 10 Ом) и R_p, С_р (для номинального значения 1 кОм), частота 1 кГц.

  • 5.2.2   Подключают поочередно меры электрического сопротивления РЗОЗО значением 1 Ом, 10 Ом и 1 кОм. Проверяют, чтобы значение электрического сопротивления на экране анализатора соответствовало номинальным значениям сопротивления мер. Если одно из значений не фиксируется на дисплее, прибор бракуют.

  • 5.2.3   Подтверждение соответствия ПО

    • 5.2.3.1 Подтверждение соответствия ПО осуществляется путем определения номера версии программного обеспечения встроенного ПО.

Для получения актуального значения версии встроенного ПО нажимают кнопку «MENU», после чего выбирают вкладку «SYSTEM», затем в открывшемся окне ПО выбирают вкладку «About». В открывшемся диалоговом окне отображена информация об анализаторе, а также версия ПО.

Результаты считаются положительными, если версия ПО не ниже 1.1.

• 5.3    Определение относительной погрешности установки частоты тест-сигнала

  • 5.3.1 Погрешность установки частоты тест-сигнала определяют с помощью частотомера. Частотомер подключают к выводу «Нож» анализатора при помощи кабеля с разъемами BNC. Измерения проводят для частот, приведенных в таблице 3. Погрешность установки частоты тест-сигнала не должна превышать пределы допускаемой относительной погрешности ±0,0001.

Таблица 3

• 5.4 Определение относительной погрешности измерений R, С, L и абсолютной погрешности измерений D

  • 5.4.1 Погрешность измерений анализаторов определяют на постоянном токе и в нормальной области частот, приведенной в таблице 4.

Таблица 4

• 5.4.2 Измеряемые параметры R, L, С и D определяют в диапазонах измерений, при уровне сигнала (для сопротивления постоянного тока) и при частотах, указанных в таблицах А2 и АЗ Приложения А, при этом максимальная частота поверки соответствует пределу нормальной области частот в соответствии с таблицей 4.

• 5.4.3 Соотношение погрешности между эталонными средствами измерений и поверяемыми анализаторами при измерении R, L, С, не должно превышать 1:3, при измерении D не должно превышать 1:1,5 (при D=2-10^ - Г10‘⁵) и 1:3 (при D>2-10‘⁴).

• 5.4.4 Начальное уравновешивание анализаторов проводится с использованием калибратора режимов короткого замыкания и холостого хода в соответствии с технической документацией изготовителя с тем типом кабеля и присоединительного устройства, которые используются для определения погрешности.

• 5.4.5 Погрешности по R определяют для значений сопротивления, кратных 10“ Ом, где п= от 0 до 6 (целое число) при измерениях на постоянном токе; где п= от 0 до 7 (целое число) при частотах, указанных в таблице А2 Приложения А.

Меры сопротивления РЗОЗО подключают по 4-х зажимной схеме с помощью измерительного кабеля 4 BNC - 4 BNC с использованием переходных устройств. Меры сопротивления Н2-1 подключают с помощью измерительного кабеля 4 BNC - 4 BNC.

Меры сопротивления Р4015, Р4016, составные меры значением 100 кОм и 1 МОм подключают по 3-х зажимной схеме с помощью измерительного кабеля 4 BNC - 4 BNC с использованием переходных устройств.

• - Составная мера для 100 кОм состоит из двух резисторов (мер) с номинальным значением 1 кОм, включенных последовательно, и резистора (меры многозначной) с номинальным значением 10,2 Ом, включенного в среднюю точку.

• - Составная мера для 1 МОм состоит из двух резисторов (мер) с номинальным значением 10 кОм, включенных последовательно, и резистора (меры многозначной) с номинальным значением 102 Ом, включенного в среднюю точку.

Примечание: допускается использовать другие значения резисторов электрического сопротивления для номинальных значений 100 кОм и 1 МОм.

• 5.4.6 Погрешность по С определяют для значений, кратных 10“ Ф, где п= от -11 до -4 (целое число) при частотах, таблице А2 Приложения А.

Однозначные меры емкости КМЕ-101 подключают к измерителю с помощью измерительного кабеля 4 BNC - 4 BNC и двух «тройников» СР-50-95ФВ (или аналогичных).

Меры емкости El-З подключают с помощью устройства присоединительного Е1-3, входящего в состав набора мер. При этом начальное уравновешивание измерителя производят с данным присоединительным устройством.

Меры емкости Р597, магазин емкости Р5025 подключают с помощью измерительного кабеля 4 BNC - 4 BNC с использованием переходных устройств.

• 5.4.7 Погрешность по L определяют для значений, кратных 10“ Гн, где п= от -5 до 1 (целое число) при частотах, указанных таблице А2 Приложения А.

Меры индуктивности подключают к измерителю с помощью измерительного кабеля 4 BNC - 4 BNC с использованием переходных устройств.

- Составная мера для 10 Гн состоит из двух резисторов (мер) с номинальным значением 10 кОм, включенных последовательно, и конденсатора (меры) электрической емкости с номинальным значением 100 нФ, включенного в среднюю точку.

Примечание: допускается использовать другие значения резисторов электрического сопротивления и конденсаторов электрической емкости для номинального значения 10 Гн.

• 5.4.8 Погрешность по D определяют для значений 110'³; 110'²; 110¹ и 1 при емкости и частотах, приведенных в таблице АЗ Приложения А. Измерения проводят при помощи мер емкости и тангенса угла потерь МПЕТ-1А (при этом начальное уравновешивание измерителя производят с входящим в комплект присоединительным устройством). Определение погрешности по D при других значениях емкости при необходимости проводят одновременно с определением погрешности по С.

Примечание: допускается определять погрешность по D при других значениях электрической емкости.

• 5.4.9 Абсолютную погрешность измерений по D определяют по формуле:

AD = Djbm. — Ид,                                      (1)

где Dhsm. - показания измерителя при измерении D;

Э_д - действительное значение измеряемой величины.

Относительную погрешность измерений, в процентах, по R, L, С определяют по формуле:

„ Z-Zjr

8 =----^100, (2)

Z

где И_д - действительное значение эталонной меры, Z - измеренное значение величины.

Относительная погрешность по R, L, С и абсолютная погрешность по D в зависимости от измерительной частоты и диапазона измерений не должны превышать пределов допускаемой погрешности, указанных в таблицах А2 и АЗ приложения А. В случае проведения поверки в других диапазонах измерений, диапазонах частот и другом уровне тест-сигнала и (или) без измерительных кабелей (по требованию заказчика), пределы допускаемой погрешности рассчитываются по формулам, указанным в приложении Б.

• 6.1 Положительные результаты поверки анализаторов оформляют свидетельством установленной формы.

При проведении поверки оформляется протокол измерений по форме, указанной в приложении А.

• 6.2 Анализаторы, не удовлетворяющие требованиям настоящей МП, к применению не допускаются. На них выдается извещение о непригодности к применению установленной формы.

• 6.3 Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Приложение А

Форма протокола поверки (рекомендуемая)

ПРОТОКОЛ ПОВЕРКИ №_______

Вид поверки:

Методика поверки:

Средства поверки:_______________________________________________________

Условия поверки:

Результаты поверки:

• 1. Внешний осмотр:___________

• 2. Опробование:________________

• 3. Идентификация ПО:_______________

• 4. Определение относительной погрешности установки частоты тест-сигнала

  

• 5. Определение метрологических характеристик R, L, С и D

Таблица А2

Таблица АЗ

На основании результатов поверки выдано свидетельство о поверке №_________от_______г.

Поверку провел___

Ф.И.О.                  подпись           дата

Приложение Б

Расчет пределов допускаемой погрешности анализаторов импеданса прецизионных серии 6630

Таблица Б1 - Пределы допускаемой погрешности анализаторов

Таблица Б2 - Значения коэффициентов

100МИ

LOOmH

IOOuH

ЮОпН

015%

LOW

w

таг

67%

tf»ped*rc» fftwftwmwnaccatacy - 2016/9/2?

с.$%

Ж

5%

Хб%

’исунок Б1 - Пределы допускаемой погрешности при использовании контактирующего устройства без измерительного кабеля, уровень тест-сигнала 1 В, скорость измерения 4 (Slow), калибровки Орел и Short проведены

Пример расчета допускаемой погрешности

Пример расчета допускаемой погрешности (на примере значения электрического сопротивления Zx = 10 кОм при частоте F= 1 кГц с использованием измерительного кабеля длиной 1 м). Уровень тест-сигнала (Vac) = 1 В, скорость измерения - 5 (Long).

Б.1 Пределы допускаемой относительной основной погрешности измерений (Ае),

К.

(1)

Б.2 Коэффициент АЬ’ составляет, %:

Ab' = Ab + Avac + Abw + Abl

Ab (для 1 кГц) = 0,075

Avac (для 1В)= (l/Voc-l)-0,02=(l/14)-0,02= 0

Abw (для скорости измерения 5) = 0

АЫ (для длины кабеля 1 м) = 0,02+0,02-Fm =0,02+0,02-0,001[МГц] = 0,02002

При подставлении значений коэффициентов в формулу (2) получаем:

АЬ’ = 0,075+0+0+0,02002 = 0,09502

Б.З Коэффициент Zs’ составляет, Ом:

2й(для 1 кГц) = 2,5-10'³

Kvac (для 1 В) = (1/Уос-1)-0,1+1 = (1/1-1)-0,1+1 = 1

КЬм(для скорости измерения 5) = 1

Zsl (для длины кабеля 1 м) = 2-10’³

При подставлении значений коэффициентов в формулу (3) получаем:

Zs = (2,5-10³- 1-D+210-³ = 4,5 W³

Б.4 Коэффициент Yo' составляет, См:

Yo (для 1 кГц) = 2,5-Ю⁹

Kvac (для 1 В) = (1/Уас-1)-0,1+1 = (1/14)0,1+1 = 1

Kbw (для скорости измерения 5) = 1

Yol = F_m-5-IO’⁹ = 0,001 [МГц]- 5-IO⁹ = 5-IO¹²

При подставлении значений коэффициентов в формулу (4) получаем:

Yo’ = (2^10-⁹11)+ 540-“ = 2,50540-’

Б.5 Коэффициент Kt (для условий испытаний (20±1 )°С) = 1

Б.6 При подставлении значений коэффициентов в формулу (1) получаем:

А_е = ±[0,09502+ (4£40^г3/|1040³| + 2,50510-’|1010³!) 100] 1 =±0,098 » ±0,1 %

16