Методика поверки «ГСИ. ОСЦИЛЛОГРАФЫ ЦИФРОВЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ СЕРИЙ HDO, WaveJet, WaveSurfer» (МП 60893-15)

Федеральное государственное унитарное предприятие «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ»

(ФГУП «ВНИИМС»)

УТВЕРЖДАЮ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Методика поверки

МП 60893-15

с изменением № 1 г. Москва

2016

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок осциллографов цифровых запоминающих серий HDO, WaveJet, WaveSurfer, изготавливаемых фирмой «Teledyne LeCroy, Inc.», США.

Осциллографы цифровые запоминающие серий HDO, WaveJet, WaveSurfer (далее -осциллографы) предназначены для исследования формы и измерения амплитудных и временных параметров электрических сигналов.

Межповерочный интервал - 2 года.

• 1.1 При поверке выполняются операции, указанные в таблице 1.

• 1.2 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций поверка прекращается и прибор бракуется.

Таблица 1 - Операции поверки

• 2.1 При проведении поверки должны применяться средства измерений, перечисленные в таблицах 2 и 3.

• 2.2 Допускается применять другие средства измерений, 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 аттестованные в качестве поверителей согласно ПР 50.2.012-94.

К проведению поверки допускаются лица, изучившие руководство по эксплуатации прибора и прошедшие проверку знаний правил техники безопасности и эксплуатации электроустановок напряжением до 1 кВ.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• •     температура окружающего воздуха (20 ± 5) °C;

• •     относительная влажность от 30 до 80 %;

• •     атмосферное давление от 84 до 106 кПа или от 630 до 795 мм. рт. ст.

• •     напряжение питания переменного тока (220,0 ± 2,2) В;

• •     частота (50,0 ± 0,5) Гц.

Перед поверкой должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• 1. Проверены документы, подтверждающие электрическую безопасность.

• 2. Проведены технические и организационные мероприятия по обеспечению безопасности проводимых работ в соответствии с действующими положениями ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.3-75.

• 3. Средства измерения, используемые при поверке, поверены и подготовлены к работе согласно их руководствам по эксплуатации.

• 7.1 Метрологические характеристики, подлежащие определению

Метрологические характеристики приборов, подлежащие определению приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Метрологические и технические характеристики

(Измененная редакция, Изм. № 1)

Примечание: - Для стандартной конфигурации, в режиме реального времени; Ко - установленный коэффициент отклонения, В/дел; Иизм - измеренное значение напряжения, В; Рдискр - частота дискретизации, Гц; Un - установленный уровень срабатывания, В;

D - установленный гистерезис (от 100 мВ до 1,4 В с шагом 100 мВ).

• 7.2   Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие поверяемого прибора следующим требованиям:

• 1. Комплектность должна соответствовать руководству по эксплуатации.

• 2. Все органы управления и коммутации должны действовать плавно и обеспечивать надежность фиксации во всех позициях.

• 3. Не должно быть механических повреждений корпуса, лицевой панели, ЖК-дисплея, органов управления. Незакрепленные или отсоединенные части прибора должны отсутствовать. Внутри корпуса не должно быть посторонних предметов. Все надписи на панелях должны быть четкими и ясными.

• 4. Все разъемы, клеммы и измерительные провода не должны иметь повреждений и должны быть чистыми.

При наличии дефектов поверяемый прибор бракуется и направляется в ремонт.

• 7.3    Опробование

Опробование проводят по истечении времени самопрогрева.

Проверяется работоспособность ЖК-дисплея, диапазон перемещения линии развертки по вертикали, работа органов управления каналов вертикального и горизонтального отклонения, схемы синхронизации.

Произвести установку органов управление в положение по умолчанию, нажав на передней панели кнопку «Начальные установки».

Проверка проводится путем подачи поочередно на каждый канал поверяемого осциллографа с калибратора Fluke 9500В симметричного меандра частотой 1 кГц и размахом 1 В. Коэффициент отклонения поверяемого осциллографа установить равным 200 мВ/дел, коэффициент развертки 1 мс/дел. При этом на экране осциллографа должен наблюдаться сигнал с размером изображения по вертикали равным пяти большим делениям шкалы и размером изображения по горизонтали в виде десяти периодов сигнала.

При изменении значения коэффициентов отклонения должно наблюдаться изменение высоты изображения импульсов. При изменении значения коэффициентов развертки должно наблюдаться изменение ширины изображения импульсов.

Результаты поверки считаются удовлетворительными, если все вышеперечисленные операции прошли успешно. Осциллографы не прошедшие опробование бракуют и направляют в ремонт.

• 7.4 Подтверждение соответствия программного обеспечения.

Подтверждение соответствия программного обеспечения производить в следующем порядке:

• 1. Выбрать в верхней строке меню закладку «Утилиты».

• 2. В ниспадающем меню выбрать пункт «Меню утилит».

• 3. В открывшемся в нижней части экрана окне выбрать закладку «Статус».

• 4. В открывшемся окне в строке «Firmware Version» зафиксировать номер версии встроенного ПО. Он должен быть не ниже указанного в таблице 5.

Таблица 5 - Характеристики программного обеспечения (ПО)

При невыполнении этих требований поверка прекращается и прибор бракуется.

• 7.5 Определение пределов допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения постоянного тока проводить методом прямого измерения поверяемым прибором амплитуды сигнала, воспроизводимого эталонной мерой - калибратором осциллографов Fluke 9500В в следующей последовательности:

• 1. Собрать схему поверки, приведенную на рис. 1.

• 2. Подготовить поверяемый прибор к работе в соответствии с требованиями РЭ.

• 3. Органы управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

Канал 1 включён, Связь DC, входное сопротивление 50 Ом, ограничение полосы пропускания 20 МГц;

Синхронизация: Тип/Фронтом, Источник/Канал 1, Режим/Авто;

Дисплей: Тип/Вектор, Накопление /Выкл;

Длина памяти - максимальная;

Режим измерения: Mean (среднее);

статистика измерений включена (кроме WaveJet Touch R);

Для WaveJet Touch R дополнительно включить режим - усреднение, число усреднений 64; - Коэффициент отклонения - 1 В/дел.

яЯжЗ

Для получения результата измерения на передней панели нажать кнопку «Очистка экрана» (при наличии) и произвести считывание среднего значения результата измерения при числе статистки измерений не менее 50 (кроме WaveJet Touch R). Для WaveJet Touch R -дождаться стабильных показаний в режиме измерения и считать показания с дисплея.

• 4. Перевести калибратор Fluke 9500В в режим воспроизведения напряжения постоянного тока положительной полярности. На выходе калибратора установить напряжение постоянного тока величиной 3 В, размах сигнала - 3 деления.

• 5. Подать напряжение с калибратора на вход канала 1 осциллографа. При этом неиспользуемые каналы должны быть отключены.

• 6. Произвести измерения входного напряжения постоянного тока в автоматическом режиме измерения осциллографа.

• 7. Провести измерения по п. 1-6 при остальных положениях переключателя «В/дел» поверяемого осциллографа при размерах изображения по вертикали, равных 3 делениям шкалы.

• 8. Провести измерения по п.п. 1 - 7 для отрицательной полярности напряжения калибратора

• 9. Провести измерения по п.п. 1 - 8 для остальных каналов осциллографа. При этом неиспользуемые каналы должны быть отключены.

• 10. Провести измерения по п.п. 1 - 9 для всех каналов осциллографа при входном сопротивлении 1 МОм для коэффициентов отклонения согласно таблицы 4. При этом неиспользуемые каналы должны быть отключены.

• 11. Определить абсолютную погрешность измерения напряжения постоянного тока по формуле:

A = Ux-U₀;             (1)

где   U_x - значение амплитуды, измеренное поверяемым осциллографом, В;

U_o - значение амплитуды, установленное на калибраторе, В.

Результаты поверки считаются удовлетворительными, если во всех поверяемых точках погрешность измерения соответствует требованиям п. 7.1 настоящей Методики.

При невыполнении этих требований, прибор бракуется и направляется в ремонт.

• 7.6 Определение времени нарастания переходной характеристики осциллографа проводить методом прямого измерения поверяемым прибором времени нарастания испытательного импульса, воспроизводимого эталонной мерой - калибратором осциллографов Fluke 9500В с использованием формирователя 9530 в следующей последовательности:

• 1. Собрать схему поверки, приведенную на рис. 1. Использовать вход «50 Ом» канала 1 осциллографа.

• 2. Выход формирователя 9530 подключить на вход первого канала поверяемого осциллографа. Установить на калибраторе режим формирования сигнала с малым временем нарастания (150 пс).

• 3. Произвести сброс на начальные настройки осциллографа.

• 4. Органы управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

Канал 1 включён, Связь DC, входное сопротивление 50 Ом, ограничение полосы пропускания выключено;

Синхронизация: тип - Фронт, источник - Канал 1, режим - Авто;

- Дисплей: Тип/Вектор, Накопление /Выкл;

Длина памяти - максимальная;

Режим измерения: время нарастания по уровню 10 % - 90 %;

Статистика измерений включена (кроме WaveJet Touch R);

Тип дискретизации - эквивалентная (кроме WaveJet Touch R);

Коэффициент отклонения - 100 мВ/дел.

Для получения результата измерения на передней панели нажать кнопку «Очистка экрана» (при наличии) и произвести считывание среднего значения результата измерения при числе статистки измерений не менее 50 (кроме WaveJet Touch R). Для WaveJet Touch R -считать показания с дисплея.

• 5. Провести измерения по п.п. 1-3 для остальных каналов осциллографа.

• 6. Определить время нарастания переходной характеристики по формуле:

^пх ⁼     " *о               (2)

где tx - значение времени нарастания, измеренное поверяемым осциллографом, с; to - значение времени нарастания формирователя калибратора Fluke 9500В, с.

Результаты поверки считаются удовлетворительными, если измеренные значения времени нарастания переходной характеристики соответствует требованиям п. 7.1 настоящей Методики.

При невыполнении этих требований, прибор бракуется и направляется в ремонт.

• 7.7 Определение ширины полосы пропускания осциллографа проводить методом прямого измерения поверяемым прибором частоты испытательного сигнала, воспроизводимого эталонной мерой - калибратором осциллографов Fluke 9500В в следующей последовательности:

• 1. Собрать схему поверки, приведенную на рис. 1. Использовать вход «50 Ом» канала 1 осциллографа.

• 2. Произвести сброс на начальные настройки осциллографа.

• 3. В измеряемом канале включить интерполяцию Sin(X)/X (при наличии).

• 4. Установить коэффициент отклонения поверяемого осциллографа 20 мВ/дел, коэффициент развертки 20 мкс/дел.

• 5. В режиме вертикальных измерений включить измерения Пик-пик.

• 6. Установить на выходе калибратора Fluke 9500В синусоидальный сигнал частотой 50 кГц и размахом 120 мВ по показаниям поверяемого осциллографа.

• 7. Установить на выходе калибратора Fluke 9500В сигнал с частотой, соответствующей номинальной верхней граничной частоте полосы пропускания поверяемого осциллографа.

• 8. Установить на поверяемом осциллографе величину коэффициента развертки 10 нс/дел.

• 9. Увеличивать частоту выходного сигнала калибратора до тех пор, пока измеренное пиковое значение сигнала на экране осциллографа не станет равным 84,8 мВ.

• 10. Зафиксировать установленную частоту калибратора, которая и будет соответствовать реальной верхней граничной частоте полосы пропускания поверяемого осциллографа.

• 11. Провести измерения по п.п. 1-10 для остальных каналов осциллографа.

Результаты поверки считаются удовлетворительными, если полоса пропускания поверяемого осциллографа соответствует требованиям п. 7.1 настоящей Методики.

При невыполнении этих требований, прибор бракуется и направляется в ремонт.

• 7.8 Определение пределов допускаемой относительной погрешности частоты внутреннего опорного генератора и пределов допускаемой абсолютной погрешности измерения временных интервалов проводить методом стробоскопического преобразования с помощью калибратора осциллографов Fluke 9500В в следующей последовательности:

• 1. При установленной в калибраторе Fluke 9500В опции 100 использовать схему поверки, приведенную на рис. 1. При отсутствии данной опции у калибратора, собрать схему поверки, приведенную на рис. 2.

  
  
  

Рис. 2

• 2.   При использовании схемы на рис. 2, подключить ко входу внешней опорной частоты калибратора источник стабильной частоты с относительной погрешностью частоты внутреннего опорного генератора не хуже 2,5-10'⁷. Например, стандарт частоты рубидиевый FS 725. Выполнить синхронизацию калибратора с внешним стандартом частоты.

• 3. Выбрать минимальное значение длины памяти осциллографа

• 4. Подать на вход осциллографа синусоидальный сигнал с калибратора, частотой £гест=10 МГц.

• 5. Установить коэффициент развертки в пределах (5-200) мс/дел, в зависимости от удобства наблюдения стробоскопического эффекта. На экране осциллографа должно наблюдаться не менее двух периодов сигнала. Амплитуду сигнала установить 4-6 делений. В режиме автоматических измерений осциллографа по входу 1 измеряется частота сигнала в стробоскопическом эффекте наблюдаемого низкочастотного сигнала FcTpo6, равная абсолютной погрешности частоты опорного генератора осциллографа.

• 6. Определить погрешность частоты внутреннего опорного генератора и пределов погрешность измерения временных интервалов по формулам (3) и (4):

Относительная погрешность частоты внутреннего опорного генератора:

8 ^— Fстроб/ f on

где F_cip06 - значения измеренной частоты в стробоскопическом эффекте; f_on - частота опорного генератора осциллографа, Гц.

Абсолютная погрешность измерения временных интервалов:

Д = (0,06/F_aHCKp+ 57f_TCCT)

где Р_дискр - частота дискретизации, Гц;

5 - относительная погрешность частоты внутреннего опорного генератора, вычисленная по формуле (3);

£гест -частота тестового сигнала с калибратора.

Результаты поверки считаются удовлетворительными, если во всех поверяемых точках погрешность измерения соответствует требованиям п. 7.1 настоящей Методики.

При невыполнении этих требований, прибор бракуется и направляется в ремонт.

• 7.9 Определение пределов допускаемой абсолютной погрешности установки уровня срабатывания цифрового логического анализатора (при наличии) проводить методом прямых измерений амплитуды сигнала, подаваемого на вход цифровых каналов осциллографа.

  Определение погрешности проводить с помощью источника питания постоянного тока

Б5.30/3, используя логический пробник из комплекта осциллографа в следующей последовательности:

• 1. Произвести сброс всех настроек осциллографа и установить заводские настройки.

• 2. Подключить логический пробник из комплекта осциллографа к разъему логического анализатора на передней панели осциллографа.

• 3. Включить цифровые каналы в осциллографе, аналоговые каналы должны быть отключены.

• 4. Подключить выход источника к цифровым каналам DO - D7 логического анализатора через адаптер, вид которого приведен на рис. 3.

  

  Рис. 3

где

• 1. BNC-разъем (к калибратору)

• 2. Соединительная планка (2 шт.)

• 3. Сигнальный разъем логического пробника

• 4. «Земляной» разъем логического пробника

• 5. В меню логического анализатора осциллографа установить следующие параметры:

• - тип логики - определенный пользователем;

• - порог уровня - согласно таблицы 6;

• - гистерезис - согласно таблицы 6.

• 6. Задать уровень сигнала источника согласно таблицы 6.

• 7. Включить выход источника.

• 8. Плавно увеличивать напряжение на выходе источника до уровня U1, при котором каналы DO - D7 осциллографа переходят в состояние «логической единицы». Зафиксировать значение напряжения U1.

• 9. Плавно уменьшать напряжение на выходе источника до уровня U0, при котором каналы DO - D7 осциллографа переходят в состояние «логического нуля». Зафиксировать значение напряжения U0.

• 10. Повторить измерения по п.п. 1 - 9 для цифровых каналов D8 - D15 осциллографа. Для опции MS-500 измерения повести для 18 или 36 каналов (в зависимости от комплектации).

• 11. Определить абсолютную погрешность установки уровня срабатывания по формуле:

A = U1-UO;           (5)

Результаты поверки считаются удовлетворительными, если во всех поверяемых точках погрешность измерения соответствует требованиям п. 7.1 настоящей Методики.

При невыполнении этих требований, прибор бракуется и направляется в ремонт.

Таблица 6

При положительных результатах поверки на корпус прибора наносится поверительная наклейка, в паспорте производится запись о годности к применению и (или) выдается свидетельство о поверке.

При отрицательных результатах поверки прибор не допускается к дальнейшему применению, в паспорт вносится запись о непригодности его к эксплуатации, клеймо предыдущей поверки гасится, свидетельство о поверке аннулируется и выдается извещение о непригодности.

А.Ю. Терещенко

Начальник сектора отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

13