Методика поверки «Усилители заряда и напряжения AP5230-XX» (А3009.0365.МП-2019)

• 1  Операции поверки

• 2  Средства поверки

• 3  Требования к квалификации поверителей

• 4  Требования безопасности

• 5  Условия поверки

• 6  Подготовка к проведению поверки

• 7  Проведение поверки

• 8  Оформление результатов поверки

Приложение А (справочное) Перечень документов, на которые даны

ссылки в тексте методики поверки

Приложение Б (справочное) Перечень принятых сокращений

Настоящая методика поверки распространяется на усилители заряда и напряжения АР5230-ХХ.

Усилитель заряда и напряжения АР5230-ХХ (далее по тексту - усилитель) предназначен для преобразования и усиления высокоимпедансного сигнала заряда пьезоэлектрических преобразователей и преобразователей со встроенным согласующим усилителем в низкоимпедансный сигнал напряжения.

В комплекте с первичными преобразователями, усилитель может применяться в системах технической диагностики и мониторинга в различных отраслях промышленности для измерений вибрационных и ударных ускорений, силы, давления, а также в лабораторных и научных исследованиях.

Принцип действия усилителя основан на преобразовании сигналов, поступающих от первичных преобразователей (вибропреобразователя, датчика силы, давления и т.д., далее - датчики) в низкоимпедансный сигнал напряжения. Усилитель может работать в режиме преобразования заряда или напряжения при работе с датчиками со встроенным согласующим усилителем.

Конструкция усилителя допускает многоканальное (до 16 каналов) исполнение в одном корпусе. Количество каналов указывается в обозначении через дефис.

Питание усилителя осуществляется от внешнего источника питания напряжением (12±2) В, ток потребления усилителя не более 3,5 А.

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 документом «Порядок проведения поверки средств измерений...», утвержденным приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 года № 1815.

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.

• 1.1 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. На основании письменного заявления владельца СИ, оформленного в произвольной форме, допускается сокращать количество поверяемых каналов, проводить поверку усилителя или отдельных измерительных каналов только в режиме преобразования заряда или преобразования напряжения в соответствии с потребностями владельца СИ и (или) техническими возможностями применяемых средств поверки, с обязательным указанием в свидетельстве о поверке информации об объеме проведенной поверки.

Т а б л и ц а 1 - Перечень операций при поверке

• 2.1 При проведении поверки применяют СИ и оборудование, приведенные в таблице 2. Допускается использовать другие СИ и оборудование, обеспечивающие требуемые диапазоны и точности измерений.

• 2.2 Все применяемые СИ должны быть поверены в соответствии с действующим «Порядок проведения поверки средств измерений...» и иметь действующие свидетельства о поверке. Оборудование, необходимое для проведения испытаний, должно быть аттестовано согласно ГОСТ Р 8.568.

К проведению поверки допускается персонал, изучивший ЭД на усилитель, данную методику поверки и имеющий опыт работы с оборудованием, перечисленным в таблице 2.

Т а б л и ц а 2 - Перечень СИ и оборудования, применяемых при поверке .

• 4.1 При проведении поверки необходимо руководствоваться «Правилами устройства электроустановок» и «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей». Меры безопасности при подготовке и проведении измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0 и «Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭУ)».

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

Все используемое оборудование должно иметь защитное заземление.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающего воздуха от 18 до 25 ^ОС;

• - относительная влажность окружающего воздуха до 80 %;

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

• - напряжение питающей сети от 207 до 253 В;

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

• 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.

• 7.1 Внешний осмотр

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

При наличии вышеуказанных дефектов поверку не проводят до их устранения. Если дефекты устранить невозможно, ПВТ бракуют.

• 7.2 Проверка ПО

• 7.2.1 Проверку ПО проводят в соответствии с 4.1.3 АБКЖ.00019-01 34. Цифровой идентификатор ПО рассчитывается автоматически при каждом запуске ПО АР5230 Explorer. Для вызова окна с информацией о версии ПО и результатов расчета цифрового идентификатора необходимо в строке меню выделить пункт «О программе». Пример всплывающего окна приведен на рисунке 1.

  /------------------

  От О программе

  

  ООО ГлобалТест

  удар РийрШдиЯ пкуггпинеская эмиссия __       ОоЬленйе УРР — Х-. -^си^^а

  АР5230 Explorer

  Version 1.0.0

  Copyright(c) 2014

  CRC-32 (hex): 7D8E9BE8

  CRC-32 (dec): 2106498024

  Рисунок 2 - Пример окна с информацией о ПО

• 7.2.2 Усилитель, считают прошедшим проверку, если цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) соответствует указанной в паспорте на усилитель.

• 7.3 Опробование

• 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 В соответствии с АБКЖ.00019-01 34 на усилителе устанавливают:

• - режим преобразования заряда;

• - коэффициент преобразования Кп=0,1;

коэффициент нормирования Кн=1,00;

- фильтры: ФВЧ 0,1 Гц; ФНЧ 100 кГц.

• 7.3.3 На частоте 1 кГц подают с калибратора (1) через адаптер (4) на разъём «ВХОД» СКЗ напряжения 73 В, при этом должен загореться индикатор перегрузки. Снижают входное напряжение до 67 В, индикатор перегрузки должен погаснуть. Устанавливают входное напряжение 71 В и с помощью анализатора спектра (5) измеряют СКЗ напряжения и коэффициент гармоник выходного сигнала.

  

• 1 - калибратор универсальный Н4-16;

• 2 - генератор сигналов низкочастотный прецизионный Г3-122;

3, 5 - регистратор (мультиметр 34410А, анализатор спектра А19);

4 - адаптер Е1000 (С₁=1000 пФ ±0,25%);

6 - сетевой блок питания, (12,0±0,5) В;

ПК - персональный компьтер.

Примечание - СИ (2) и (3) применяются при отсутствии калибратора (1). Адаптер (4) применяется для измерений только в режиме преобразования заряда.

Рисунок 1 - Схема измерений

• 7.3.4 Отключают выход калибратора (1). Усилитель переводят в режим преобразования напряжения (К_п=1; К_н=1,00). На частоте 1 кГц подают с калибратора (1) на разъём «ВХОД» СКЗ напряжения 7,2 В, при этом должен загореться индикатор перегрузки. Снижают входное напряжение до 6,7 В, индикатор перегрузки должен погаснуть. Устанавливают входное напряжение 7,1 В и с помощью анализатора спектра (5) измеряют СКЗ напряжения и коэффициент гармоник выходного сигнала.

• 7.3.5 Повторяют операции по 7.3.1 - 7.3.4 для всех измерительных каналов.

• 7.3.6 Усилитель считают прошедшим проверку, если осуществляется управление от ПК, амплитуда напряжения выходного сигнала составляет не менее 10 В, а коэффициент гармоник не превышает 5 %.

• 7.4 Проверка режима питания датчиков

• 7.4.1 Включают усилитель и переводят его в режим преобразования напряжения. С помощью мультиметра 34410А измеряют постоянное напряжение питания датчиков на разъеме «ВХОД».

Переводят мультиметр в режим измерений постоянного тока и измеряют ток питания датчиков.

• 7.4.2  Повторяют операции по 7.4.1 для всех измерительных каналов.

• 7.4.3 Усилитель считают выдержавшим испытания, если напряжение питания датчиков составляет от 20 до 28 В, ток питания от 3 до 18 мА.

• 7.5 Проверка коэффициентов преобразования и основной относительной погрешности установки коэффициента преобразования

• 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 РЭ на них.

• 7.5.2 Выполняют операции по установке режимов работы в соответствии с 7.3.2.

• 7.5.3 На частоте 1 кГц подают с калибратора (1) через адаптер (4) на разъём «ВХОД» рекомендуемое СКЗ напряжения из таблицы 3 для коэффициента преобразования Кп=0,1 и с помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения.

Т а б л и ц а 3 - Рекомендуемые значения СКЗ входного напряжения

• 7.5.4 Рассчитывают основную относительную погрешность установки i-го коэффициента преобразования 6_npi, %, по формуле

^Uвых _ К

U ^т --100,

К_т

где  и_вых - выходное напряжение усилителя, мВ;

U_ex - входное напряжение усилителя, мВ;

К_п - значение i-го установленного коэффициента преобразования.

• 7.5.5 Повторяют измерения по 7.5.3, 7.5.4 для всех коэффициентов преобразования Кп из таблицы 3.

• 7.5.6 Отключают выход калибратора (1). Усилитель переводят в режим преобразования напряжения. На частоте 1 кГц подают с калибратора (1) на разъём «ВХОД» рекомендуемое СКЗ напряжения из таблицы 3 для коэффициента преобразования Кп=1 и с помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения.

• 7.5.7 Рассчитывают основную относительную погрешность установки i-го коэффициента преобразования 5_npi, %, по формуле (2).

• 7.5.8 Повторяют измерения по 7.5.6, 7.5.7 для всех коэффициентов преобразования Кп из таблицы 3 в режиме преобразования напряжения.

• 7.5.9 Повторяют операции по 7.5.1 - 7.5.8 для всех измерительных каналов.

• 7.5.10 Усилитель считают прошедшим проверку, если основная относительная погрешность установки коэффициента преобразования находится в пределах ±0,8 %.

• 7.6 Проверка диапазона нормирования коэффициента преобразования

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

• 7.6.2 На усилителе устанавливают: - режим преобразования заряда;

• - коэффициент преобразования Кп=1;

• - коэффициент нормирования Кн=1,00;

- фильтры: ФВЧ 0,1 Гц; ФНЧ 100 кГц.

• 7.6.3 На частоте 1 кГц подают с калибратора (1) через адаптер (4) на разъём «ВХОД» СКЗ напряжения 1,000 В и с помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения.

• 7.6.4 Рассчитывают основную относительную погрешность установки i-го нормированного коэффициента преобразования 6_H._npi, %, по формуле

¹ к

^K -100 = (Uвых - К_м- 1)-100,

где и_вых - выходное напряжение усилителя, В;

U_ex - входное напряжение усилителя, U_ex =1,000 В;

Кп - значение установленного коэффициента преобразования, Кп=1; K_Hi - значение i-го установленного коэффициента нормирования.

• 7.6.5  При проведении первичной поверки повторяют измерения по 7.5.3, 7.5.4 для коэффициентов нормирования 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00; 7,00; 8,00; 9,00; 1,10; 1,20; 1,30; 1,40; 1,50; 1,60; 1,70; 1,80; 1,90; 1,01; 1,02; 1,03; 1,04; 1,05; 1,06; 1,07; 1,08; 1,09; 9,99.

Примечание - При проведении периодической поверки допускается проверку диапазона нормирования коэффициента преобразования проводить выборочно, при этом количество проверенных коэффициентов должно быть не менее 10 равномерно распределенных по диапазону нормирования.

• 7.6.6 Повторяют операции по 7.6.1 - 7.6.5 для всех измерительных каналов.

• 7.6.7 Усилитель считают прошедшим проверку, если основная относительная погрешность установки нормированного коэффициента преобразования находится в пределах ±0,8 %.

  • 7.7 Проверка рабочего диапазона частот и неравномерности АЧХ

    • 7.7.1 Выполняют операции по 7.6.1, 7.6.2 и 7.6.3.

    • 7.7.2 Повторяют измерения по 7.6.3 для всех рекомендуемых частот из таблицы 4.

    • 7.7.3 Отключают выход калибратора (1). Усилитель переводят в режим преобразования напряжения. На частоте 1 кГц подают с калибратора (1) на разъём «ВХОД» СКЗ напряжения 1,000 В и с помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения.

    • 7.7.4 Повторяют измерения по 7.7.3 для всех рекомендуемых частот из таблицы 4.

    • 7.7.5 Рассчитывают неравномерность АЧХ S_A4Xi, %, по формуле

Ъчх, =f• U"''""⁰' -1^-100 .                                     (4)

\ ^U ex.i ^U вых.1000Г' у

где и_выхЛ - выходное напряжение усилителя на i-ой частоте из таблицы 4;

и_вых.₁₀₀₀Г' - выходное напряжение усилителя на частоте 1 кГц. Т а б л и ц а 4 - Рекомендуемые значения частот

Примечание - На частотах ниже 3 Гц измерения выходного напряжения проводят с помощью анализатора А19 или цифрового осциллографа.

• 7.7.6 Повторяют измерения по 7.7.1 - 7.7.5 для всех измерительных каналов.

• 7.7.7 Усилитель считают выдержавшим испытания, если неравномерность АЧХ в диапазоне от 3 до 30000 Гц находится в пределах ±0.4 %. затухание на граничных частотах составляет от минус 5 % до минус 15 % для 100 кГц и от минус 5 % до минус 45 % для 0,1 Гц.

7.8 Проверка ФВЧ и ФНЧ

• 7.8.1 Выполняют операции по 7.6.1, 7.6.2.

• 7.8.2 Устанавливают частоту среза ФВЧ 100 Гц. На частоте 100 Гц (частота установленного ФВЧ) подают с калибратора (1) через адаптер (4) на разъём «ВХОД» СКЗ напряжения 1000 мВ. С помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения усилителя.

• 7.8.3 Рассчитывают затухание на частоте среза S_Fi, %, по формуле где и_вых._У - выходное напряжение усилителя на частоте среза, мВ;

  &  _ ^U вых.У   ^U(ыых.к . | QQ

  ^U вых. k

  (5)

и_вых._к - выходное напряжение калибратора, 1000 мВ.

• 7.8.4 Повторяют операции по 7.8.2 - 7.8.5 для всех частот среза ФВЧ. На частотах ниже 3 Гц измерения выходного напряжения проводят с помощью анализатора А19 или цифрового осциллографа.

• 7.8.5 На усилителе устанавливают частоту среза ФВЧ 0,1 Гц, а частоту среза ФНЧ 1 кГц. На частоте 1 кГц (частота установленного ФНЧ) подают с калибратора (1) через адаптер (4) на разъём «ВХОД» СКЗ напряжения 1000 мВ. С помощью мультиметра (5) измеряют СКЗ выходного напряжения усилителя.

• 7.8.6 Рассчитывают затухание на частотах среза S_Fi, %, по формуле (5).

• 7.8.7 Повторяют операции по 7.8.5 - 7.8.6 для всех частот среза ФНЧ. На частотах ниже 3 Гц измерения выходного напряжения проводят с помощью анализатора А19 или цифрового осциллографа.

• 7.8.8 Повторяют операции по 7.8.1 - 7.8.7 для всех измерительных каналов.

• 7.8.9 Усилитель считают прошедшим поверку, если затухание на частотах среза составляет от минус 5 % до минус 15 %.

Примечание - При проведении периодической поверки допускается проверку ФНЧ и ФВЧ проводить выборочно, при этом количество проверенных фильтров должно быть не менее 5 для ФНЧ и не менее 5 для ФВЧ, равномерно распределенных по всему ряду.

• 7.9 Проверка уровня СКЗ собственных шумов

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

• 7.9.2 На усилителе устанавливают: - режим преобразования заряда;

• - коэффициент преобразования Кп=100;

• - коэффициент нормирования Кн=1,00;

- фильтры ФВЧ 2 Гц; ФНЧ 30 кГц.

• 7.9.3 Подсоединяют адаптер (4) к разъёму «ВХОД». Подсоединяют к адаптеру (4) короткозамкнутую заглушку и измеряют СКЗ напряжения выходного сигнала.

• 7.9.4 Рассчитывают уровень СКЗ собственных шумов в режиме преобразования заряда О_шум. пКл, по формуле

где  и_вых._КЗ - выходное напряжение усилителя, мВ;

К_п - установленный коэффициент преобразования, мВ/пКл.

• 7.9.5 Переводят усилитель в режим преобразования напряжения. Подсоединяют короткозамкнутую заглушку к разъёму «ВХОД» и измеряют СКЗ напряжения выходного сигнала.

• 7.9.6 Рассчитывают уровень СКЗ собственных шумов в режиме преобразования напряжения и_шум, мВ, по формуле

U - ^Uвых.КЗ                                                           (9)

^U шум       jj-                                                                                  хг /

^Кп

где и_вых._КЗ - выходное напряжение усилителя, мВ;

Кп - установленный коэффициент преобразования, мВ/мВ.

• 7.9.7 Усилитель считают прошедшим проверку, если СКЗ собственных шумов в режиме преобразования заряда не превышает 2040^-3 пКл, а в режиме преобразования напряжения 20 мкВ.

• 8.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке усилителя 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

Приложение Б

(справочное)

Перечень принятых сокращений

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;

ФВЧ - фильтр высокой частоты;

ФНЧ - фильтр низкой частоты;

ПО - программное обеспечение;

ПК - персональный компьютер;

СКЗ - среднее квадратическое значение;

СИ - средство(а) измерений;

ЭД - эксплуатационная документация.

13