Методика поверки «Инструкция Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный TMCA 1.0-5.85 K 091» (https://oei-analitika.ru/kurilka/reestr_good_docs.php)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора -заместитель по

ФГУП

Инструкция

Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-5.85 К 091

Методика поверки

133-18-07 МП

2018 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 7 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ПОВЕРКИ

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

  • 8.2 Опробование

  • 8.3 Определение метрологических характеристик

    • 8.3.1 Определение неравномерности амплитудного и фазового распределений, относительного

уровня кроссполяризационной составляющей электромагнитного поля в рабочей зоне и максимального размера рабочей зоны

• 8.3.2 Определение инструментальной погрешности измерений амплитуды и фазы диаграммы

направленности

• 8.3.3 Определение пределов допускаемой инструментальной погрешности измерений

эффективной изотропно-излучаемой направленности

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок комплекса автоматизированного измерительно-вычислительного ТМСА 1.0-5.85 К 091, изготовленного ООО «НПП «ТРИМ СШП Измерительные системы», г. Санкт-Петербург, заводской № 091 (далее - комплекс).

Первичная поверка комплекса проводится при вводе его в эксплуатацию и после ремонта.

Периодическая поверка комплекса проводится в ходе его эксплуатации и хранения.

• 1.2 Комплекс предназначен для измерений радиотехнических характеристик антенн.

• 1.3 Поверка комплекса проводится не реже одного раза в 24 (двадцать четыре) месяца.

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

Таблица 1 - Операции поверки

3.1 При проведении поверки комплекса должны бьггь применены средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства измерений для поверки комплекса

• 3.2 Допускается использовать аналогичные средства поверки, которые обеспечат измерения соответствующих параметров с требуемой точностью.

• 3.3 Средства поверки должны быть исправны, поверены и иметь свидетельства о поверке.

• 4.1 Поверка должна осуществляться лицами с высшим и среднем техническим образованием, аттестованными в качестве поверителей в области радиотехнических измерений в соответствии с ГОСТ Р 56069-2014, и имеющими квалификационную группу электробезопасности не ниже третьей.

• 4.2 Перед проведением поверки поверитель должен предварительно ознакомиться с документом «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-5.85 К 091. Руководство по эксплуатации. ТМСА 091.005.00К РЭ».

• 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены все требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80 «ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности», а также требования безопасности, приведённые в эксплуатационной документации на составные элементы комплекса и средства поверки.

• 5.2 Размещение и подключение измерительных приборов разрешается производить только при выключенном питании.

  Таблица 3 - Условия

  комплекса

  Влияющая величина

  Нормальное

  Допускаемое отклонение

  	значение	от нормального значения
  Температура окружающей среды, °C	20	±2
  Относительная влажность воздуха, %	от 30 до 70	-
  Атмосферное давление, кПа	от 84 до 106,7	-
  Напряжение питающей сети переменного тока, В	220	±22
  Частота питающей сети, Гц	50	±1

• 7.1 Проверить наличие эксплуатационной документации и срок действия свидетельств о поверке на средства поверки.

• 7.2 Подготовить средства поверки к проведению измерений в соответствии с руководствами по их эксплуатации.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При проведении внешнего осмотра комплекса проверить:

• - комплектность и маркировку комплекса;

• - наружную поверхность элементов комплекса, в том числе управляющих и питающих кабелей;

• - состояние органов управления;

• 8.1.2 Проверку комплектности комплекса проводить сличением действительной комплектности с данными, приведенными в разделе «Комплект поставки» документа «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-5.85 К 091. Паспорт. ТМСА 091.005.00К ПС» (далее - ПС).

• 8.1.3 Проверку маркировки производить путем внешнего осмотра и сличением с данными, приведенными в ПС.

• 8.1.4 Результаты внешнего осмотра считать положительными, если:

• - комплектность и маркировка комплекса соответствует ПС;

• - наружная поверхность элементов комплекса не имеет механических повреждений и других дефектов;

• - управляющие и питающие кабели не имеют механических и электрических повреждений;

• - органы управления закреплены прочно и без перекосов, действуют плавно и обеспечивают надежную фиксацию;

• - все надписи на органах управления и индикации четкие и соответствуют их функциональному назначению.

В противном случае результаты внешнего осмотра считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.2.1 Идентификация программного обеспечения (далее - ПО)

  • 8.2.1.1 Включить персональные компьютеры (далее - ПК), для чего:

• - на блоке источника бесперебойного питания нажать кнопку ВКЛ;

• - нажать на системном блоке ПК кнопку включения;

• - включить монитор.

После загрузки операционной системы WINDOWS 7 на экране монитора ПК наблюдать иконку программы FrequencyMeas, NFCalc, AmrView.

Установить далее на ПК программу, позволяющую определять версию и контрольную сумму файла по алгоритму MD5, например, программу «HashTab».

• 8.2.1.2 Выбрать в папке TRIM файл FrequencyMeas.exe, нажать на правую кнопку мыши на файле и выбрать пункт «Свойства». Открыть вкладку «Хеш-суммы файлов». Наблюдать контрольную сумму файла FrequencyMeas.exe по алгоритму MD5. Открыть вкладку «О программе». Наблюдать значение версии файла FrequencyMeas.exe. Результаты наблюдения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.1.3 Повторить операции п. 8.2.1.2 для программ NFCalc.exe и AmrView.exe.

• 8.2.1.4 Сравнить полученные контрольные суммы и версии с их значениями, записанными в ПС. Результат сравнения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.1.5 Результаты идентификации ПО считать положительными, если полученные идентификационные данные ПО соответствуют значениям, приведенным в таблице 4.

Таблица 4 - Идентификационные данные ПО

В противном случае результаты проверки соответствия ПО считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.2.2 Проверка работоспособности

  • 8.2.2.1 Подготовить комплекс к работе в соответствии с РЭ.

  • 8.2.2.2 Проверить работоспособность аппаратуры комплекса путем проверки отсутствия сообщений об ошибках и неисправностях при загрузке программного продукта для измерений в ближней зоне «.FrequencyMeas».

  • 8.2.2.3 Проверить работоспособность всех приводов опорно-поворотного устройства (ОПУ) для испытываемой антенны:

• - азимутальное поворотное устройство;

• - угломестное поворотное устройство;

• - поворотное устройство по углу крена.

• 8.2.2.4 Проверить работоспособность ОПУ облучателей зеркала радиоколлиматора (возможность смены облучателей и их поляризации).

• 8.2.2.5 Установить в рабочей зоне тестовую антенну с электрическими размерами апертуры не менее 4Х (где X - длина волны, м). Провести измерения сечений диаграмм направленности (ДН) и поляризационной диаграммы на рабочей длине волны антенны.

• 8.2.2.6 Результаты поверки считать положительными, если аппаратура комплекса работоспособна обеспечивает управление приводами ОПУ, проведение измерений и сохранение их результатов, а также отсутствует программная или аппаратная сигнализация о неисправностях комплекса.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.1.1 Установить сканер ЭМП в центре рабочей зоны комплекса на опорно-поворотное устройство (ОПУ) в горизонтальное положение.

• 8.3.1.2 На подвижную каретку сканера установить уголковый отражатель (УО) из состава системы лазерной координатно-измерительной API RADIAN R50, измерительный блок установить внутри безэховой камеры со стороны зеркала радиоколлиматора.

• 8.3.1.3 Записать траекторию движения У О при перемещении каретки сканера для горизонтального и вертикального пространственных положений сканера. При помощи программного обеспечения системы лазерной координатно-измерительной API RADIAN R50 рассчитать отклонение траектории У О вдоль направления распространения рассеянного зеркалом коллиматора электромагнитного поля (ЭМП) относительно линейного тренда траектории У О от координат каретки Д/(х_г) (где AZ(x_z-)<0 при смещении каретки в направлении зеркала коллиматора, рисунок 1).

  

Рисунок 1 - К расчету отклонения траектории каретки сканера (УО)

• 8.3.1.4 Установить облучатель зеркала радиоколлиматора на вертикальную поляризацию. Взамен уголкового отражателя установить на каретку сканера антенну-зонд на вертикальной поляризации.

Перемещая каретку сканера с антенной-зондом вдоль рабочей зоны и одновременно измеряя амплитуды Л(х_г)и фазы Ф'(х_г) коэффициента передачи получить пространственное распределение амплитуды и фазы электромагнитного поля на согласованной поляризации.

Шаг между отсчётами поля установить не более V2 для максимальной частоты в диапазоне рабочих частот облучателя, а диапазон перемещения каретки сканера должен соответствовать ± 1,3 м относительно центра рабочей зоны.

• 8.3.1.5 Повернуть антенну-зонд на 90° относительно оси поляризации.

Перемещая каретку сканера с антенной-зондом вдоль рабочей зоны и одновременно измеряя амплитуды А_к (х_г-) коэффициента передачи получить пространственное распределение амплитуды кроссполяризации.

• 8.3.1.6 Обработку результатов измерений проводить с использованием программ Microsoft Excel, MatLab или Mathcad.

Исключить из измеренного фазового распределения линейное отклонение, обусловленное неперпендикулярностью установки направляющей рельсы сканера направлению распространения ЭМП.

Аппроксимировать измеренную зависимость фазы Ф'(х₍) линейной функцией Ф_лин(х_/) методом наименьших квадратов (рисунок 2).

Рисунок 2 - К расчету фазового распределения

• 8.3.1.7 Рассчитать фазовое распределение ЭМП по формуле (1):

ф(х,) = Ф' (х_;) - Ф_лин (х,.) -—Л1( х,.),                                         (1)

где X - длина волны ЭМП, м;

Ф'(х,), Ф_лин (х,), Ф (х,) - относительные фазы, °.

Аппроксимировать зависимость Ф(х,) линейной функцией Ф₀(х_/) методом наименьших квадратов (рисунок 4). Значения функции Ф_о (%, ) в пределах рабочей зоны должны находиться в пределах ± 0,1°, в противном случае вышеизложенная процедура исключения линейного отклонения повторяется.

• 8.3.1.8 Установить сканер ЭМП в вертикальное положение.

Повторить измерения пп. 8.3.1.2-8.3.1.7, перемещая каретку сканера с антенной-зондом по координате , провести вычисления зависимостей              ^и Ф(±,)-

• 8.3.1.9 Определить максимальную неравномерность пространственной зависимости амплитуды ЛА и фазы ДФ на согласованной поляризации в пределах рабочих зон с размерами 02,4, 01,8 и 01,2 м по следующим формулам (2) - (4):

  A4j = max max

  L i

  ДФ] = max max

  L i

  npux_i,y_i G ±1,2M

ах {А (х_г-)} - min {А (х,-)}; max {А (у_г-)} - min {A (y_t)} ■ах {Ф (х_г)} - min {Ф (х_г)}; max {ф (у, )} - min {Ф (у_{)}

ЛА₂ =max тах(л(х_г)|-тт|Л(х₍)|;тах|Л(.у₍)|-min|^(y^,_;)| L i                         i                       i                         i

ДФ₂ = max max |ф (х_г )| - min |Ф (х_г )|; max {ф(^.)}-тт{ф(^)}

npux_i,y_i g ±0,9л/

АЛ₃=тах тах|л(х,)} - min {А (x_z)}; max {А (у_{)} - min {А (у_{)} J ДФ₃ = max max \ф (x_z)} - min\ф (x_z)}; max (y_t)} - min {ф (у_{)} npux^yt g ±0,6 м

где А (x_z), А (у,) - амплитуда ЭМП, дБ.

• 8.3.1.10 Определить относительный уровень кроссполяризации в пределах рабочих зон с размерами 02,4, 01,8 и 01,2 м по формулам (5) - (7):

  К_х -- max max

  .ах (А (x_z) - А_к (x_z)}; max

  i                                            i

  

  -4 (л)}

  npux^yi G ±1,2 Ж

  K₂ = max

  max{^(x_z)-4(x_z)}

  i

  max{A(y_i)-A_K(y_i)}

  npux^yi g ±0,9л/

  = max

  max {A (x_z) - A_K (x_z)}; max {A (y_z) - A_K (y₍)}

  • (5)

  • (6)

  (7)

npux^yi g±0,6m

где A(x_i),A(y_i),A_K(x_i), A_K (y_{) - амплитуда ЭМП, дБ.

• 8.3.1.11 Провести измерения пп. 8.3.1.1-8.3.1.10 для всего рабочего диапазона путём поочерёдных измерений в диапазонах частот каждого облучателя коллиматора. Количество частот в пределах рабочего диапазона частот облучателя выбирать не менее двух.

• 8.3.1.12 Результаты поверки считать положительными, если неравномерность амплитудного и фазового распределений, относительный уровень кроссполяризационной составляющей электромагнитного поля в рабочей зоне в рабочем диапазоне частот не превышают значений, приведённых в таблице 5.

Таблица 5

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.2.1 Подготовить комплекс для измерения диаграммы направленности в соответствии сРЭ.

• 8.3.2.2 Установить на ОПУ тестовую антенну, диапазон частот антенн выбирать в соответствии с диапазоном частот используемого облучателя согласно таблице 6.

Сориентировать тестовую антенну для работы на согласованной поляризации электромагнитного поля, электрическую ось антенны установить в направлении зеркала радиоколлиматора по максимуму принимаемого сигнала.

Измерения проводить в произвольной очерёдности для всех частотных диапазонов.

Таблица 6 - Порядок использования антенн

• 8.3.2.3 Подключить в СВЧ тракт комплекса программируемый аттенюатор 84908М.

• 8.3.2.4 Путём регулировки мощности источника сигнала, ширины полосы фильтра промежуточной частоты и количества усреднений приёмника сигнала добиться соотношения сиг-нал/шум не менее 60 дБ.

Измерения проводить не менее чем в трёх точках частотного диапазона каждого облучателя коллиматора.

• 8.3.2.5 Зафиксировать амплитуду S_xdli(rif) измеряемого коэффициента передачи поочередно для ослаблений программируемого аттенюатора xdB = Q, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 и 45 дБ.

• 8.3.2.6 Подключить аттенюатор к портам анализатора электрических цепей векторного ZVA50 используя фазостабильные кабельные сборки.

Установить частоты, соответствующие используемым при измерениях в п. 5.2.4. Параметры обзора установить такими, чтобы обеспечивалось соотношение сигнал/шум не менее 80 дБ.

Зафиксировать амплитуду S^^nf) измеряемого коэффициента передачи поочередно для ослаблений программируемого аттенюатора xdB = 0, 5,10,15, 20,25, 30, 35,40 и 45 дБ.

• 8.3.2.7 Рассчитать инструментальную погрешность [дБ] измерения амплитуды диаграммы направленности в рабочей зоне коллиматора по формуле (8):

SS_Ida =                  (nf)} -     (nf) -          ,                   (8)

где S_xdB(nf) - результаты измерений амплитуды S__5dB(nf), S__wdB(nf)... S__45dB(nf), дБ; ^s°xdB (^пЛ - результаты измерений амплитуды S°__5dB (nf), S°__lQdB (nf)... S°_45dB (nf), дБ.

• 8.3.2.8 Рассчитать инструментальную погрешность [°] измерения фазы диаграммы направленности в рабочей зоне коллиматора по формуле (9):

Д^_й (nf) = ± arctan (10⁰’⁰⁵^ ⁽"^п -1).                                     (9)

• 8.3.2.9 Повторить пп. 8.3.2.2-8.3.2.8 для остальных диапазонов частот из таблицы 5.

• 8.3.2.10 Результаты поверки считать положительными, если значения инструментальных погрешностей измерений амплитуды и фазы диаграммы направленности в рабочей зоне коллиматора находятся в пределах, указанных в таблице 7.

Таблица 7. Инструментальные погрешности измерений амплитуды и фазы диаграммы направленности

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие one рации поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.3.1 Подготовить комплекс к измерению ЭИИМ (потенциала) в соответствии с руководством по эксплуатации (перевести ВАЦ в режим измерений прямой мощности, загрузить данные о характеристиках используемого облучателя и тракта).

• 8.3.3.2 Отключить радиочастотный кабель от облучателя коллиматора и подключить через тройник к генератору СВЧ и преобразователю измерительному NRP-Z21 согласно схеме, приведённой на рис. 3.

  
  

  Рисунок 3 - Схема подключения

• 8.3.3.3 Измерения проводить поочерёдно на трёх частотах для каждого облучателя коллиматора, включающих верхнюю, нижнюю и среднюю.

Установить на генераторе сигналов выходную мощность равную минус 30 дБ (мВт). Зафиксировать значение мощности, получаемое из показаний измерителя мощности NRP-Z21. Вычислить расчётный аналог измеряемого значения ЭИИМ по формуле (10):

где Р_э - показаний преобразователя измерительного NRP-Z21, дБ (Вт);

G - коэффициентов облучателя, взятый из соответствующего файла данных, дБ f - частота, ГГц;

386 = ^4/Т^/ ₉ - константа, определяемая исходя из эквивалентного расстояния для кол-/10 с

лиматора R = 9,22 м и скорости света с, ГГц'¹.

• 8.3.3.4 Зафиксировать значение ЭИИМ Р&ц, измеренное комплексом, дБ (Вт).

• 8.3.3.5 Пределы допускаемой инструментальной погрешности измерений ЭИИМ рассчитать по формуле (11):

  

  (И)

где 0,0036 — слагаемое, величина которого обусловлена погрешностью преобразователя измерительного NRP-Z21.

• 8.3.3.6 Результаты поверки считать положительными, если допускаемая инструментальная погрешность измерений ЭИИМ находится в пределах ±1,0 дБ.

• 9.1 Комплекс признается годным, если в ходе поверки все результаты поверки положительные.

• 9.2 Результаты поверки удостоверяются свидетельством о поверке в соответствии с Приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 02 июля 2015 г. № 1815.

• 9.3 Если по результатам поверки комплекс признан непригодным к применению, свиде

тельство о поверке аннулируется и выписывается извещение о непригодности к применению в соответствии с Приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 02 июля 2015 г. № 1815.                                             Д

Начальник НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»          МВД о.В. Каминский

Заместитель начальника НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»

12

¹

УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

²

• 6.1 При проведении поверки комплекса должны соблюдаться условия, приведенные в таблице 3.