Методика поверки «ГСИ. Рефлектометры оптические OTDR 8000» (МП 004.ФЗ-17)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

Государственная система обеспечения единства измерений

РЕФЛЕКТОМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ OTDR 8000

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 004.ФЗ-17

метролог «ВНИИОФИ»

_С.Н. Негода « 06 » февраля 2017 г.

Разработчик

Ведущий инженер ФГУП «ВНИИОФИ»

—Л .В. По дюкова

« 06 » февраля 2017 г.

г. Москва

2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Операции поверки

• 2 Средства поверки

• 3 Требования к квалификации поверителей и требования безопасности

• 4 Условия поверки

• 5 Подготовка к поверке

• 6 Проведение поверки

  • 6.1 Внешний осмотр

  • 6.2 Опробование

  • 6.3 Определение метрологических характеристик

    • 6.3.1 Определение диапазонов измерений длины и расчет абсолютной погрешности

измерений длины

• 6.3.2 Определение динамического диапазона измерений ослабления

• 6.3.3     Расчет абсолютной погрешности измерений ослабления

• 6.3.4 Определение мертвой зоны при измерениях ослабления и положения неоднородности

• 6.3.5 Определение длительности зондирующих импульсов

• 7 Оформление результатов поверки

Приложение А

Настоящая методика предусматривает объем и последовательность проведения операций первичной и периодической поверки рефлектометров оптических OTDR 8000 зав.№ 80000601, №80000602 (далее - ОР), предназначенных для измерений ослабления в одномодовых оптических волокнах и их соединениях, длины (расстояния) до мест неоднородностей и оценки неоднородностей оптического кабеля.

Интервал между поверками - 1 год.

1.1 При проведении первичной и периодической поверок выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

• 1.2 При получении отрицательных результатов при проведении хотя бы одной операции поверка прекращается.

• 1.3 Поверку ОР осуществляют аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1 При проведении первичной и периодической поверок применяют средства, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 2.2 При проведении поверки допускается использовать другие средства измерений, оборудование и контрольную аппаратуру с аналогичными метрологическими характеристиками.

• 2.3 Средства поверки должны быть поверены и аттестованы в установленном порядке.

• 3.1 К проведению поверки допускают лиц, изучивших настоящую методику и эксплуатационную документацию и правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭЭ), приложение к приказу Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 24.07.2013 №328н, прошедшие обучение по требуемому виду измерений.

• 3.2 Перед проведением поверки приборы, имеющие клеммы заземления, должны быть заземлены.

• 4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• ♦ температура окружающей среды, °C                   от +15 до +25;

• ♦ относительная влажность воздуха, %                   65 ± 15;

• ♦ атмосферное давление, кПа                            100 ± 4;

♦ напряжение и частота питающей сети, В, Гц

• 5.1 Перед проведением поверки изучают руководство по эксплуатации на ОР и применяемые при поверке приборы.

• 5.2 Все оптические детали приборов и кабелей оптических, используемых при поверке, очищают от пыли и протирают безворсовой салфеткой, смоченной в изопропиловом спирте.

• 5.3 Подготовить к работе поверяемый ОР и приборы, применяемые при поверке в следующей последовательности:

• - подключают к сети питания при помощи блока питания поверяемый ОР, Государственный рабочий эталон единиц длины и ослабления в световоде;

• - производят загрузку программного обеспечения рабочего эталона единиц длины и ослабления в световоде;

• - включают поверяемый ОР, дожидаются окончания процесса самотестирования и в появившемся главном меню производят установку измеряемых характеристик.

• 6.1 Внешний осмотр

  • 6.1.1 Комплектность поверяемого ОР должна соответствовать таблице 3.

Таблица 3

• 6.1.2 При внешнем осмотре убеждаются:

• ♦ в отсутствии видимых механических повреждений;

• ♦ в исправности кабелей и разъемов;

• ♦ в исправности органов управления.

• 6.1.3 Результаты поверки считаются положительными, если комплектность соответствует комплектности, приведенной в таблице 3, отсутствуют видимые механические повреждения, исправны органы управления, кабели и разъемы поверяемого ОР.

• 6.2 Опробование

  • 6.2.1 Проверяют правильность работы органов управления и переключения режимов ОР в соответствии с руководством по эксплуатации, подключив к выходному разъему ОР оптический кабель.

  • 6.2.2 Проверяют соответствие идентификационных данных программного обеспечения: идентификационное наименование программного обеспечения, номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения, цифровой идентификатор программного обеспечения в соответствии с данными таблицы 4.

Таблица 4

• 6.2.3 Результаты поверки считаются положительными, если режимы работы поверяемого ОР соответствуют руководству по эксплуатации, а в части идентификации программного обеспечения все проверяемые значения соответствуют значениям, представленным в таблице 4.

• 6.3 Определение метрологических характеристик

  • 6.3.1 Определение диапазонов измерений длины и расчет абсолютной погрешности измерений длины

Определение диапазонов измерений длины и расчет абсолютной погрешности измерений длины проводят двумя методами:

метод 1 - с использованием оптического генератора из состава Государственного рабочего эталона единиц длины и ослабления в световоде (далее - ОГ РЭ);

метод 2 - с использованием катушки с одномодовым оптическим волокном из состава Государственного рабочего эталона единиц длины и ослабления в световоде (далее - катушка ОВ) с длиной 25000±350 м, что необходимо для обеспечения измерений типовой строительной длины производимых оптических волокон в условиях производства.

• 6.3.1.1 Определение параметров по п.6.3.1, используя метод 1, проводят в следующей последовательности:

- собирают схему, приведенную на рисунке 1.

ОК

Рисунок 1

1 - поверямый ОР; 2 - ОГ РЭ; ОК - соединительный оптический кабель ОГ РЭ.

• - в меню поверяемого ОР устанавливают значение показателя преломления «и» оптического волокна, длину волны 1310 нм и диапазон длины (расстояния) одинаковыми с задаваемыми на ОГ РЭ; выставляют минимальную длительность импульса, соответствующую этому диапазону;

• - в режиме измерения длины ОГ РЭ на экране дисплея ОР появляется ряд импульсов с нормированными интервалами между ними;

• - измеряют расстояние L до каждого импульса от начала шкалы до точки, соответствующей положению маркера на уровне 1,5 дБ от вершины импульса. При этом импульсы обязательно должны находиться в насыщении (высота импульса не ниже высоты импульса релеев-ского отражения от входного разъема ОР).

• 6.3.1.2 Повторяют измерения пять раз.

• 6.3.1.3 Поочередно устанавливают с помощью ОГ РЭ все диапазоны длин (расстояний) согласно спецификации ОР.

• 6.3.1.4 Проводят измерения на каждом диапазоне длин ОР в соответствии с 6.3.1.1 -6.З.1.З.

• 6.3.1.5 Проводят измерения на каждой длине волны в соответствии с 6.3.1.1 - 6.3.1.4.

• 6.3.1.6 Определение параметров по п.6.3.1, используя метод 2, проводят в следующей последовательности:

• - собирают схему, приведенную на рисунке 1, подключая вместо ОГ РЭ компаратор;

• - в меню поверяемого ОР устанавливают значение диапазона измерений длины 32 км;

• - измеряют длину компаратора (Z) поверяемым ОР в соответствии с его Руководством по эксплуатации.

• 6.3.1.7 Повторяют измерения пять раз.

• 6.3.1.8 Для каждого из значений длин L, измеренных по п.п. 6.3.1.5, 6.3.1.7 рассчитывают средние значения L по результатам п измерений по формуле (1):

п

L=i^—      .                    (1)

п

где Ц - i-тое значение длины, м; п - количество измерений.

Рассчитывают для каждого значения длин абсолютную погрешность A L (при доверительной вероятности р = 0,95) по формуле (2):

AL = 1,1 • V©² + А²                                     (2)

где А- значения погрешности ОГ РЭ при использовании метода 1 или погрешность определения длины оптического волокна при использовании метода 2, приведенные в паспорте ОГ РЭ; О - неисключённая систематическая погрешность, рассчитываемая по формуле (3) e = L-L_Q,                                   (3)

где Lo - значение длины по шкале ОГ РЭ при использовании метода 1, или длина оптического волокна при использовании метода 2, м.

Случайную составляющую погрешности в данном случае не учитывают, т.к. для всех современных рефлектометров она пренебрежимо мала.

• 6.3.1.9 Результаты поверки считаются положительными, если ОР обеспечивает измерения установленных длин (от 0 до 4; от 0 до 8; от 0 до 16; от 0 до 32; от 0 до 64; от 0 до 128; от 0 до 256), а значение абсолютной погрешности измерений длины (AL) для всех шкал не превышает значений, определяемых по формуле (4):

AL = ± (2,5+1 10'⁴L+S), м                              (4)

где L - измеряемая длина оптического волокна (ОВ), м;

S -дискретность отсчета в измеряемом диапазоне длин, м,

• 6.3.2 Определение динамического диапазона измерений ослабления

  • 6.3.2.1 Подключают к поверяемому ОР катушку ОВ из состава Государственного рабочего эталона единиц длины и ослабления в световоде (РЭ). Устанавливают параметры ОР (режим и время усреднения, длительность импульса) согласно его спецификации.

  • 6.3.2.2 По рефлектограмме определяют для каждой длины волны динамический диапазон как разность в децибелах между уровнем сигнала, рассеянного от ближнего к ОР конца измеряемого оптического волокна, и уровнем шумов, равным 98 % максимума шумов в последней четверти диапазона длин.

  • 6.3.2.3 Результаты поверки считаются положительными, если полученное значение динамического диапазона не менее значения, приведенного в руководстве по эксплуатации:

• - для рабочей длины волны 1310 нм: 34 дБ;

• - для рабочей длины волны 1383 нм: 26 дБ;

• - для рабочей длины волны 1550 нм: 33 дБ;

• - для рабочей длины волны 1625 нм: 29 дБ.

• 6.3.3 Расчет абсолютной погрешности измерений ослабления

  • 6.3.3.1 Подключают поверяемый ОР к генератору ОГ РЭ с помощью короткого отрезка оптического волокна в соответствии с рисунком 1.

  • 6.3.3.2 При включении ОГ РЭ в рабочий режим на экране дисплея ОР появляются два импульса длительностью не менее 1 мкс. С помощью ОГ РЭ устанавливают первый импульс в начале шкалы и поочередно вводят значения ослабления между импульсами 1,0; 3,0; 5,0; 10,0; 15,0 дБ. При этом желательно второй импульс устанавливать на таком расстоянии от первого, которое соответствует типовому коэффициенту ослабления оптического волокна для данной длины волны.

  • 6.3.3.3 Определяют поочередно значения ослаблений А по шкале ОР для каждого из установленных на ОГ РЭ значений ослабления для каждой длины волны. Измерения проводят не менее т=5 раз.

  • 6.3.3.4 Рассчитывают средние значения ослабления А по формуле (5):

где Ai - z-e значение ослабления, дБ; m - число измерений значений ослабления. Рассчитывают среднее квадратическое отклонение результата измерений 5 по формуле (6):

где О = А - А_о, где А_о - значение ослабления, установленное по ОГ РЭ, дБ;

А - значение погрешности установки значений ослабления на Государственном рабочем эталоне единиц длины и ослабления в световоде, приведенное в его паспорте, дБ.

• 6.3.3.5 Результаты поверки считаются положительными, если абсолютная погрешность ОР не превышает значения, указанного в руководстве по эксплуатации (±0,025 А, где А - измеряемое ослабление, дБ).

6.3.4 Определение мертвой зоны при измерении ослабления и положения неоднородности

6.3.4.1 Собирают схему, представленную на рисунке 2.

1 - поверяемый ОР; 2 - оптический ответвитель; 3 - оптический кабель; 4 - оптический аттенюатор; 5 - оптический соединитель; ОВ - оптическое волокно

• 6.3.4.2 Устанавливают минимальную длительность зондирующего импульса ОР, указанную в технической документации и диапазон измерений по шкале длин 10 км. С помощью аттенюатора устанавливают значение ослабления, достаточное для отсутствия насыщения отраженного импульса (как правило - порядка 35 дБ). Отраженный импульс находится в средней части рефлектограммы.

• 6.3.4.3 Определяют мертвую зону при измерениях ослабления как расстояние между началом отраженного импульса и точкой заднего фронта отраженного импульса, отстоящей от кривой обратного рассеяния на 0,5 дБ, в соответствии с рисунком 3.

М&ртвая эона по ослаблению

Рисунок 3

• 6.3.4.4 Определяют мертвую зону при измерениях положения неоднородности как длину между точками переднего и заднего фронтов отраженного импульса, соответствующими уровню ослабления 1,5 дБ от вершины ненасыщенного импульса, в соответствии с полученной рефлектограммой, вид которой представлен на рисунке 4.

  

• 6.3.4.5 Результаты поверки считаются положительными, если полученные значения мертвой зоны при измерениях ослабления и положения неоднородности не превышают значений, приведенных в руководстве по эксплуатации: 100; 45 м соответственно.

• 6.3.5 Определение длительности зондирующих импульсов

• 6.3.5.1 Собирают схему, представленную на рисунке 5.

  

Рисунок 5

1 - поверяемый рефлектометр (ОР),

2 - фотоприемное устройство, 3 - осциллограф

• 6.3.5.2 Поочередно устанавливая имеющиеся в меню ОР длительности импульсов и, включая лазер ОР, регистрируют с помощью фото приемного устройства и осциллографа их длительность по уровню 0,5.

• 6.3.5.3 Результаты поверки считаются положительными, если фактические значения длительности импульса соответствуют значениям, указанным в руководстве по эксплуатации: 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000 нс.

• 7.1 Результаты измерений при поверке заносят в протокол (Приложение А).

• 7.2 При положительных результатах поверки выдают свидетельство и наносят знак поверки по установленной форме в соответствии с Приказом Минпромторга №1815 от 02.07.2015г.

• 7.3 При отрицательных результатах поверки свидетельство аннулируют, прибор к эксплуатации не допускают и выдают «Извещение о непригодности» с указанием причин в соответствии с Приказом Минпромторга №1815 от 02.07.2015г.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое)

ПРОТОКОЛ

первичной / периодической поверки

от «_______»____________201__года

Средство измерений: «Рефлектометр оптический OTDR 8000» Наименование СИ, тип

Зав. №________№/№_____________________________

Заводские номера блоков

Принадлежащее___________________________________________________________

Наименование юридического лица, ИНН

Поверено в соответствии с методикой поверки МП 004.ФЗ-17

Наименование документа на поверку, кем утвержден (согласован), дата

С применением эталонов Государственный рабочий эталон единиц длины и ослабления в световоде в диапазонах воспроизведения от 0,06 до 600,00 км и от 0,5 до 20,0 дБ 3.EZZA.0035.2015

(наименование, заводской номер, разряд, класс точности или погрешность)

При следующих значениях влияющих факторов:

(приводят перечень и значения влияющих факторов, нормированных в методике поверки)

• - температура окружающего воздуха, °C

• - относительная влажность воздуха, %

• - атмосферное давление, кПа

• - напряжение питания сети, В

• - частота сети, Гц

Получены результаты поверки метрологических характеристик:

Рекомендации________________________________________________________

Средство измерений признать пригодным (или непригодным) для применения

Исполнители:______________________________________________________________

подписи, ФИО, должность