Методика поверки « ИНСТРУКЦИЯ ПРОФИЛЕМЕРЫ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ МТР-5» (АТМР 416311.001 МП)

ИНСТРУКЦИЯ

ПРОФИЛЕМЕРЫ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ МТР-5

Методика поверки

АТМР 416311.001 МП

р.п. Менделеево 2017 г.

• 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

^♦2   Идентификация программного обеспечения

• 8.3   Опробование

• 8.4   Определение доверительных границ (при доверительной вероятности

Р = 0,95) абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры приземного слоя атмосферы внешним датчиком температуры профилемера МТР-5

• 8.5   Определение чуствительности микроволнового приемника

теплового излучения атмосферы

• 8.6   Определение относительной нестабильности коэффициента

передачи микроволнового приемника теплового излучения атмосферы.......

• 8.7   Определение нелинейности градуировочной характеристики

микроволнового приемника теплового излучения атмосферы

• 8.8   Определение доверительных границ (при доверительной вероятности

Р = 0,95) абсолютной погрешности измерений радиояркостной температуры

• 8.9   Определение амплитудно-частотной характеристики микроволнового

приемника теплового излучения атмосферы

• 8.10  Определение ширины диаграммы направленности антенной системы.........

• 8.11  Определение доверительных границ (при доверительной вероятности

Р = 0,95) абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры атмосферы профилемером МТР-5

• 8.12  Определение диапазона и относительной погрешности определения

высоты измеряемых слоев атмосферы

• 9   Оформление результатов поверки

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок профилемеров метеорологических температурных МТР-5 (далее - профилемер МТР-5), изготавливаемых обществом с ограниченной ответственностью «Научно-производственная организация «Атмосферные технологии» (ООО «НПО «АТТЕХ»), г. Долгопрудный, Московской области, находящихся в эксплуатации, а также после хранения и ремонта.

• 1.2 Первичной поверке подлежат профилемер МТР-5, выпускаемые из производства и выходящие из ремонта.

Периодической поверке подлежат профилемер МТР-5, находящиеся в эксплуатации и на хранении.

• 1.3 Сравнение с радиозондом при первичной поверке выполняется на базе ООО «НПО «АТТЕХ».

• 1.4 Интервал между поверками 2 года.

• 2.1 При проведении поверки профилемеров МТР-5 должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки профилемеров МТР-5

• 3.1 При проведении поверки профилемеров МТР-5 должны быть применены средства измерений и вспомогательные материалы, необходимые для проведения поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства измерений для проведения поверки.

• 3.2 Допускается использовать аналогичные средства поверки, которые обеспечат измерение метрологических характеристик поверяемых профилемеров МТР-5 с требуемой точностью.

• 3.3 Средства поверки должны быть исправны, поверены и иметь действующие свидетельства о поверке.

• 4.1  Поверка должна осуществляться лицами, квалифицированным в качестве поверителей в области радиотехнических измерений в установленном порядке и имеющим квалификационную группу электробезопасности не ниже второй.

• 4.2 Поверка с помощью аппаратуры Государственного эталона единицы спектральной плотности энергетической яркости и единицы радиояркостной температуры в микроволновой области спектра от 18,1 до 118,3 ГГц УВТ 95-А-2000 и Государственного эталона единицы коэффициента усиления (эффективной площади) направленных антенн с размером апертуры до 40 см УВТ 96-А-2000 (ФГУП «ВНИИФТРИ») выполняется специалистами, аттестованными на право работы с широкоапертурными излучателями - эталонными и рабочими мерами радиояркостных температур.

Квалификация специалистов - не ниже старшего научного сотрудника, или ведущего инженера с опытом работы не менее 5 лет.

• 4.3 Специалист, выполняющий поверку, должен иметь опыт работы с приемниками шумового электромагнитного излучения, генераторами СВЧ сигналов, измерителями КСВН (рефлектометрами) и ослаблений, прецизионными средствами измерений термодинамической температуры, иметь навыки работы с криогенными жидкостями и веществами.

• 5.1 При проведении поверки профилемера МТР-5 должны соблюдаться Правила работы с источниками СВЧ излучения, а также требования безопасности, приведённые в разделе 3 документа «Профилемер метеорологический температурный МТР-5. АТМР 416311.001 РЭ» (далее - АТМР 416311.001 РЭ) и эксплуатационной документации на средства поверки.

• 5.2 Уровни излучения и меры защиты, работающих от СВЧ излучения должны соответствовать «Санитарным нормам и правилам при работе с источниками электромагнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот»

• 5.3  Средства поверки должны быть надежно заземлены в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 5.4 Размещение и подключение измерительных приборов разрешается производить только при выключенном питании.

• 6.1 При проведении операций поверки должны быть соблюдены следующие условия (если не оговорено иное):

• - температура окружающего воздуха от минус 50 до плюс 50 °C;

• - относительная влажность воздуха при температуре плюс 25 °C не более 90 %;

• - атмосферное давление от 630 до 800 мм рт.ст.

• 7.1 Перед проведением операций поверки необходимо произвести подготовительные работы, оговоренные в АТМР 416311.001 РЭ и руководствах по эксплуатации на применяемые средства поверки.

• 7.2 На первичную поверку изготовитель профилемера МТР-5 представляет программу расчета ПТА по значениям РЯТ, измеренным для паспортных зенитных углов

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 Внешний осмотр профилемера МТР-5 проводить визуально без вскрытия. При этом необходимо проверить:

• - комплектность, маркировку и пломбировку согласно эксплуатационной документации;

• - внешний вид и отсутствие механических повреждений, влияющих на его работу;

• - состояние соединительных кабелей, шнуров питания;

• - чистоту гнезд, разъемов и клемм;

• - четкость маркировочных надписей.

• 8.1.2 Результат внешнего осмотра профилемера МТР-5 считать положительным, если:

• -  комплектность соответствует документу «Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Паспорт АТМР.416311.001 ПС» (далее - АТМР.416311.001 ПС);

маркировка и пломбировка соответствуют документу «Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Руководство по эксплуатации АТМР.416311.001 РЭ» (далее-АТМР.416311.001 РЭ);

-отсутствуют механические повреждения (в том числе радиопрозрачного окна), влияющих на его работу;

• - соединительные кабели, шнуры питания не имеют повреждений;

• - гнезда, разъемы и клеммы чистые;

• - маркировочные надписи четкие.

В противном случае результаты внешнего осмотра считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.2.1 Проверить, что в АТМР.416311.001 ПС записаны следующие идентификационные данные программного обеспечения (далее - ПО):

• - идентификационное наименование ПО: MTP5PE.exe;

• - номер версии ПО 14.4.20120406}

• - цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода): 1 062 912 (размер файла в байтах).

Результат проверки зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.2 Подключить профилемер к порту PS232 персонального компьютера (далее - ПК). Включить питание профилемера тумблером «Оп/Off» на блоке питания, включить ПК.

• 8.2.3 Запустить программу MTP5.exe с установочного диска, после появления сообщения об успешной распаковке программы, нажать кнопки «Ок» и «Close» и войти в директорию МТР5.

В директории МТР5\ найти файл MTP5PE.exe, Открыть окно Свойства, в котором наблюдать: размер в байтах файла MTP5PE.exe. Результаты наблюдения зафиксировать в рабочем журнале.

Запустить на ПК программу MTP5PE.exe. После окончания загрузки ПО, в появившемся окне на экране монитора ПК, наблюдать версию ПО. Результаты наблюдения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.4 Сличить полученные идентификационные данные ПО (файла MTP5PE.exe) с данными, записанными в АТМР.416311.001 ПС.

Результат сличения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.5 Результат идентификации ПО положительный и профилемер МТР-5 допускается к последующим операциям поверки, если полученные в п. 8.2.3 идентификационные данные ПО соответствуют данным, приведенным в АТМР.416311.001 ПС.

В противном случае результаты проверки соответствия ПО считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.3.1  Подготовить профилемера МТР-5 к работе в соответствии с п. 4.4.2 АТМР.4163 И.001 РЭ.

• 8.3.2 С помощью стандартных программных средств терминальной передачи данных по порту RS 232 в соответствии с описанием команд протокола убедиться в работоспособности элементов системы;

• 8.3.3 Установить профилемер МТР-5 и экранирующие щиты с радиопоглощающим материалом (далее - РПМ) в климатическую камеру, согласно рисунка 1.

Радиопрозрачное окно профилемера МТР-5 окружить со всех сторон экранами с РПМ. Блок питания профилемера МТР-5 и ПК установить вне климатической камеры при нормальных условиях.

Соединить профилемер МТР-5 с блоком питания и ПК сигнальным кабелем через специальный разъем.

Датчиком внешней температуры атмосферы измерять температуру РПМ перекрывающего вход прибора при 0=0°.

• 1 - климатическая камера

• 2 - поверяемый профилемер МТР-5

3-РПМ

4 - датчик внешней температуры атмосферы

Рисунок 1

• 8.3.4 Включить профилемер МТР-5 и установить штатный режим измерений.

• 8.3.5 Через 60 минут после включения в течение 6 часов выполнять измерения яркостных (антенных) температур РПМ окружающего окно профилемера МТР-5, при температуре в камере около плюс 20 °C.

• 8.3.6 Установить в климатической камере температуру около минус 50 °C и через (50 - 60) минут после этого повторить измерения яркостных (антенных) температур РПМ окружающего окно профилемера МТР-5.

• 8.3.7 Установить в климатической камере температуру около плюс 50 °C и через (50 - 60) минут после этого повторить измерения яркостных (антенных) температур РПМ окружающего окно профилемера МТР-5.

• 8.3.8 Выполнить проверку системы терморегулирования

  • 8.3.8.1 При каждой установленной в климатической камере температуры (минус 50 °C, плюс 20 °C, плюс 50 °C) осуществлять измерения температуры в начале и конце каждого часа термометром, установленным в корпусе измерительного блока профилемера МТР-5.

  • 8.3.8.2 Результаты проверки системы терморегулирования считать положительными, если температура внутри корпуса измерительного блока профилемера во время поверки поддерживается в пределах (40±2) °C.

• 8.3.9 Результаты опробования считать положительными, если:

• - поверяемый профилемер МТР-5 функционирует при температурах минус 50 °C, 20 °C, +50 °C без индикации ошибок системы контроля;

• - температура корпуса измерительного блока поверяемого профилемера МТР-5 при внешних температурах минус 50 °C, 0 °C, плюс 50 °C поддерживается в пределах (40±2) °C.

В противном случае результаты опробования считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.4 Определение доверительных границ (при доверительной вероятности Р = 0,95) абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры приземного слоя атмосферы внешним датчиком температуры

  • 8.4.1  Определение доверительных границ абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры атмосферы датчиком температуры с метеозащитой при доверительной вероятности Р = 0,95 проводить путем сравнения результатов измерений температуры одного и того же объекта датчиком температуры с метеозащитой, входящим в состав поверяемого профилемера МТР-5 (далее - датчик температуры), и образцовыми термометрами ПТСВ-2/3 с измерителем-регулятором температур многоканальным прецизионным МИТ 8.10.

  • 8.4.2 Поверяемый датчик температуры и термометры ПТСВ-2/3 установить рядом в специальную металлическую кассету. Кассету установить в термостат, в котором последовательно реализовать температуры Тр минус 50 °C, плюс 20 °C и плюс 50 °C.

  • 8.4.3  Выполнить регистрацию ряда значений температуры /f, измеренных профилемером МТР-5, и одновременно значений температуры измеренные измерителем-регулятором температур многоканальным прецизионным МИТ 8.10 с термометром ПТСВ-2/3.

Число реализаций (/) значений температуры t^!_t^! и не менее 10.

• 8.4.4 Определить средние значения каждого уровня температуры, установленного в термостате и измеренного датчиком температуры, по формуле

п

tⁿ=^—.                            (1)

п

• 8.4.5 Определить средние значения температуры, измеренные измерителем-регулятором температур многоканальным прецизионным МИТ 8.10 с термометром ПТСВ-2/3, по формуле

п

ж

Т^э = ——.                                 (2)

п

• 8.4.6 Определить значение разности средних значений температуры по формуле

М = Т^П-Т^Э,                             (3)

где At определяет систематическую составляющую погрешности датчика температуры поверяемого профилемера МТР-5.

• 8.4.7  Определить среднее квадратическое отклонение случайной составляющей абсолютной погрешности измерения датчиком температуры по формуле

lit-."-'")'

s=u----:--■                     W

! n-l

• 8.4.8 Определить доверительные границы е^п (при доверительной вероятности Р=0,95)

случайной погрешности измерений термодинамической температуры приземного слоя с^п, в °C,

по формуле

£ⁿ = m_s'S,                                               (5)

Для Р=0,95 и п =500 коэффициент Стьюдента m_s =1,96.

• 8.4.9 Доверительные границы абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры приземного слоя атмосферы Л?₀₉₅, в °C, внешним датчиком температуры профилемера при однократном измерении (при доверительной вероятности Р=0.95) определить по формуле

  ^0.95

  

(6)

К - коэффициент, зависящий от соотношения случайной составляющей погрешности и е'⁷+(Д/ + Д/^э) .

(д/)² +(ДГ^Э)² ’

3

Дг = - доверительные границы погрешности измерений температуры измерителем-регулятором температур многоканальным прецизионным МИТ 8.10 с термометром ПТСВ-2-3 при Р=0,95.

• 8.4.9 Результаты поверки считать положительными, если значение Jr₀₉₅ находятся в пределах ±0,35 °C.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.5.1 Перед неподвижной антенной системой, напротив профилемера, МТР-5 в соответствии с рисунком 2, установить низкотемпературный широкоапертурный излучатель (далее - НШИ) из состава государственного эталона единицы спектральной плотности энергетической яркости и единицы радиояркостной температуры в микроволновой области спектра от 18,1 до 118,3 ГГц УВТ 95-А-2000 (далее - УВТ 95-А-2000).

  

  1-НШИ

  • 2 - юстировочные устройства

  • 3 - экран (бленда)

  • 4 - поверяемый профилемер МТР-5

Рисунок 2

• 8.5.2 НШИ охлаждать твердой двуокисью углерода («сухим льдом») (Тд ~ 195 К).

• 8.5.3 Микроволновый приемник теплового излучения профилемера МТР-5 (далее -приемник) установить в режим непрерывного измерения радиояркостной (шумовой) температуры (далее - РЯТ) Тд. Постоянная времени т приемника при измерении каждого значения равна 1 с.

На экране ПК, подключенного к профилемеру МТР-5, наблюдать сигналы приемника в вольтах.

Через 1 час, после выхода системы на стабильный режим работы, регистрировать непрерывный ряд значений сигналов приемника V^°²       в течение времени t естественного

нагрева излучающего элемента НШИ от 195 К до комнатной температуры (Т_к~ 295 К).

Результаты измерений фиксировать в рабочем журнале.

Одновременно, для каждого момента времени t_t измерять встроенными в НШИ платиновыми термометрами сопротивления термодинамическую температуру T_t излучающего элемента (далее - ИЭ) НШИ. Текущие значения РЯТ Т_я НШИ определять по измеренным термодинамическим температурам T_t ИЭ НШИ и характеристикам (коэффициент поглощения, к.п.д. окон и др.), приведенных в Свидетельстве об аттестации УВТ 95-А-2000. Результаты измерений фиксировать в рабочем журнале.

• 8.5.4 После нагрева НШИ до комнатной температуры (7^-295 К) залить в криостат НШИ горячую воду при температуре Т- 350 К.

По мере остывания воды измерить непрерывный ряд значений сигналов приемника соответствующих измеренным РЯТ от 350 до 295 К. Результаты измерений фиксировать в рабочем журнале.

• 8.5.5 Построить график (градуировочную характеристику приемника) зависимости величины сигнала приемника Г {Т_я} в диапазоне радиояркостных температур Т_я от 224 до 324 К, соответствующих диапазону измеряемых профилемером РЯТ (рисунок 3).

  

_____ линейная характеристика, построенная методом наименьших квадратов;

........ измеренная характеристика;

Т™ = 324 К;

- 224 К.

Рисунок 3

• 8.5.6 Полагая градуировочную характеристику приемника в диапазоне РЯТ от = 224 К до Т™³* =324 К линейной — (V - Vq + Сл-Tj), методом наименьших квадратов определить значения калибровочных параметров: Vo - смещение линейной градуировочной характеристики и Сл - крутизну линейной градуировочной характеристики по формулам:

  

  	тл   т^тах   ту   ттлт у _ УК\ ‘*Я    УК2 *2Я 0           'утах    т-’пип        ’                                               ' ' 1Я    1Я у -У С„ = к2 к\ .                                        (8) л   утах __утт                                          v 7 Я     Я
  8.5.7 Используя / = 5 мин определить:	запись сигналов V(k01 (/) или У"г° (/) (шумовой дорожки) за время

- среднее значение сигналов по формуле

(9)

- значение среднего квадратического отклонения по формуле

• 8.5.8 Чувствительность приемной системы (приемник, радиопрозрачное окно и антенная система) ДТ, в К, определить, по формуле

ДТ=Д                                 (II)

где С/7“ определено в п. 8.5.6.

• 8.5.9 Результаты поверки считать положительными, если значения ДТ <0,1 К.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.6.1 Нестабильность приемника определять как максимальное отклонение выходного сигнала приемника при подаче на его вход стабильного за время измерений излучения эталонного НШИ или газоразрядного генератора шума с аттенюатором.

Стабильность НШИ в установившемся режиме и при условии соблюдения правил эксплуатации составляет величину около 0,1 К за восемь часов работы.

• 8.6.2 Нестабильность приемника определять при внешней температуре плюс 20 °C за время 120 минут и 18 часов.

За этот период времени определить максимальную разность ДТ_Я значений РЯТ НШИ при Г_я= 324 К, измеренных приемником поверяемого профилемера МТР-5, по формуле

ДТ_я=Т_л^тах-ТГ,                             (12)

где      и Т"¹'" “ максимальное и минимальное значение РЯТ НШИ, измеренные

приемником за время Г.

• 8.6.3 Определить относительную нестабильность коэффициента передачи приемника ЗТ_Я, в %, за 20 минут и 18 часов по формуле

57>y^l00.                          (13)

• 8.6.4 Результаты поверки считать положительными, если значения 8Т_Я находятся в пределах ±0,5 %.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.7.1 Определить по градуировочной характеристике приемника (рисунок 3) в диапазоне РЯТ от 224 до 324 К максимальное значение ДГ*_ах по формуле

ДГ1=тах|Г;'-Г,"|.                          (14)

• 8.7.2 Значение нелинейности градуировочной характеристики приемника 8Т_И, в %, определить по формуле

^„=тах(^)-100.                    (15)

• 8.7.3 Результаты поверки считать положительными, если значение 8Т_И в диапазоне РЯТ от 224 до 324 К находятся в пределах ±5 %.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.8.1 Для определения доверительных границ абсолютной погрешности измерений радиояркостной температуры (далее - РЯТ) профилемером собрать схему для проведения испытаний, приведенную на рисунке 4.

Профилемер (1) установить вертикально на площадке, находящейся выше уровня земли на высоте >15 м. Плоскость сканирования в этом случае горизонтальна. В секторе углов сканирования не должны попадать посторонние предметы.

Внешний температурный датчик профилемера установить в соответствии с рекомендациями РЭ.

Провести калибровку профилемера в штатном режиме по внешнему температурному датчику и РЯТ атмосферы, измеряемой под углом 0-0°.

• 8.8.2 Выполнить измерения РЯТ эталонного НШИ (2), установленного вплотную к радиопрозрачному окну профилемера. При этом, апертура НШИ с блендой (3) должна полностью перекрывать диаграмму направленности антенной системы профилемера при угле 0 сканера 90° (рисунок 4а).

Измерения выполнить для трех, предварительно измеренных компаратором эталона, значений РЯТ Т^э_я НШИ 100: 233,15 К (минус 40 °C), 273,15 К (0 °C), 313,15 К (плюс 40 °C).

• 8.8.3 Выполнить измерения РЯТ атмосферы Т_А(6>) в горизонтальной плоскости сканирования (рисунок 46).

• 8.8.4 Определить систематическую составляющую погрешности измерений РЯТ атмосферы, обусловленную неравномерностью характеристик угловых каналов по формуле

где Т_я™ ) и     (6^) — максимальное и минимальное значения измеренной РЯТ,

полученные для углов сканирования $ и З_к в горизонтальной плоскости.

а)

1 - испытуемый профилемер;

Рисунок 4

• 8.8.5 Вычислить составляющую систематической погрешности, обусловленную погрешностью измерений РЯТ эталонной меры по формуле

ДГ₂=^-7^,                             (16)

ЕМ'Э

где Т_я = -^-------;

И

Т_я (t,) - РЯТ эталонного НШИ, измеренная профилемером в различные моменты времени, п > 10;

Т_я - предварительно измеренные компаратором значения РЯТ эталонного НШИ.

• 8.8.6 Вычислить среднее квадратическое отклонение результата измерений РЯТ профилемером по формуле

И" "■(»-■)                      ^<17)

• 8.8.7 Вычислить границу неисключенной систематической погрешности по формуле

ДТ" =А:-7(ДГ₁)²+(ДГ₂)²      ,                  (18)

где к = 1,1 при доверительной вероятности Р = 0,95.

\Т^И

• 8.8.8 При —— <0,8, доверительные границы абсолютной погрешности измерений РЯТ

Sj-

\Т_И определить формуле

\Т_Я = е_т = m_s-S_r,                               (19)

где для Р = 0,95 и п =10, m_s = 2,262.

При —— >8, доверительные границы абсолютной погрешности измерений РЯТ определить формуле

ДТ„ = ДТ" .                                      (20)

• 8.8.9 В случае, если неравенства п. 8.8.11 не выполняются, то доверительные границы погрешности измерений РЯТ профилемером вычислить по формуле:

(21) s_T + AT?

Д7]²+ДГ₂² ’

3

• 8.8.10 Результаты поверки считать положительными, если в диапазоне измерений РЯТ от 224 до 324 К значения Л7\ находятся в пределах ±1,2 К.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.9.1 Амплитудно-частотная характеристика (далее - АЧХ) приемника определяет зависимость выходного сигнала приемника V от частоты f при подаче на вход приемника перестраиваемого по частоте узкополосного излучения постоянной мощности.

Для определения АЧХ приемника собрать установку в соответствии с рисунком 5.

3

2 — направленный ответвитель

4, 5 — измерительные аттенюаторы ДЗ-38

1 — генератор сигналов Г4-142;

3 — измеритель мощности;

• 6 — рупорная антенна из состава УВТ 96-А-2000

• 7 — радиопоглощающий экран ;     8 — поверяемый профилемер МТР-5

Рисунок 5

• 8.9.2 Последовательность выполнения операций при измерении АЧХ:

• — аттенюаторы 4, 5 закрыть;

• — включить и прогреть генератор 1, ваттметр 3 и профилемер МТР-5;

• — установить на генераторе 1 частоту /₀ =56,6 ГГц;

• — постепенно открывать аттенюаторы до появления на экране ПК сигнала;

• — увеличивая с помощью аттенюаторов уровень входного сигнала, определить максимальное значение выходного сигнала U_max профилемера МТР-5, соответствующее началу режима насыщения приемника профилемера МТР-5;

• — с помощью аттенюаторов 4, 5 установить уровень сигнала приемника U_fQ = 0,5*t/_max, записать в протокол испытаний значения ослаблений £⁴_/0 и L⁵_/Q аттенюаторов 4, 5 и уровень мощности Р_о, регистрируемой измерителем мощности 3;

• — перестроить генератор 1 на частоту /j = /₀ + А/, Д/= 50 МГц, регулятором мощности генератора 1 установить мощность на входе измерителя мощности 3, равную P_Q;

• — с помощью аттенюатора 4 установить на экране ПК сигнал U _л = 7/_/0, зафиксировать

в рабочем журнале разность ослаблений D_fx = L_f0 -   ;

• — перестроить генератор 1 на частоту /₂ = / +   , регулятором мощности генератора 1

снова установить мощность на входе измерителя мощности 3, равную Р_о, аттенюатором установить на экране ПК сигнал U_f2 = U_/0, зафиксировать в рабочем журнале значение Z)_/2 = Z_/o - L_f2 в протокол испытаний;

— последовательно выполнить измерения D_fi на частотах / = /₀ + z • 4/ и /_у =         .

Измерения закончить при достижении D_fl значения (60 - 65) дБ.

• 8.9.3 На основании полученных результатов измерений построить график АЧХ. По полученному графику вычислить ширину АЧХ на уровне минус 10 дБ.

• 8.9.4 Результаты поверки считать положительным, если ширина АЧХ по уровню минус 10 дБ не более 0,6 ГГц.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.10.1 Определение ширины диаграммы направленности (далее - ДН) выполнять на частоте 56,6 ГГц с помощью государственного эталона единицы коэффициента усиления (эффективной площади) направленных антенн с размером апертуры до 40 см УВТ 96-А-2000. (далее - УВТ 96-А-2000).

• 8.10.2 Собрать установку для проведения измерений, приведенную на рисунке 6 (страница 17).

• 8.10.3 Последовательно выполнить следующие операции:

• — установить измерительный блок 7 профилемера на ОПУ УВТ 96-А-2000;

• — апертуру А антенной системы профилемера при 0 =0° установить в центре рабочей зоны радиоколлиматора УВТ 96-А-2000, остальной участок измерительного блока 7 закрыть радиопоглощающим материалом 9.

• 8.10.4 Включить средства измерений, включить СВЧ мощность генератора сигналов.

Юстировкой и аттенюатором 4 добиться максимального сигнала 17₀ приемной системы профилемера.

Аттенюатором 4 установить уровень сигнала U = 0,5*U_Q, Зафиксировать в рабочем журнале значения ослабления аттенюатора 4, соответствующие углу 0 = 0°.

• 8.10.5 Смещая ОПУ УВТ 96-А-2000 с измерительным блоком на угол 0 =15° с шагом 0,5° сначала вправо от направления 0 =0°, затем влево, измерить ДН в азимутальной (£ -плоскости) и вертикальной (Н - плоскости) плоскостях.

После каждого смещения профилемера МТР-5 на угол &0 =0,5° сигнал приемника аттенюатором 4 снова устанавливать равным U_Q.

• 8.10.6 Результаты поверки считать положительными, если ширина ДН в Е и Н плоскостях на уровне минус 3 дБ не превышает 3°.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

9

генераторное опорно-поворотное устройство

5 — рупорный облучатель 7 — измерительный блок профилемера МТР-5

9-РПМ

1 — генератор сигналов;

3 — вентиль; 4 — измерительный аттенюатор;

6 — зеркало коллиматора;

8 — опорно-повортотное устройство (далее - ОПУ) УВТ 96-А-2000;

Рисунок 6

• 8.11 Определение доверительных границ (при доверительной вероятности Р = 0,95) абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры атмосферы профилемером МТР-5

• 8.11.1 Измерения для определения доверительных границ абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры атмосферы при доверительной вероятности Р = 0,95 выполнять путем сравнения профилей температуры атмосферы, измеренных в одно и то же время, в одном и том же месте, профилемером и контактными датчиками температуры радиозонда на разных высотных уровнях.

• 8.11.2 Для сравнения использовать данные радиозондирования аэрологических станций наблюдений сети Росгидромета.

Для измерений испытуемый профилемер установить в соответствии с РЭ на расстоянии (50 - 500) м от места выпуска радиозонда.

• 8.11.3 Сравнения выполнять по выборке не менее чем по десяти измеренным профилям температуры в условиях адиабатического процесса до высоты не выше 2 км.

• 8.11.4 Разности температуры между измеренной контактным датчиком радиозонда и температуры измеренной профилемером для каждого высотного уровня j образует массив данных погрешностей ЛТу, где i - номер разности.

Для расчета разности температур, для каждого высотного уровня H_t, на котором измерена температура контактным датчиком радиозонда, выбирают значение температуры, полученное профилемером для ближайшего высотного уровня и в ближайшее время.

Для определения температуры измеренной профилемером на заданном высотном уровне применяется линейная аппроксимация температуры, полученной профилемером по двум высотным уровням, расположенным выше и ниже высотного уровня, на котором получены данные измерений контактным датчиком.

• 8.11.5  Систематическую составляющую абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры в j-м слое атмосферы определить по формуле

(22)

где N - число измеренных профилей температуры атмосферы.

• 8.11.6 Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности измерений температуры j слоя Sj, определить по формуле

■ <^2з>

• 8.11.7 Доверительные границы е₇ случайной погрешности измерений температуры j слоя вычислить по формуле

= m_s ■ Sj,                                              (24)

где m_s - коэффициент Стьюдента, для п = 10 и Р = 0,95 m_s = 2,26.

• 8.11.8 Границу НСП 0_Х оценки измеряемой величины температуры j слоя оценить по формуле

@_j=kT_cj+M'_J^p\                            (25)

где ДГ]’³  - доверительные границы (Р =  0,95) погрешности измерений

термодинамической температуры j слоя атмосферы радиозондом.

• 8.11.9 Доверительные границы погрешности измеряемой профилемером температуры j слоя атмосферы (Р=0,95) вычислить по формуле:

(26)

2 1 2

+-0_у , К - коэффициент, зависящий от соотношения случайной

составляющей погрешности Sj и НСП Oj, определяемый по формуле

(27)

• 8.11.10 Результаты поверки считать положительными, если в диапазоне высот от 0 до 1000 м в каждом j слое атмосферы значения ДТ. < 2,5 °C.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.12.1 Определение диапазона и относительной погрешности определения высоты 3Hj, измеряемых слоев атмосферы профилемером МТР-5, проводить в ходе поверки по п. 8.12.

• 8.12.2 Относительную погрешность 3H_Jt в %, определения высоты слоя атмосферы Hj определить по формуле

  

  Д7)-100

  (28)

. rr, I гг, МТР гг РЗ I                                                                                                   ,

где Kij = | Tj - Tj | — средняя разность температур, измеренных профилемером МТР-5 (Tj^MTP) и радиозондом (Т^РЗ) в одно и то же время на одной высоте Н_};

— МТР

Tj-X

измеренного профилемером МТР-5;

л; мтр л; мтр

Tj , Тj-\    — средние значения термодинамической температуры слоя j и

примыкающего к нему нижнего слоя (j~l).

• 8.12.3 Результаты поверки считать положительными, если в диапазоне высот от 0 до 1000 м значения dHjнаходятся в пределах ±25 %.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 9.1 Профилемер МТР-5 признается годным, если в ходе поверки все результаты положительные.

• 9.2 На профилемер МТР-5, который признан годным, выдает выдается Свидетельство о поверке по установленной форме.

Знак поверки наносить в виде наклейки или оттиска клейма поверителя на свидетельство о поверке.

• 9.3 Профилемер МТР-5, имеющий отрицательные результаты поверки в обращение не допускается, и на него выдается Извещение о непригодности к применению с указанием причин забракования.

Начальник НИО-2 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник лаборатории 205 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Старший научный сотрудник лаборатории 205 ФГУП «ВНИИФТРИ

Юрчук

19