Методика поверки «Системы виброизмерительные ВИС-32» (МП 651-16-22 )

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора - заместитель по научной работе

Системы виброизмерительные

ВИС-32

Методика поверки

651-16-22 МП р.п. Менделеево

2016 г.

Содержание

• 1   Операции поверки

• 2   Средства поверки

• 3   Условия поверки

• 4   Требования безопасности

• 5   Требования к квалификации поверителей

• 6 Подготовка к проведению поверки........................................................

• 7 Проведение поверки...........................................................................

• 8 Оформление результатов поверки.........................................................

  28

  29

Приложение А. Схема электрическая делителя напряжения.........................

Настоящая методика поверки распространяется на системы виброизмерительные ВИС-32 (далее - системы) и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

Системы предназначены для обеспечения многоканальных синхронных измерений (совместно с первичными преобразователями) виброакустических характеристик и характеристик внешнего гидроакустического поля различных объектов с использованием спектрально - корреляционного (в том числе взаимного) анализа.

Системы являются электронным измерительным прибором, реализующим следующие функции:

• - обеспечение электрическим питанием первичных измерительных преобразователей;

• - согласование аналоговых измерительных сигналов с входами АЦП;

• - преобразование аналоговых сигналов в цифровые коды;

• - измерение мощности электрического тока в полосах частот;

• - обработка измерительных сигналов по дополнительным алгоритмам;

• - отображение, запись и хранение результатов измерения;

• - генерация тонального сигнала и белого гауссовского шума.

Идентификационное наименование программного обеспечения (ПО) МГФК00584-01. Версия 01 содержит метрологически значимую часть, используемую для измерений мощности электрического тока в полосах частот.

Поверку систем осуществляют метрологические службы, которые аккредитованы на данные виды работ.

Требования настоящей методики поверки обязательны для метрологических служб юридических лиц независимо от форм собственности.

Интервал между поверками 2 года.

• 1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

  • 1.1 При проведении поверки выполнять операции, приведенные в таблице 1.1.

Таблица 1.1

• 2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

  • 2.1 При проведении поверки должны быть применены средства измерений и ведомо гательные устройства, приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1

• 2.2 Все средства поверки должны иметь действующий документ о поверке.

• 2.3 Допускается применение других средств измерений, удовлетворяющих требованиям настоящей методики и обеспечивающих измерение соответствующих параметров с требуемой погрешностью.

• 2.4 Допускается при поверке изделия по пп. 7.3 - 7.10 вместо генератора сигналов DS360 использовать встроенный генератор. В этом случае поверку изделия после п. 7.1 следует начинать с поверки встроенного генератора по пп. 7.11 — 7.14.

• 2.5 Вместо аттенюатора АО-4 допускается использование делителя напряжения с ослаблением порядка 40 дБ. Схема электрическая делителя напряжения указана в приложении А.

• 3 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

  • 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура воздуха от 15 до 25 °C;

• - атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа или от 650 до 800 мм рт. ст.;

-относительная влажность воздуха от 45 до 80% при температуре окружающего воздуха (20±5) °C;

-напряжение сети переменного тока (220±22) В;

-частота сети переменного тока (50±1) Гц.

• 4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

  • 4.1 При проведении поверки выполняются правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

  • 4.2 Требования безопасности должны соответствовать рекомендациям, изложенным в технической документации на систему.

  • 4.3 При проведении поверки необходимо соблюдать требования электробезопасности по ГОСТ Р 12.1.019-2009.

  • 4.4 Корпус системы должен быть заземлен.

  • 4.5 При проведении измерений запрещается производить работы по подключению соединительных кабелей при включенном питании.

• 5 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

К проведению поверки допускаются лица:

• - аттестованные в качестве поверителя в области виброакустических измерений в установленном порядке;

• - прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроприборами;

• - изучившие эксплуатационную документацию на систему;

• 6 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ПОВЕРКИ

  • 6.1 Перед проведением поверки необходимо предварительно ознакомиться с руководством по эксплуатации МГФК.411734.064 РЭ и руководством оператора МГФК.00584-01 34 на поверяемую систему.

  • 6.2 Систему подготавливают к поверке в соответствии с руководством по эксплуатации МГФК.411734.064 РЭ.

  • 6.3 Во время подготовки к поверке поверитель должен подготовить все материалы и средства измерений, необходимые для проведения поверки, а также проверить выполнение условий поверки, установленных в разделе 3.

• 7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

ВНИМАНИЕ. При отрицательных результатах поверки по любому из пунктов методики поверки дальнейшие операции по поверке прекратить и выполнить действия согласно п. 8.3

При проведении внешнего осмотра установить соответствие поверяемой системы следующим требованиям:

-комплектность в соответствии с формуляром МГФК. 411734.064 ФО.

• - четкость нанесения заводского номера;

• - отсутствие механических повреждений.

Проверить работоспособность системы в соответствии с п. 2.3.1 руководства по эксплуатации МГФК. 411734.064 РЭ.

• 7.3.1 Подключить выход генератора сигналов DS360 к каналам 1-16 модуля 1 блока питания коммутации (ВПК) и к мультиметру Agilent 3458А, как показано на рисунке 7.1а. Переключатели ВЫБОР ВХОДА поставить в положении U.

  

Рисунок 7.1а

• 7.3.2 Установить значения коэффициентов усиления для всех каналов АЦП равными 1.

• 7.3.3 Установить частоту квантования АЦП - 2048 Гц.

• 7.3.4 Запустить расчет и отображение узкополосных спектров в режиме частотной лупы для всех каналов, установив следующие параметры:

- диапазон спектрального анализа частотной лупы от 0 до 80 Гц (для проверки неравномерности АЧХ в диапазоне от 0 до 10 Гц, таблица 7.1);

• - размер блока БПФ - 16384;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 100 с;

• - тип окна - Блэкмана-Харриса-3.

• 7.3.5 Установить DS360 в режим генерирования гармонического сигнала, напряжение выходного сигнала генератора установить 1 В.

• 7.3.6 Последовательно устанавливая значения частоты сигнала генератора указанные в таблице 7.1, соответствующие диапазону от 0 до 10 Гц, произвести:

• - отсчеты в узкополосных спектрах В(/) каждого канала на частотах /       - в

дБ);

• - измерение напряжения CZ_a(/) на выходе генератора DS360 мультиметром Agilent

3458А (при значениях частот меньших 1 Гц в качестве       использовать значение 1 В,

установленное на генераторе).

Таблица 7.1

• 7.3.7 Выполнить расчет АЧХ на частотах f_t для каждого измерительного канала по формуле (1):

ВД)=^)-20-шо;.)/ц₎)_>                 CD

где U_Q - опорное напряжение для представления измеренного напряжения в единицах дБ (Z7₀ =10~^бВ).

• 7.3.8 Установить частоту квантования АЦП - 51200 Гц.

• 7.3.9 Запустить расчет и отображение узкополосных спектров каналов, установив следующие параметры:

• - размер блока БПФ - 16384;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 4 сек;

- тип окна - Блэкмана-Харриса-3.

• 7.3.10 Повторить пп. 7.3.6 - 7.3.7, устанавливая частоты генерирования, указанные в таблице 4.1, соответствующие диапазону частоты от 10 до 20000 Гц.

• 7.3.11 Вычислить неравномерность АЧХ для каждого канала по формуле (2):

Ш = Н_л,_ак-Н_мин,                             (2)

где Н_макс и Н_мин - максимальное и минимальное значения измеренной АЧХ.

• 7.3.12 Подключить выход генератора сигналов DS360 к 16-ти каналам Х1-Х16 модуля

1 БПК через фильтр верхних частот ФВЧ-1 из состава системы как показано на рисунке 7.16. Переключатель ВЫБОР ВХОДА поставить в положение R.

Рисунок 7.16

ВНИМАНИЕ! Подключение выхода генератора сигналов DS360 к каналам XI-

Х16 (ICP-входы) каждого модуля БПК производить через ФВЧ-1 МГФК.468831.007.

• 7.3.13 Вьшолнить действия по пп. 7.3.2 - 7.3.11 по таблице 7.1.

• 7.3.14 Вьшолнить действия по пп. 7.3.1 - 7.3.13 для модуля 2 БПК.

• 7.3.15 Результаты поверки считать положительными, если:

• - для измерительных каналов с недифференциальным входом по напряжению:

а) в диапазоне частот от 1 до 20000 Гц неравномерность АЧХ не превышает 0,2 дБ;

б) в диапазоне частот от 1 до 0,2 Гц АЧХ имеет монотонный спад не более чем на ЗдБ;

• - для измерительных каналов с недифференциальным входом по напряжению с питанием ПИП типа ICP:

а) в диапазоне частот от 2 до 20000 Гц неравномерность АЧХ не превышает 0,2 дБ;

б) в диапазоне частот от 2 до 0,5 Гц АЧХ имеет монотонный спад не более чем на 2 дБ.

• 7.4.1 Собрать схему, как показано на рисунке 7.2. Выход генератора DS-360 подключить к 16-ти каналам 1... 16 модуля 1 ВПК. Переключатели ВЫБОР ВХОДА на передней панели модуля 1 ВПК поставить в положении U.

• 7.4.2 Измерить коэффициент ослабления аттенюатора АО-4, для чего:

  • 7.4.2.1 Установить на выходе генератора синусоидальный сигнал с частотой 10 Гц и действующим напряжением 1В, контролируя его мультиметром Agilent 3458А,

  • 7.4.2.2 Подключить мультиметр Agilent 3458А к выходу аттенюатора АО-4, как показано на рисунке 7.3, при номинальном ослаблении аттенюатора - 40 дБ и измерить напряжение сигнала на выходе аттенюатора АО-4.

  • 7.4.2.3 Рассчитать значение коэффициента ослабления аттенюатора по формуле (3):

(3)

где ■К'агСЛ) - значение коэффициента ослабления аттенюатора;

и ^деых - эффективные значения напряжения, измеренные на входе и выходе аттенюатора;

fi - частота сигнала генератора.

• 7.4.2.4 Рассчитать значение коэффициента ослабления в дБ по формуле (4):

= 20 4ogX_ar(f_i)                           (4)

• 7.4.2.5 Занести полученные значения в таблицу 7.2

7.4.3. Выполнить действия поп. 7.4.2 для значений частоты сигнала генератора

fi ~ 100 Гц, 1 кГц, 20 кГц, заполнить таблицу 7.2.

Таблица 7.2

• 7.4.4 Собрать схему, как показано на рисунке 7.4.

• 7.4.5 Запустить программу узкополосного анализа и установить следующие параметры расчета и отображение узкополосных спектров:

• - размер блока БПФ -16384;

• - перекрытие (смещение) 2048;

• - линейное усреднение, не менее 3 с;

• - тип окна - Блэкмана-Харриса 3.

Канал 1

Рисунок 7.2

Канал 1

Рисунок 7.3

Канал 1

Рисунок 7.4

• 7.4.6 Установить коэффициент усиления АЦП равный 1 для всех каналов

• 7.4.7 Установить частоту сигнала генератора Д =10 Гц и соответствующую частоту квантования АЦП системы - 4096 Гц.

• 7.4.8 Установить напряжение на входе измерительных каналов системы ^_ВХ(Л) равное 0,1 мВ, для чего установить напряжение сигнала на выходе генератора DS360 равное значению рассчитанному по формуле (5), контролируя напряжение мультиметром Agilent 3458А:

где ^_ВХСЛ) - напряжение на входе измерительных каналов системы, В;

^згСЛ)“ измеренный коэффициент ослабления аттенюатора на частоте Д (таблица 7.2).

• 7.4.9 Рассчитать мощность сигнала на входах каналов системы В_ЕХ(/Д дБ, по формуле (6):

ВвхСА) = ю ■ iog[tM)/tf₀²]                       (60

где 1/_вхСЛ) ” напряжение на входе измерительных каналов системы.

t/₀=10’⁶ В.

• 7.4.10 Измерить с помощью системы электрическую мощность входного сигнала ^по всем 16-ти измерительным каналам модуля 1 БПК и рассчитать ее отклонение от

значения полученного в п. 7.4.9 по формуле (7):

Л = !в_вх(Л)-в_пСА)1₅                        (7)

где п - номер измерительного канала модуля системы.

• 7.4.11 Из измеренных для всех каналов системы значений B_n(J^) выбрать и занести в

таблицу 7.3 значение          при котором значение Л_п имеет максимальное значение и

рассчитать соответствующее действующее напряжение сигнала        ^bj по формуле (8):

= 1О^^^/20 • и₀                   (8)

raeB_№K(f_i') — мощность сигнала, измеренная системой дБ; Uo=lO'⁶B

Таблица 7.3 Значения В_мах (fi), Вт

Примечание - * Напряжения подаются на вход системы без аттенюатора

• 7.4.12 Вычислить относительную погрешность измерения напряжения переменного тока системой, в процентах, по формуле (9):

% = [^(Л) - ШЫ ■ 100,

где (/_f) - действующее напряжение, измеренное системой; £7_ВХ(Л)- напряжение сигнала на входе модуля ВПК.

• 7.4.13 Вычислить значение относительной погрешности измерения напряжения пе

  ременного тока

3 (%) по формулам (10,10.1):

при <Ш)> 0

при        ⁰

(Ю)

(Ю.1)

где §s -относительная погрешность измерения напряжения переменного тока системой, %;

8м - относительная погрешность измерения напряжения переменного тока мультиметром, (8м = 0,1%).

Примечание - При использовании схемы измерения без использования аттенюатора расчет относительной погрешности измерения напряжения выполнять по формулам (11,11.1)

8 = 3_S + 8_М при 8_s(fj) >0                        (11)

8 = 8s - 8м при 8_s(fi) < 0

где 8s - относительная погрешность измерения напряжения переменного тока системой, %; 8м - относительная погрешность измерения напряжения переменного тока мультиметром, (8м = 0,1%).

• 7.4.14 Рассчитать и занести в таблицу 7.4 значение относительной погрешности измерения мощности (напряжения) переменного электрического тока системой, в дБ по формуле (12):

5_РдБ = & Е/дв = 20 - log(l +5/100)                         (12)

где 8 - значение относительной погрешности измерения напряжения переменного тока, %.

Таблица 7.4

• 7.4.15 Выполнить действия по ил. 7.4.4 - 7.4.14 устанавливая коэффициенты усиления АЦП (п. 7.4.6) и напряжения сигналов на входах системы (п. 7.4.8), как указано в таблице 7.5.

При этом при подаче на входы системы напряжений обозначенных * не использовать аттенюатор в связи с чем:

• - при выполнении п. 7.4.4 собрать схему без использования аттенюатора, как указано на рисунке 7.5.

• - при расчетах по 7.4.8       - коэффициент ослабления аттенюатора считать рав-

НЫМ1(ВД) = ^вх(Л));

- при расчете относительной погрешности измерения напряжения переменного тока по п. 7.4.14 вместо формул (10,10.1) использовать формулы (11,11.1).

Таблица 7.5

Канал 1

Рисунок 7.5

• 7.4.16 Выполнить действия по пп. 7.4.1 - 7.4.15 для модуля 2 ВПК.

• 7.4.17 Результаты поверки считать положительными, если значения относительной погрешности измерений мощности (напряжения) переменного электрического тока в узких полосах частот находятся в пределах ± 0,2 дБ.

• 7.5.1 Собрать схему, как показано на рисунке 7.5. Выход генератора DS-360 подключить к 16-ти каналам 1... 16 модуля 1 ВПК. Переключатели ВЫБОР ВХОДА на передней панели модуля 1 БПК поставить в положении U.

• 7.5.2 Установить частоту квантования 51200 Гц.

• 7.5.3 Запустить расчет и отображение узкополосных спектров для всех каналов узкополосного анализа, установив следующие параметры:

• - размер блока БПФ -16384;

• - линейное усреднение, перекрытие, соответствующее времени усреднения не менее 30 с;

• - тип окна - Блэкмана-Харриса 3.

• 7.5.4 Установить коэффициент усиления АЦП равный 1 для всех каналов узкополосного анализа.

• 7.5.5 Установить генератор DS360 в режим генерирования гармонического сигнала, с частотой 1 кГц и действующим напряжением 3,16 В, контролируя напряжение мультиметром Agilent 3458А.

• 7.5.6 Измерить по каждому измерительному каналу модуля системы электрическую мощность сигнала генератора В (fo) на частоте fo = 1 кГц (в дБ).

• 7.5.7 Для каждого измерительного канала измерить наибольшие значений мощности шумов и помех B(f_£) , в дБ, в пяти узких полосах частот (пять максимальных гармоник спектра мощности) перевести их в абсолютные значения мощности по формуле (13):

р. = 1O^B<W¹⁰ *Р₀                             (13)

где B(f_£)-значение электрической мощности шумов и помех на частоте^, дБ;

Д’о — 10“¹² - опорное значение электрической мощности.

Примечание: Абсолютные значения мощности могут измеряться непосредственно по спектру с использованием «горячей» клавиши «S».

• 7.5.8 Рассчитать суммарную мощность шумов и помех по формуле (14):

Pz=^Pi                    (14)

где Pi - мощность шумов и помех в узких полосах имеющих наибольшие значения.

• 7.5.9 Выразить значение суммарной мощность шумов и помех в дБ по формуле (15):

B_r==10-Iog(Pj/P₀)                         (15)

где Р_о — 1СГ¹² - опорное значение электрической мощности, В².

• 7.5.11 Рассчитать для каждого канала системы значение динамического диапазона, дБ, по формуле (16):

D=B(f₀)-B₁                        (16)

где B_z - суммарная мощность шумов и помех в частотном диапазоне системы, дБ;

- мощность сигнала генератора на частоте /0=1 кГц, дБ.

• 7.5.11 Повторить пункты 7.5.1 - 7.5.10 изменив коэффициенты усиления АЦП и соответствующие им напряжения сигнала генератора DS360 в соответствии с таблицей 7.6.

Таблица 7.6

• 7.5.12 Повторить пункты 7.5.1 -7.5.11 для модуля 2 БПК.

• 7.5.13 Результаты поверки считать положительными, если значения динамического диапазона D для всех измерительных каналов системы составляют не менее 90 дБ с учетом пределов погрешности измерения мощности электрического сигнала не более ± 0,2 дБ.

• 7.6.1 Подключить к входам 1 ... 16 модуля 1 БПК выход генератора сигналов DS360.

• 7.6.2 Установить значения коэффициентов усиления для всех каналов АЦП узкополосного анализа равными 1.

• 7.6.3 Установить частоту квантования 4096 Гц.

• 7.6.4 Запустить расчет и отображение узкополосных спектров для всех измерительных каналов, установив следующие параметры:

• - размер блока БПФ - 4094;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 2 с;

• - тип окна - Блукмана-Харриса 3.

• 7.6.5 Установить напряжение выходного сигнала генератора DS360 величиной

3,162 В.

• 7.6.6 Установить значение частоты сигнала генератора DS360 fo = 100 Гц.

• 7.6.7 Произвести отсчеты значений Bi в узкополосных спектрах каждого канала на частотах fl = fo*n. где п =1 ... 6.

• 7.6.8 Вычислить действующие значения напряжения на выходе измерительного канала на частотах fl по формуле (17):

Ui = lCP^V20-U₀.                                      (17)

где Uo = 10’⁶ В - опорное значение напряжения.

• 7.6.9 Вычислить коэффициенты нелинейных искажений каждого канала по формуле (18):

--100. (18) тт

^UQ

• 7.6.10 Повторить п.п. 7.6.1 - 7.6.9 для остальных частот квантования в соответствии с

таблицей 7.7 (2 графа).

Значения частот генератора DS360 устанавливать в соответствии с выбранной часто

той квантования из таблицы 7.7 (3 графа).

Таблица 7.7

• 7.6.11 Подключить к входам 1 ... 16 модуля 2 БПК выход генератора сигналов DS360 и выполнить действия согласно пи. 7.6.2 - 7.6.10.

• 7.6.12 Результаты поверки считать положительными, если для всех частот квантования (во всем диапазоне частот) и всех каналов узкополосного анализа значения коэффициента нелинейных искажений не превышают 0,002 %.

• 7.7.1 Проверку проводить одновременно с проверками по пп. 7.4.7.6.

• 7.7.2 Результаты поверки считать положительными, если уровень сигнала генератора DS360 величиной 3,162 В, измеренный с помощью программы узкополосного анализа, соответствует значению 130 дБ с учетом погрешности измерения не более ± 0,2 дБ и значения коэффициента нелинейных искажений не более 0,002 %.

• 7.8.1 Подключить выход генератора сигналов DS360 к 16-ти каналам 1.... 16 каждого модуля БКП. Переключатели ВЫБОР ВХОДА на передней панели БПК поставить в положении U.

• 7.8.2 Установить значения коэффициентов усиления для всех каналов АЦП равными 1.

• 7.8.3 Установить частоту квантования АЦП 51200Гц.

• 7.8.4 Установить DS360 в режим генерации сигнала белого шума, напряжение выходного сигнала генератора DS360 установить 0,1 В.

• 7.8.5 Запустить программу управления регистрацией сигналов, указав в качестве источника сигналов синхронизации модуль 1 БПК (ведущий). Выполнить запись сигнала по всем 32 каналам системы длительностью не менее 10 сек.

• 7.8.6 По записанным реализациям, отдельно для каждого модуля измерить межканальную фазовую задержку сигнала на частоте 20000 Гц для каналов 2-16 относительно 1 канала с помощью программы взаимного спектрального анализа (расчета фазовых спектров).

Фазовая задержка      между любыми каналами п и т модуля БПК рассчитывает

ся по формуле (19):

(19)

где     - фазовая задержка сигнала между каналом №1 и каналом № п, °

фазовая задержка сигнала между каналом №1 и каналом № ш, ⁰

При измерениях использовать следующие параметры взаимного спектрального анализа:

• - размер блока БПФ -16384;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 7 сек (среднее 88, перекрытие 16384, интервал 1);

• - тип окна - Блэкмана-Харриса-3.

• 7.8.7 Измерить фазовую задержку сигнала между модулями системы , на, для этого измерить фазовую задержку на частоте 20000 Гц между первыми каналами этих модулей        Рассчитать фазовую задержку на частоте 20000 Гц между любыми кана

лами модуля 1 и каналами модуля 2 по формуле (20):

^рМ1/М2  ^1/n “Р

где       “ фазовая задержка сигнала между первыми каналами модуля 1 и модуля 2;

фазовая задержка сигнала между каналом 1 и каналом п для первого модуля, ° фазовая задержка сигнала между каналом 1 и каналом m для второго модуля, °

• 7.8.8 Из всех измеренных значений фазовой задержки (для всех пар каналов) по п.п.

7.8.6 - 7.8.7 выбрать максимальное значение и рассчитать межканальную временную задержку сигнала г, в секундах по формуле (21):

(21)

где /- верхняя частота диапазона (20000 Гц);

Тр - фазовая задержка сигнала, °.

• 7.8.9 Выполнить пункты 7.8.5 - 7.8.8 назначив в качестве ведущего - модуль 2.

• 7.8.10 Результаты поверки считать положительными, если межканальная временная задержка сигнала не превышает 1 мкс.

• 7.9.1 Подключить к входам модуля 1 БПК выход генератора сигналов DS360.

• 7.9.2 Установить частоту квантования (/кв) 2048 Гц (для 1 диапазона частот), значения коэффициентов усиления каналов АЦП равными 1.

• 7.9.3 Запустить расчет и отображение узкополосных спектров для всех измерительных каналов, установив следующие параметры:

• - размер блока БПФ - 4094;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 2 с;

• - тип окна - Блэкмана-Харриса 4;

• 7.9.4 Установить напряжение генерации сигнала 1 В (120 дБ относительно 1 мкВ) и установить f_2min (для 1 диапазона частот) согласно таблицы 7.8.

• 7.9.5 Увеличивая частоту генерации / сигнала с шагом (/max -/ттУ$ выполнить четыре измерения уровней мощности сигнала в узкополосных спектрах на частотах отражения fomp —/кв “/г

• 7.9.6 Уровни на частотах/,^ не должны превышать 25 дБ (подавление не менее

95 дБ).

• 7.9.7 Повторить п.п. 7.9.2-7.9.6 для остальных диапазонов частот устанавливая значения /_кв по п. 7.9.2 и /_{г m}i_n по п. 7.9.4 согласно таблицы 7.8.

Таблица 7.8

• 7.9.8 Выполнить действия по п.п. 7.9.1 - 7.9.8 для модуля 2 БПК.

• 7.9.9 Результаты поверки считать положительными, если условия п. 7.9.7 выполняются для всех частот квантования (каждого частотного диапазона) и каждого канала узкополосного анализа.

• 7.10.1 Выход генератора сигналов DS360 подключить к каналу 1 модуля 1 ВПК, сигнальные входы остальных каналов закоротить.

• 7.10.2 Установить частоту квантования 25600 Гц.

• 7.10.3 Запустить расчет и отображение узкополосных спектров для всех измерительных каналов, установив следующие параметры:

• - размер блока БПФ-4096;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 5 сек;

• - тип окна - Блэкмана-Харриса 4.

• 7.10.4 Установить частоту генерации сигнала 1000 Гц, напряжение 1 В.

• 7.10.5 Произвести отсчет значения В в узкополосном спектре на частоте 1000 Гц для 1 канала.

• 7.10.6 Произвести отсчеты значений B_t в узкополосных спектрах на частоте 1000 Гц для каналов с 2 по 16 и вычислить значения проникновения сигнала с 1 канала в каналы 2 -16 как разность значений В_ГВ .

• 7.10.7 Выполнить действия по пп. 7.10.1 - 7.10.6. последовательно подключая выход генератора DS360 к каналам с номерами от 2 до 16. Значения проникновения вычислять как разность между значениями отсчетов В. в узкополосных спектрах для каналов с номерами, превышающими номер канала, к которому подключен генератор и значением отсчета В в узкополосном спектре для канала, к которому подключен генератор.

• 7.10.8 Выполнить действия по пп.7.10.1 - 7.10.7 для модуля 2 БПК.

7.10.9Результаты поверки считать положительными, если разность значений B_t-B не превышает минус 90 дБ

• 7.11 Определение диапазона действующих напряжений и относительной погрешности установки напряжения переменного тока в диапазоне частот встроенного генератора

• 7.11.1 Подключить розетку (выход) ЦАП встроенного генератора к разъему 1 модуля 1 БПК (в диапазоне частот от 0,2 до 1 Гц) или к мультиметру Agilent 3458А (в диапазоне частот от 1 Гц до 30 кГц).

Внимание. Для подключения розетки (выхода) ЦАП встроенного генератора к каналам 1... 16 использовать переходник МГФК.434441.006.

• 7.11.2 Установить частоту генерации сигнала 0,2 Гц.

• 7.11.3 Поочередно установить действующие значения напряжения генерируемого сигнала U_fe: 0,01; 0,05; 0,1; 0,5; 1,0; 3,162 В.

• 7.11.4 При проверке с использованием программы узкополосного анализа запустить режим узкополосного анализа со следующими параметрами:

• - коэффициент усиления для всех каналов АЦП равный 1;

• - частота квантования 2048 Гц;

• - размер блока БПФ - 4096;

• - линейное усреднение, время усреднения не менее 5 с.

Примечание. Для частот ниже 10 Гц измерения с использованием программы узкополосного анализа измерения проводить в режиме «Частотная лупа», с параметрами: размер блока БПФ - 4096, перекрытие 1024, среднее -1, интервал 1. При измерениях с помощью Agilent 3458А использовать его в режиме стробоскопа для измерения напряжения постоянного тока с разрешением 5000 точек.

• 7.11.5 Измерить напряжение встроенного генератора с помощью программы узкополосного анализа или мультиметра Agilent 3458А.

• 7.11.6 Выполнить действия по п.п. 7.11.2-7.11.5 для частот, указанных в таблице 7.9.

Таблица 7.9

• 7.11.7 Выполнить действия по п.п. 7Л1.1 - 7Л1.6 для модуля 2.

• 7.11.8 Определить относительную погрешность установки напряжения переменного тока по формуле (22):

= {Г U_iz - U^/ U_iU3M}W0 %                    (22)

• 7.11.9 Результаты поверки считать положительными, если:

• - диапазон действующих напряжений находится в пределах от 0,01 до 3,162 В;

• - значения относительной погрешности установки напряжения переменного тока находятся в пределах:

а) в диапазоне частот от 0,2 до 1 Гц .......................................................± 3 %;

б) в диапазоне частот от 1 Гц до 20 кГц....................................................± 1 %;

в) в диапазоне частот от 20 до 30 кГц .......................................................±2%.

• 7.12 Определение диапазона частот гармонического сигнала встроенного генера

• 7.12.1 Проверку выполнять одновременно с п. 7.11.

• 7.12.2 Результаты поверки считать положительными, если выполняется требование

п. 7.11.9

• 7.13.1 Подключить розетку (выход) ЦАП встроенного генератора модуля 1 к частотомеру GFC8270H.

• 7.13.2 Установить последовательно действующее напряжение сигнала генератора 0,01; 3,162 В.

• 7.13.3 Устанавливая частоты генерирования (/&) в соответствии с таблицей 7.9 измерить период сигнала (7)^ частотомером GFC 827СН и определить относительную погрешность по формуле (23):

5/ = {(А - 1Ы/ (l/T_iU3M )}• 100 %                     (23)

• 7.13.4 Выполнить действия по пп. 7.13.1 - 7.13.3 для встроенного генератора модуля 2.

• 7.13.5 Результаты поверки считать положительными, если значения относительной погрешности установки частоты сигнала находятся в пределах ± 0,001 %.

• 7.14.1 Подключить к входам 1 ... 16 модуля 1 ВПК выход встроенного генератора. Внимание. Для подключения розетки (выхода) ЦАП встроенного генератора к

каналам 1... 16 использовать переходник МГФК.434441.006.

• 7.14.2 Выполнить действия по п.п. 7.6.2 - 7.6.11, установив напряжение выходного сигнала встроенного генератора величиной 1 В.

• 7.14.3 Результаты поверки считать положительными, если для всех частот квантования (во всем диапазоне частот) и всех каналов узкополосного анализа коэффициент нелинейных искажений не превышает 0,002 %.

• 7.15.1 Подключить к входам 1 ... 16 модуля 1 ВПК выход встроенного генератора. Внимание. Для подключения розетки (выхода) ЦАП встроенного генератора к

каналам 1... 16 использовать переходник МГФК.434441.006.

• 7.15.2 В программе регистрации и анализа сигналов установить частоту квантования 51200 Гц.

• 7.15.3 Запустить процесс генерирования шума, установив действующее значение шумового сигнала 1 В.

Значение спектральной плотности среднеквадратического значения напряжения на выходе генератора (СПН) будет иметь значение СПН = 4226.8 мкВ/^Гц.

• 7.15.4 Выполнить усреднение третьоктавных спектров на интервале не менее 100 с.

• 7.15.5 Для частот третьоктавного ряда от 1 Гц до 31.5 кГц определить разности по формуле (24):

Ддв=Л-Р_ю.                             (24)

где Р_т - измеренные значения уровней третьоктавного спектра на указанных частотах;

Р_т - значения уровней, рассчитанные в соответствующих третьоктавных полосах для заданного значения СПМ.

• 7.15.6 Выполнить расчет значения уровней шума в третьоктавных полосах частот Р_т по формуле (25):

P_m = 201g(C7Zff-VA^).                          (25)

где AF_m =/„,.(10^+1/2О-10-^1/2°);

f_m = 10^Л1/1° • 1000Л/ - значение средней геометрической частоты третьоктавного ряда;

т - номер центральной частоты.

Для частот третьоктавного ряда от 0,63 Гц до 31.5 кГц ш = {-32... 15}.

Значения полосы третьоктавных фильтров и соответствующие расчетные значения Р_т приведены в таблице 7.10

• 7.15.7 Определить максимальное по абсолютной величине значение Адб_м из значений ДдБ рассчитанных по формуле (24).

• 7.15.8 Рассчитать пределы погрешности генерации шумового сигнала (спектральной плотности напряжения) по формуле (26):

Д = ±| СПН - СПН - 1О^ллбиЛ0|                                   (26)

Таблица 7.10

• 7.15.9 Выполнить действия по пп. 7.15.1—7.15.8 для модуля 2.

• 7.15.10 Результаты поверки считать положительными, если пределы погрешности генерации шумового сигнала (спектральной плотности среднеквадратического напряжения) не превышают ± 100 мкВЛ/Гц в диапазоне частот от 1 до 31500 Гц.

• 7.16.1 Собрать схему, как показано на рисунке 7.6. Выход генератора DS-360 подключить к 16-ти каналам 1... 16 модуля 1 ВПК. Переключатели ВЫБОР ВХОДА на передней панели модуля 1 ВПК поставить в положении U.

• 7.16.2 Установить DS360 в режим генерации тонального сигнала с действующим напряжением 1В и частотой 0,63 Гц.

• 7.16.3 Измерить напряжение выходного сигнала генератора DS360 с помощью мультиметра Agilent 3458А и рассчитать мощность сигнала, в дБ, по формуле (27):

- 20log[U^/U₀]                              (27)

где U_z(f) — напряжение сигнала генератора, измеренное с помощью мультиметра Agilent 3458А, В; U_Q =10^ В.

Примечание - При измерении напряжения на частотах до 10 Гц мультиметр Agilent 3458А использовать в режиме стробоскопа для измерения напряжения постоянного тока с разрешением 5000 точек/с.

Канал 1

Рисунок 7.6.

• 7.16.4 Запустить для всех каналов модуля 1 БПК ВИС-32 обработку сигналов в режиме третьоктавного анализа.

• 7.16.5 Измерить по каждому измерительному каналу значение мощности (напряжения) сигнала генератора B(fi)_s (дБ) в третьоктавной полосе частот, с центральной частотой, равной частоте сигнала генератора и рассчитать абсолютное значение его отклонения от значения рассчитанного по формуле (27) в дБ, по формуле (28):

Li=\B(fi)_s - М?)|                          (28)

Занести в таблицу 7.11 максимальные (для всех каналов) значения ^_imax.

Таблица 7.11

7.16.6 Выполнить пункты 7.16.2 - 7.16.5 устанавливая частоту генератора равную центральной частите третьоктавных фильтров в диапазоне от 0,63 до 31,5 кГц, как указанно в таблице 7.10.

• 7.16.7 Выполнить действия по п.п. 7.16.2- 7.16.6для модуля 2 ВПК системы и выбрать максимальное (для двух блоков) значение А из рассчитанных по формуле (28).

• 7.16.8 Рассчитать относительную погрешность измерения напряжения переменного тока для гармонического сигнала 5_si, в процентах по формуле (29):

= (1O^JZ20 -1) ■ 100                             (29)

• 7.16.9 Установить DS360 в режим генерации «белого шума» с среднеквадратическим значением напряжения - 0,5 В, включить функцию фильтрации сигнала с полосой

zlF_r = 102,4 кГц и центральной частотой fo = 51,2 кГц.

• 7.16.10 Измерить среднеквадратическое напряжение выходного сигнала генератора U_r с помощью мультиметра Agilent 3458А и рассчитать его спектральную плотность, ВД/Гц, по формуле (30):

СПН_Г =                                   (30)

где - полоса частот шумового сигнала, Гц;

- среднеквадратическое напряжение шумового сигнала, В.

• 7.16.11 Рассчитать значение среднеквадратического напряжения сигнала генератора B(/lF-)_r для третьоктавных полос в частотном диапазоне от 0,63 до 31,5 кГц, в дБ, по формуле (31):

В(ЛР_£)_Г = 20£од(СПН_г ■ 72^ /и₀-)                  (31)

где - полоса частот i-ro треть октавного фильтра шумового сигнала, Гц;

СПН_Г - спектральная плотность шумового сигнала генератора;

С7_о=1О'⁶ В.

• 7.16.12 Измерить с помощью каждого измерительного канала системы мощность сигнала B(AF_£y_s (в соответствующих п. 7.16.11 третьоктавных полосах частот в диапазоне 0,63 до 31,5 кГц). Время усреднения третьоктавного анализа установить не менее 3,5 ч.

• 7.16.13 Для каждой полосы рассчитать абсолютные значения отклонений измеренных значений мощности в третьоктавных полосах частот от соответствующих значений из-

меренных с использованием мультиметра, в дБ, по формуле (32):

Занести в таблицу 7.11 максимальные (для всех каналов) значения Аш/тог •

• 7.16.14 Вьшолнить действия по п.п. 7.16.9 - 7.16.13 для модуля 2 БПК системы и выбрать максимальное по абсолютной величине (для двух блоков) значение А из рассчитанных по формуле (34).

• 7.16.15 Рассчитать относительную погрешность измерения напряжения переменного тока для шумового сигнала 3_s2, в процентах по формуле (33):

⁵л - C^loJ/2° -1) • юо                          (зз)

• 7.16.16 Выбрать максимальную (по абсолютному значению) погрешность из значений и 5_s2 полученных в п.п. 7.16.8 и 7.16.15, соответственно.

• 7.16.17 Рассчитать максимальную относительную погрешность измерения напряжения (мощности) переменного электрического тока в третьоктавных полосах частот, в дБ, по формулам (34,34.1):

20Lo^(l + (5 + 1<5_к|)/100), если 8₅>0,                   (34)

5= 2010^(1+5-|5_и|)/100), еслиб₅<0                (34.1)

где 5_М - пределы допускаемой относительной погрешности измерения напряжения переменного тока мультиметра (8_М = ±0,1%).

5_S - максимальная, по абсолютной величине погрешность измерения напряжения для тонального и шумового сигналов.

• 7.16.18 Результаты поверки считать положительными, если относительная погрешность измерения напряжения (мощности) переменного электрического тока для гармонического и шумового сигналов в третьоктавных полосах частот (согласно таблице 7.11) не превышают ± 0,2 дБ.

• 7.17.1 Проверка программного обеспечения осуществляется в соответствии с разделом 4 формуляра МГФК.411734.064 ФО.

• 7.17.2 Результаты поверки считать положительными, если идентификационное наименование ПО - МГФК.00584-01, номер версии - 01.

8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 8.1 При проведении поверки вести протокол произвольной формы.

• 8.2 При положительных результатах поверки на систему выдается свидетельство о поверке в качестве рабочего средства измерения установленной формы.

• 8.3 При отрицательных результатах поверки по любому из пунктов методики поверки система бракуется и к дальнейшему применению не допускается. На забракованную систему выдается извещение о непригодности с указанием причины непригодности.

Начальник НИК-2 ФГУП "ВНИИФТРИ'

Ведущий конструктор НИК-2

ФГУП "ВНИИФТРИ"

”                            ПРИЛОЖЕНИЕ А

Схема делителя напряжения

29