Методика поверки «Инструкция Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-50.0 К 2.4 089» (133-18-06 MП)

ФГУП

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора -заместитель по

Инструкция

Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный

ТМСА 1.0-50.0 К 2.4 089

Методика поверки

133-18-06 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

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок комплекса автоматизированного измерительно-вычислительного ТМСА 1.0-50.0 К 2.4 089, изготовленного ООО «НПП «ТРИМ СШП Измерительные системы», г. Санкт-Петербург, заводской № 089 (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 быть 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 1.0-50.0 К 2.4 089. Руководство по эксплуатации. ТМСА 089. 050. 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.

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

Таблица 3 - Условия проведения поверки комплекса

• 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 1.0-50.0 К 2.4 089. Паспорт. ТМСА 089. 050. 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 УО от ко-

ординат каретки Д/(х_г ) (где Д/(х_г )<0 при смещении каретки в направлении зеркала коллима-

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₍ )и фазы Ф'(х_;) коэффициента передачи получить пространственное распределение амплитуды и фазы электромагнитного поля на согласованной поляризации.

Шаг между отсчётами поля установить не более Х/2 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 ДДх,) 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_г) линейной функцией Ф_лин (х_г ) 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_я.(х,)-^Д/('х,Л                                (1)

где X - длина волны ЭМП, м;

Ф' (х,), Ф ,_ш„ (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 у, провести вычисления зависимостей Л(у_;), А_к (у₍ ) и Ф(у,).

• 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|A(x_z)|-тт{л(х_г)};тах|Л(у_г)}-min|^(y_z)|

ДФ} =тах тах|ф(х_г)|-min^(x_z)J;max^(y_z)j-тт|ф(у_г)|

ЛА₂ =тах max|A(x_z)|-min|^(x_z)};max|A(y_z)}-min|y4(y_z)j ДФ₂ = max max |Ф (x_z)} - min |ф (х_г)} ; max {Ф (y_z)} - min [ф (y_z)} npux^yi е ±0,9л/

А4₃ = max max {A (x_z)} - min {A (x_z)}; max { A (y_z)} - min {A (y_z)}

ДФ₃ = max max |ф (x_z)} - min |ф (x_z )| ; max {ф (y_z)} - min (Ф (y_z)} npux^yi e +Q,6m

где A (x_i:), A (y_J;) - 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\ -max max{A(x_z)-4(x_z)};max{^(y_z)-A_K(y_z)} npux^yi G ±1,2 Л/

K₂ = max max

L i

npux^yj g ±0,9 л/

max {A (х_г-) - A_K (x_t-)}; max (A (y_{) - A_K   )}

i                                                 i

npux^yj е±0,6м

где A(x_i),A(y_i),A_K(x_i),A_K (у_г- ) - 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 02,4 м 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_xdB(nf~) измеряемого коэффициента передачи поочередно для ослаблений программируемого аттенюатора xdB = Q, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 и 50 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        измеряемого коэффициента передачи поочередно для

ослаблений программируемого аттенюатора xdB = 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 и 50 дБ.

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

где ⁵^(^w/) - результаты измерений амплитуды S__5JB(nf), S__10dB(nf)... S__50dB(nf), дБ; ^sL_B(ⁿ.f) - результаты измерений амплитуды 5^(и/), S°_iQdB(nf)... S°__50dB(nf'), дБ.

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

= ±агсГап(10°-⁰⁵^^(лЛ -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 направ

ленности

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие опе

рации поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту'.

• 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, свидетельство о поверке аннулируется и выписывается извещение о непригодности к применению в соответствии с Приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 02 июля 2015 г.

О.В. Каминский

А.В. Титаренко

11