Руководство по эксплуатации «НАБОР РАБОЧИХ ЭТАЛОНОВ ИНДУКТИВНОСТИ И ДОБРОТНОСТИ 1-го РАЗРЯДА LQ-2408» (СНИИМ.3-2408-17 РЭ)

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ»

(ФГУП “СНИИМ”)

.В. Шувалов

17 г.

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СНИИМ.3-2408-17 РЭ

СОГЛАСОВАНО

Зам. директора по метрологии и качеству ФГУП «СНИИМ» Е.С. Коптев 2017 г.

г. Новосибирск 2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

• 1 Назначение

• 2 Метрологические и технические характеристики.........

• 3 Комплектность поставки

• 4 Устройство

• 5 Маркирование и пломбирование

• 6 Тара и упаковка

• 7 Общие указания по эксплуатации

• 8 Порядок работы

• 9 Методика поверки эталонов

• 10 Правила хранения и транспортирования

• 11 Гарантийные обязательства

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее руководство по эксплуатации (РЭ) содержит сведения о технических данных и конструкции набора рабочих эталонов индуктивности и добротности 1-го разряда LQ-2408, состоящего из эталонов двух модификаций: LQ-2408-2 и LQ-2408-3.

Внешний вид набора рабочих эталонов индуктивности и добротности LQ-2408 представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Внешний вид набора рабочих эталонов

• 1.1 Набор рабочих эталонов индуктивности и добротности 1-го разряда LQ-2408 (далее - эталоны) воспроизводит ряд значений индуктивности и электрической добротности в диапазоне частот от 100 Гц до 1 МГц.

Эталоны предназначены для передачи значений индуктивности и добротности рабочим эталонам 2-го разряда и для поверки и калибровки прецизионных измерителей LCR-параметров.

• 1.2 Эталоны могут применяться в метрологических организациях, в лабораториях научно-исследовательских институтов и на предприятиях электро-радиопромышленности.

• 1.3.1 Нормальные условия применения:

• - температура окружающего воздуха, °C.....................от 19 до 21;

• - относительная влажность, %................................от 30 до 80;

• - атмосферное давление, кПа.................................от 84 до 106.

• 1.3.2 Рабочие условия применения:

• - температура окружающего воздуха, °C.....................от 15 до 25;

• - относительная влажность, %.................................не более 80;

• - атмосферное давление, кПа..............................от 84 до 106,7.

• 2 Метрологические и технические характеристики

• 2.1.1    Номинальные значения индуктивности эталонов

соответствуют значениям: (1;   5;   10;   50;   100;   500) мкГн;

(1; 5; 10; 50; 100) мГн; (1; 10; 100; 1000; 10000) Гн.

• 2.1.2 Отклонения индуктивности (L) эталонов от номинальных значений не превышают:

для L= (от 1 до 50) мкГн: ± 0,5 % на частоте 10 кГц;

для L= (от 100 мкГн до 1 Гн): ± 0,2 % на частоте 1 кГц;

для L= (от 10 до 10000) Гн: ± 0,2 % на частоте 100 Гц.

Данные частоты выбраны на основании предварительных испытаний эталонов. Было установлено, что характер изменений индуктивности и добротности эталонов на данных частотах соответствует изменениям значений индуктивности и добротности эталонов на близких частотах.

• 2.1.3 Эталоны поверяются на частотах, указанных в таблице 1.

Частоты аттестации выбраны с учетом собственных резонансных частот эталонов и требований потребителей. На мерах с большим номинальным значением индуктивности низкая собственная резонансная частота и выше мера не является работоспособной. Меры с низким номинальным значением индуктивности не работоспособны на низких частотах. Потребителям необходимы данные частоты аттестации в связи с дальнейшим использованием эталонов для поверки и калибровки измерителей параметров RLC.

Таблица 1 - Частоты поверки эталонов по индуктивности и добротности

Примечания:

1 Знаком «L; Q» отмечены частоты, при которых проводится

поверка эталонов по индуктивности и добротности, а знаком «Ь» - поверка только по индуктивности.

• 2 Величина прикладываемого напряжения к эталону - 1 В.

• 3 По согласованию с заказчиком эталоны могут быть поверены на других промежуточных частотах в пределах рабочего диапазона частот.

• 2.1.4 Пределы допускаемой основной относительной погрешности действительных значений индуктивности эталонов 5l на рабочих частотах не превышают величин, указанных в таблице 2.

Таблица 2 - Пределы допускаемой погрешности значений индуктивности

• 2.1.5 Годовая нестабильность индуктивности, эталонов не более 0,7 от погрешности, указанной в таблице 2.

• 2.1.6 Пределы допускаемой основной относительной погрешности действительных значений добротности эталонов 8q не превышают следующих значений:

6q = ± 0,04( 1 + Q_x) %, при L > 1 Гн;

6q = ± (1+ 0,01 Q_x) %, при L < 1 Гн.

• 2.1.7  Пределы допускаемой дополнительной погрешности индуктивности и добротности эталонов от изменения температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур на 1 °C не превышают величин, указанных в таблице 3.

Таблица 3  - Пределы допускаемой дополнительной погрешности

индуктивности и добротности эталонов от изменения температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур на 1 °C_______

• 2.2.1 Габаритные размеры:

• - укладочного ящика, не более, мм.........................550x450x270;

• - диаметр эталонов LQ-2408-2, не более, мм........... ................85;

• - диаметр эталонов LQ-2408-3, не более, мм

• - высота эталонов, не более, мм

• 2.2.2 Масса набора эталонов в укладочном ящике, не более, кг

• 2.2.3 Масса эталона LQ-2408-3, не более, кг

• 2.3 Средний срок службы эталонов не менее, лет.........

• 3.1 Комплектность поставки указана в таблицах 4, 5.

Таблица 4 - Комплект поставки, эталонов с заводскими номерами 4, 5

Таблица 5 - Комплект поставки эталонов с заводскими номерами 3, 6, 7, 8, 9

4 УСТРОЙСТВО

• 4.1 Конструктивно эталоны выполнены в виде двух модификаций: однозначный эталон LQ-2408-2 (представлен на рисунке 2) и многозначный эталон LQ-2408-3 (представлен на рисунке 3).

• 4.2 Однозначные эталоны LQ-2408-2 - это катушки индуктивности в виде многовитковых соленоидов, имеющие двухзажимное подключение. Для эталонов с номинальными значениями от 1 мкГн до 10 мкГн применены цилиндрические каркасы с нарезкой. Для эталонов от 50 мкГн до 100 мГн применены секционированные каркасы.

• 4.2.1 Каркасы катушек изготовлены из фенопласта Э4-100-30 ГОСТ 5.1958-76 и прошли долговременную естественную стабилизацию.

• 4.2.2 Все катушки с секционированными каркасами имеют обмотки из многожильного провода типа литцендрат. Катушки с цилиндрическими каркасами с нарезкой намотаны одножильным медным проводом.

  

Рисунок 2 - Общий вид эталона LQ-2408-2

Рисунок 3 - Общий вид эталона LQ-2408-3

• 4.3 В качестве несущего элемента всех эталонов служат массивные дюралюминиевые основания. Катушки крепятся на основании с внутренней стороны при помощи винтов.

• 4.4 В основании эталона, в изолирующей втулке, укреплен один контакт штыревого вида. Второй контакт ввинчивается в одно из отверстий основания. Нри этом могут быть получены следующие межцентровые расстояния между контактами: 20; 25,4; 30 и 46 мм.

• 4.5  Эталоны LQ-2408-2 имеют цилиндрические экраны, выполненные из алюминиевого сплава.

• 4.6 Для защиты от действия влаги и повышения стабильности многослойные обмотки эталонов LQ-2408-2 пропитаны церезином, однослойные - полистирольным клеем. Кроме того, между основанием и экраном имеется резиновое уплотнительное кольцо, что обеспечивает герметизацию эталона в целом.

• 4.7 Контакты эталонов сделаны в виде цельных неразрезанных

•*

штырей без пружинящих элементов, что существенно повышает технический ресурс работы эталонов.

• 4.8 Эталон LQ-2408-3 - это многозначный эталон на 5 децимальных значений индуктивности от 1 Гн до 10000 Гн, имеющий трехзажимное подключение. Измеряемая цепь эталона представляет собой индуктивный эквивалент в виде многоэлементной резистивно-емкостной Т-образной цепи.

• 4.9  Подключение эталона LQ-2408-3 выполняется через одноименно обозначенные коаксиальные разъемы, установленные на боковой поверхности экранированного цилиндрического корпуса.

• 5.1 На верхней поверхности эталонов нанесены следующие данные:

а) обозначение эталона;

б) номинальное значение эталона;

в) номер эталона;

г) товарный знак;

д) изготовитель;

е) год выпуска.

• 5.2 Маркировка укладочного ящика наносится на шильдик, который крепится к крышке и содержит следующие данные:

а) наименование и обозначение эталонов;

б) заводской номер набора;

в) товарный знак;

г) изготовитель;

е) год выпуска.

• 5.3 Эталон пломбируется клеймом изготовителя или клеймом поверочной лаборатории. Схема пломбировки эталона от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки представлено на рисунке 4.

  

Рисунок 4 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки

1 - Место нанесения знака поверки

• 6.1 Для хранения и перевозки эталоны помещаются в ящик укладочный, обеспечивающий механическую сохранность и защиту от неблагоприятных климатических воздействий.

• 6.2 При транспортировании эталонов на большие расстояния ящик укладочный может помещаться в упаковочный ящик (транспортную тару).

• 7.1 Прежде чем приступить к эксплуатации эталонов, необходимо провести внешний осмотр и проверку комплектности согласно таблице 3.

• 7.2 Проверить при внешнем осмотре отсутствие механических повреждений на экранах и клеммах эталонов.

• 7.3  Если эталоны находились в климатических условиях, отличающихся от рабочих, следует выдержать их в течении 24 часов в укладочном ящике при условиях, близких к нормальным.

• 7.4 При работе с эталонами следует соблюдать осторожность, избегать удары, толчки, воздействие резких перепадов температур, исключить наличие паров кислот, щелочей и других химических соединений, вызывающих окисление контактных поверхностей.

• 7.5 Загрязненные контакты по мере необходимости очищать техническим спиртом по ГОСТ Р 51999-2002.

• 8.1  Достаньте из укладочного ящика эталон необходимого номинального значения.

• 8.2  Совместите ^контакты эталона LQ-2408-2 с устройством (адаптером) для подключения к клеммам поверяемого прибора и вставьте в клеммы до упора, чтобы участок контакта меры с диаметром 4 мм полностью вошел в клемму. Не допускайте перекосов при установке мер в клеммы прибора.

• 8.3 Многозначный эталон LQ-2408-3 соединяют с поверяемым прибором коаксиальными кабелями малой длины, с коаксиальными разъемами, совместимыми с разъемами эталона и прибора. В случае 4-х проводного подключения однополярные токовые и потенциальные кабели соединяют на эталоне с помощью коаксиального тройника (СР-50-95 ФВ).

• 8.4  Операции йоверки проводят согласно руководству по эксплуатации поверяемого прибора.

• 8.5 Поверка прибора при температурах, отличных от нормальной, требует корректировки значений индуктивности и добротности эталонов, по формулам (1), (2).

Lx = L_h[1 + K_l(T_x-T„)]                     (1),

Qx = Q„[l + K_Q(T_X - Щ]                   (2),

где Lx, Qx - значения индуктивности и добротности эталонов при текущих значениях температуры (Тх);

Lh, Qh - значения индуктивности и добротности эталонов при нормальной температуре аттестации (Тн);

Kl,Kq - температурные коэффициенты индуктивности и добротности эталонов, сообщаемые в приложениях к свидетельству о поверке эталонов.

При корректировке значений по индуктивности требуется точность измерения температуры Тх ± 1 °C.

При корректировке значений по добротности требуется точность измерения температуры Хх ± 0,5 °C.

• 8.6 После выполнения измерений установите эталон в гнездо ящика укладочного.

Межповерочный интервал - 1 год.

Методика поверки распространяется на первичную и периодическую поверку эталонов.

• 1) Внешний осмотр.

• 2) Опробование.

• 3) Определение метрологических характеристик.

• 4) Определение температурных коэффициентов добротности и индуктивности (проводится только при первичной поверке эталонов).

При проведении поверки должны быть использованы средства поверки, указанные в таблице 6.

• 9.3.1 При проведении поверки эталонов должны соблюдаться требования ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.3-75, ГОСТ 12.3.019-80, «Правил эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Главгосэнергонадзором.

• 9.3.2 Безопасность работы с эталонами обеспечивается подачей напряжения с измерительного прибора, не превышающего 1 В.

• 9.4.1 При проведении поверки эталонов должны соблюдаться нормальные условия применения согласно п. 1.3.1

Таблица 6 - Основные средства поверки

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

• 9.5.1  Перед началом поверки эталоны следует выдержать в нормальных условиях применения в течение не менее 8 часов.

• 9.5.2  Средства поверки подготавливают к работе согласно указаниям, приведенным в соответствующих эксплуатационных документах.

• 9.5.3 Контактные поверхности клемм эталонов и средств поверки необходимо очистить техническим спиртом по ГОСТ Р 51999-2002.

• 9.6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие эталонов следующим требованиям:

• - полнота комплектности;

• - отсутствие механических повреждений;

• - исправность разъемов и клемм;

• - четкость маркировки;

• - наличие неповрежденного клейма поверяющей организации на нижней поверхности донышка.

Эталоны, не удовлетворяющие этим требованиям, бракуются.

Процедура опробования сводится к оценке взаимодействия эталонов с образцовыми приборами для их аттестации.

Эталон, подключенный к измерительному прибору через присоединительное устройство (адаптер), должен идентифицироваться этой аппаратурой как индуктивность, что показывает электрическую целостность эталона, правильность подключения и работоспособность адаптера и измерительного прибора.

• 9.6.3.1 К основным метрологическим характеристикам рабочих эталонов LQ-2408 относятся действительные значения индуктивности и добротности эталонов на заданных рабочих частотах (п. 2.1.3, таблица 1) и в заданных температурных условиях (п.1.3).

Частоты поверки выбраны с учетом собственных резонансных частот эталонов и требований потребителей. На мерах с большим номинальным значением индуктивности низкая собственная резонансная частота и выше мера не является работоспособной. Меры с низким номинальным значением индуктивности не работоспособны на низких частотах. Потребителям необходимы данные частоты аттестации в связи с дальнейшим использованием эталонов для поверки и калибровки измерителей параметров RLC.

• 9.6.3.2 Поверка многозначного рабочего проводится поэлементно. Для этого необходимо конденсатора резистивно-емкостной цепочки Ri, защитного изолирующего основания из оргстекла.

Подготовить мост переменного тока Р5083 к работе в режиме «калибровка», используя соответствующий рабочий эталон емкости из состава Р597, С=1 мкФ.

Подключить контакты конденсатора С эталона к откалиброванному мосту Р5083 и провести измерения.

Резисторы Т-цепочки Ri и R2 эталона измерить на мультиметре 3458А в 4-х проводном режиме измерения сопротивления. Одну клемму на мультиметре подключить к изолированному контакту конденсатора, а другую клемму на мультиметре поочередно подключают к каждому из 10-ти центральных контактов коаксиальных клемм, расположенных на боковой поверхности эталона.

Значения индуктивности и добротности эталона LQ-2408-3 для последовательной схемы замещения рассчитываются по формулам (3) и (4).

L_X = R₁'R₂'C                       (3),

q =                                  (4)

Т?1+/?2

Результаты расчета по формулам 3 и 4 заносятся в протокол поверки эталона. Расчетные значения индуктивности эталонов LQ-2408-3 должны соответствовать требованиям п.2.1.2.

• 9.6.3.3 Поверка

  2-х зажимных эталонов LQ-2408-2 по

индуктивности

На частотах от 1

являются вторичный

ГОСТ Р 8.732-2011 и мост переменного тока Р5083. На частотах более

• 10 кГц применяется анализатор импеданса прецизионный WK6500 в режиме прямых измерений индуктивности. Измеренные значения заносятся в протокол поверки эталонов, при этом отклонения индуктивности от номинальных значений не должны превышать требований п.2.1.2.

• 9.6.3.4 Поверка 2-х зажимных эталонов LQ-2408-2 по добротности на частотах от 30 до 1000 кГц выполняется на вторичном рабочем эталоне единицы электрической добротности ГОСТ Р 8.868-2014.

Добротность измеряется косвенным методом, исходя из определения параметра добротности как отношения реактивной проводимости соСх к активной проводимости Gx при параллельной схеме замещения.

Добротность эталонов LQ-2408-2 рассчитывается по формуле (5):

Qx = 7? • И + «).                        (5),

где а = Qx • tg8x - поправка за счет потерь конденсаторов, применяемых при измерении;

о)С_х, G_x - измеренные значения реактивной и активной проводимости при параллельной схеме замещения.

Определение температурных коэффициентов индуктивности KL и добротности KQ эталонов LQ-2408 проводится при первичной поверке эталонов.

Коэффициенты Kl и Kq необходимы для корректировки измеренных значений при температурах, отличных от нормальной.

Для определения коэффициентов Kl и Kq эталоны помещают в камеру тепла и холода типа БСК-60/100-65КТХ, в которой установлены нормальные условия применения. Эталоны выдерживают 2 часа и, с помощью анализатора импеданса прецизионного WK6500, измеряют значения индуктивности и добротности эталонов при нормальной температуре. Осуществляют нагрев эталонов в камере до 35°С и выдерживают в течение 2-х часов. После этого измеряют индуктивность и добротность эталонов при этой температуре. Коэффициенты Kl и Kq (К) рассчитываются по формуле (6):

17 _ . _Г                                           (7\

X ДТ ’                                       ( )

где X - измеряемый параметр (индуктивность или добротность), АХ - изменение параметра,

AT - разность температур.

Полученные значения Kl и Kq сообщаются в свидетельствах о поверке эталонов.

По результатам поверки оформляется Свидетельство о поверке и протокол поверки в соответствии с Приказом Минпромторга России от 02.07.2015 №1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

• 10.1 Эталоны должны хранятся в укладочном ящике в сухом отапливаемом помещении при температуре окружающего воздуха от 10 °C до 30 °C и относительной влажности не выше 80 % при отсутствии в воздухе вредных примесей, вызывающих коррозию.

• 10.2  Транспортирование эталонов должно проводиться при температуре окружающего воздуха от минус 20 °C до плюс 35 °C в закрытых транспортных средствах любого вида в укладочном ящике. При транспортировании самолетом укладочный ящик с эталонами должен быть размещен в отапливаемом герметизированном отсеке, согласно требованиям ГОСТ 22261-94.

• 10.3   При транспортировании кроме сопроводительной документации, предусмотренной ГОСТ 9181-74, в укладочный ящик должны быть вложены следующие документы:

• - руководство по эксплуатации;

• - свидетельство о поверке;

• - протокол поверки.

• 11.1  Изготовитель гарантирует соответствие набора рабочих эталонов LQ-2408 настоящему руководству по эксплуатации СНИИМ.3-2408-17 РЭ при соблюдении условий эксплуатации, хранения и транспортирования.

• 11.2 Гарантийный срок хранения - 12 месяцев со дня изготовления эталонов. Ввод эталонов в эксплуатацию во время гарантийного срока хранения прекращает его течение.

• 11.3 Гарантийный срок эксплуатации - 18 месяцев со дня ввода эталонов в эксплуатацию.

Если эталоны вводят в эксплуатацию после истечения гарантийного срока хранения, то началом гарантийного срока эксплуатации считают момент истечения гарантийного срока хранения.

• 11.4 Изготовитель обязуется безвозмездно устранять неисправности эталонов в течение гарантийного срока эксплуатации при соблюдении условий их эксплуатации, хранения и транспортирования.

Разработал:

нач. сектора ФГУП «СНИИМ»

19