Методика поверки «ГСОЕИ. АНАЛИЗАТОРЫ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЭЛ-4210» (ТПКЦ.411618.001 МП)

Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в г. Санкт-Петербурге и Ленинградской области»

Курляндская ул., 1,г.Санкт-Петербург, 190103

Тел.: (812) 244 62 27,244 12 71.244 62 28 Факс: (812) 2441004

E-mail: Letter@rustesl.spb.ru www.rustest.spb.ru

Заместитель генерального директора

Р. В. Павлов

« ;7^" » мая 2021 г.

ФБУ       -Петербург»

Государственная система обеспечения единства измерений

АНАЛИЗАТОРЫ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЭЛ-4210

Методика поверки

ТПКЦ.411618.001 МП г. Санкт-Петербург 2021 г.

• 1.1 Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверки анализаторов частотных характеристик СИЭЛ-4210 (далее - анализаторы).

• 1.2 Должна быть обеспечена прослеживаемость поверяемых анализаторов к Государственному первичному эталону единицы электрического напряжения (ГЭТ13-01), Государственному первичному специальному эталону единицы электрического напряжения в диапазоне частот (10 - 310 ⁷) Гц (ГЭТ89-2008) и Государственному первичному специальному эталону единицы угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от Г10'² до 210⁷ Гц (ГЭТ61-88).

• 1.3 При проведении поверки анализаторов используются методы сравнения измеряемых величин (напряжений и углов фазового сдвига) с эталонными значениями для средств измерений согласно Государственной поверочной схеме для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы, утвержденной приказом Госстандарта № 3457 от 30.12.2019; Государственной поверочной схеме для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от Г10*¹ до 210⁹ Гц, утвержденной приказом Госстандарта № 1053 от 29.05.2018 и Государственной поверочной схеме для средств измерений угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от Г10*² до 210⁷ Гц, утвержденной приказом Госстандарта № 2882 от 06.12.2019.

• 1.4 Перед проведением поверки необходимо ознакомиться с указаниями, изложенными в руководстве по эксплуатации на анализаторы частотных характеристик СИЭЛ-4210 ТПКЦ.411618.001 ГЭ.

• 2.1 При поверке выполняют операции, представленные в таблице 1 Таблица 1

  Наименование операции	Номер пункта методики	Проведение операции при
  		первичной поверке	периодической поверке
  1 Внешний осмотр средства измерений	7	да	да
  2 Подготовка к поверке и опробование средства измерений	8	да	да
  3 Проверка программного обеспечения	9	да	да
  4 Определение диапазона частот и относительной погрешности установки частоты генератора	10.1	да	да
  5 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения переменного тока генератора	10.2	да	да
  6 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения смещения генератора	10.3	да	да
  7 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений напряжения каналами анализатора	10.4	да	да
  8 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений отношения напряжений между каналами анализатора	10.5	да	да
  9 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений разности фаз каналов анализатора	10.6	да	да
  10 Определение абсолютной погрешности измерения разности фаз каналов анализатора и генератора	10.7	да	да

• 2.2 Допускается (по заявлению владельца анализаторы, в зависимости от его использования по назначению) возможность проведения поверки анализаторов для одной из пар генератор-канал анализатор и, соответственно, для меньшего числа измеряемых величин, а также в ограниченном амплитудном и частотном диапазонах измерений.

Поверку анализаторов следует проводить при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха, °C            20 ± 5;

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

• - напряжение переменного тока, В                  220 ± 22;

• - частота переменного тока, Гц                      50 ± 0,5.

К проведению поверки анализаторов допускаются лица, имеющие высшее или среднее специальное образование, квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3 с напряжением до 1000 В, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электронным измерительно-испытательным оборудованием, и опыт практической работы.

• 5.1 При проведении поверки применяют средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 5.2 Все средства измерений, применяемые при поверке, должны иметь действующую запись о результатах поверки в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений и/или свидетельство о поверке на бумажном носителе (отметки в формулярах или паспортах).

• 5.3 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», а также изложенные в руководстве по эксплуатации на приборы, в технической документации на применяемые при поверке рабочие эталоны и вспомогательное оборудование.

• 7.1 Провести визуальный контроль чистоты и целостности всех соединителей поверяемых анализаторов.

• 7.2 В случае обнаружения посторонних частиц провести чистку соединителей.

• 7.3 Проверить отсутствие механических повреждений, шумов внутри корпуса, обусловленных наличием незакрепленных деталей, следов коррозии металлических деталей и следов воздействия жидкостей или агрессивных паров, целостность лакокрасочных покрытий, сохранность маркировки и пломбировки от несанкционированного вмешательства в виде наклеек из специального материала.

Примечание: к механическим повреждениям относятся глубокие царапины, деформации на рабочих поверхностях центрального или внешнего проводников соединителей, вмятины на корпусе анализаторов, а также другие повреждения, непосредственно влияющие на технические характеристики анализаторов.

• 7.4 Результаты внешнего осмотра анализаторов считать положительными, если:

• - отсутствуют механические повреждения на соединителях и корпусах поверяемых анализаторов;

• - отсутствуют шумы внутри корпусов, обусловленные наличием незакрепленных деталей;

• - отсутствуют следы коррозии металлических деталей и следы воздействия жидкостей или агрессивных паров;

• - лакокрасочные покрытия не повреждены;

• - маркировка, наносимая на поверяемые анализаторы, разборчива;

• - пломбы от несанкционированного вмешательства не нарушены.

• 8.1 Порядок установки анализатора на рабочее место, включения, управления приведены в руководстве по эксплуатации ТПКЦ. 411618.001 РЭ.

• 8.2 Убедиться в выполнении условий проведения поверки.

• 8.3 Выдержать анализатор в условиях проведения поверки не менее одного часа, если он находился в отличных от них условиях.

• 8.4 Собрать схему согласно Рисунку 1. Соединить выход генератора анализатора с измерительными каналами «ВХОД1» и «ВХОД2» анализатора при помощи тестового модуля СИЭЛ-4210Т.

• 8.5 Выдержать анализатор и средства поверки во включенном состоянии в течение времени, указанного в их руководствах по эксплуатации. Опробование заключается в верификации процедуры измерения анализатором АЧХ и ФЧХ.

  • 8.5.1 Установить на генераторе анализатора режим воспроизведения синусоиды, амплитудой 1 В, смещением 0 В, качание частоты в диапазоне от 1 Гц до 1 кГц.

  • 8.5.2 Установить на анализаторе задержку начала анализа в 1 период, число анализируемых колебаний - 10, номер анализируемой гармоники - 1, тип входа анализатора ACDC.

  • 8.5.3 Провести измерение АЧХ и ФЧХ анализатором для 11 точек анализа и зафиксировать результаты измерений в табличной форме.

• 8.6 Результаты опробования считать положительными, если измеренные значения АЧХ тестового модуля находятся в пределах ± 0,2 дБ, а измеренные значения ФЧХ тестового модуля находятся в пределах ± 1° относительно паспортных значений АЧХ и ФЧХ тестового модуля.

  СИЭЛ-4210

  ВХ0Д1 +

  ВХОД 2 +

ВХОД 1 2 ГЕНЕРАТОР £

и I

Рисунок 1

Проверка программного обеспечения заключается в идентификации ПО анализаторов.

Включить анализаторы. Убедиться, что в окне анализаторов «Настройки» отображаются следующие идентификационные данные ПО:

• 10.1 Определение диапазона рабочих частот и относительной погрешности установки частоты генератора.

Собрать схему согласно Рисунку 2. Подключить частотомер универсальный CNT-81 и один из каналов осциллографа TDS1012В к выходу «СИНХР ВЫХОД» генератора, а выход «ГЕНЕРАТОР» генератора к второму каналу осциллографа TDS 1012В и входу мультиметра 34410А или вольтметра В7-43 (в зависимости от установленной частоты сигнала генератора).

Рисунок 2

Установить на генераторе напряжение амплитудой 1 В частотой 10 Гц. Наблюдать на осциллографе сигнал синхронизации (для единицы - не ниже 2,0 В, для нуля - не больше 0,8 В) и сигнал с выхода генератора анализатора.

Повторить процедуру измерения частоты для следующих частот: 0,01; 0,1; 3; 100; 1000, 4000 Гц.

Примечание - на частотах 0,1; 0,01 Гц следует переключить частотомер CNT-81 в режим однократного "SINGLE" измерения периода с перезапуском "RESTART" и вычислять частоту по формуле /_Изм = 1/7язл/, где Т_Изм - период сигнала выхода синхронизации, измеренный частотомером CNT-81.

• 10.2 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения переменного тока генератора

Использовать схему согласно Рисунку 2. Установить на выходе генератора напряжение амплитудой 1,0 В частотой 10 Гц и измерить напряжение мультиметром 34410А. Провести измерения для значений амплитуд напряжения 0,1; 0,5; 5; 10 В на частотах 3; 10; 100; 1000, 4000 Гц. Повторить измерения для значения амплитуды напряжения 1 В на частотах 0,01; 0,1 Гц при помощи вольтметра В7-43.

Примечания

• 1 На частотах 0,1; 0,01 Гц для измерения напряжения допускается использовать мультиметр 34410А в режиме измерения постоянного напряжения (DC) с использованием функции вычисления статистических характеристик измеряемого сигнала (MAX, MIN, SDEV), при этом частоту отсчетов мультиметра 34410А следует выставлять для частоты генератора 0,01 Гц -10NPLC и для частоты генератора 0,1 Гц - 2NPLC.

• 2 Операции по пп. 10.1 и 10.2 для значения напряжения амплитудой 1 В, установленного на выходе генератора, допускается объединять.

• 10.3 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения смещения генератора

Использовать схему согласно Рисунку 2. Установить на выходе генератора амплитуду переменного напряжения 0 В, а значения напряжение смещения последовательно ± 1 В и измерить постоянное напряжение мультиметром 34410А. Провести измерения для значений напряжения смещения ± 0,1; ± 0,5; ± 5; ± 10 В.

• 10.4 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений напряжения каналами анализатора

Собрать схему согласно Рисунку 3. Установить на генераторе AFG3022B по обоим выходам (KI = К2) напряжение переменного тока синусоидальной формы амплитудой 1 В и частотой 10 Гц. С выходов генератора AFG3022B подать сигналы на входы «ВХОД1» и «ВХОД2» анализатора. На анализаторе установить частоту генератора 10 Гц, задержку запуска 0 периодов, номер гармоники 1, количество периодов 2. Провести измерение установленных значений напряжения анализатором и мультиметром 34410А. Наблюдать подаваемые на входы анализатора сигналы при помощи осциллографа TDS1012В. Провести измерения для значений амплитуд напряжения генератора 0,01; 0,05; 0,1; 0,5; 5; 10 В на частотах 0,01; 0,1; 3; 100; 1000, 4000 Гц (на частотах 0,01; 0,1 Гц проводить измерения для значения амплитуды установленного напряжения 1 В вольтметром В7-43).

Рисунок 3

Примечание -На частотах 0,1; 0,01 Гц для измерения напряжения допускается использовать мультиметр 34410А в режиме измерения постоянного напряжения (DC) с использованием функции вычисления статистических характеристик измеряемого сигнала (MAX, MIN, SDEV), при этом частоту отсчетов мультиметра 34410А следует выставлять для частоты генератора 0,01 Гц -10NPLC и для частоты генератора 0,1 Гц - 2NPLC.

• 10.5 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений отношения напряжений каналами анализаторов

Использовать схему согласно Рисунку 3. Устанавливать на генераторе AFG3022B по обоим выходам напряжение переменного тока синусоидальной формы частотой 10 Гц. С выходов генератора AFG3022B подать сигналы на входы «ВХОД1» / «ВХОД2» анализатора амплитудными значениями 10/0,01; 5/0,05; 1,0/0,1; 0,5/0,5; 0,1/1,0; 0,05/5; 0,01/10 В. На анализаторе установить частоту генератора 10 Гц, задержку запуска 0 периодов, номер гармоники 1, количество периодов 2. Провести измерение установленных значений напряжения анализатором и мультиметром 34410А. Наблюдать подаваемые на входы анализатора сигналы при помощи осциллографа TDS1012В. Провести измерения для отношений амплитуд напряжения генератора 10/0,01; 5/0,05; 1,0/0,1; 0,5/0,5; 0,1/1,0; 0,05/5; 0,01/10 В на частотах 0,01; 0,1; 3; 100; 1000, 4000 Гц (на частотах 0,01; 0,1 Гц проводить измерения для отношений амплитуд напряжения генератора 1,0/0,1; 0,5/0,5; 0,1/1,0 В вольтметром В7-43).

• 10.6 Определение абсолютной погрешности измерений разности фаз каналов анализаторов

Использовать схему согласно Рисунку 3. Соединить выходы генератора AFG3022B с измерительными каналами «ВХОД1» и «ВХОД2» анализатора и, параллельно, с входами измерителя разности фаз Ф2-34. Установить на генераторе AFG3022B по обоим выходам (К1=К2) частоту 10 Гц, размах напряжения 2 В. Обнулить показания измерителя разности фаз Ф2-34.

На анализаторе установить частоту генератора 10 Гц, задержку запуска 0 периодов, количество периодов 2, номер гармоники 1. Изменением фазы 1-го канала генератора AFG3022B устанавливать значения разности фаз между 1-м и 2-м каналами генератора 0,00 °, ± 45,00 °, ± 90,00 °, ± 135,00 °, ± 180,00 °. Произвести измерения разности фаз между 1-м и 2-м каналом измерителя

• 10.7 Определение абсолютной погрешности измерения разности фаз каналов анализаторов и генератора

Собрать схему согласно Рисунку 4. Соединить выход генератора анализатора с измерительными каналами «ВХОД1» или «ВХОД2» анализатора при помощи тестового модуля СИЭЛ-4210Т и, параллельно, с входами измерителя разности фаз Ф2-34. Установить на генераторе анализатора частоту 1 Гц, размах напряжения 2 В. Обнулить показания измерителя разности фаз Ф2-34.

ВХОД1 2 ГЕНЕРАТОР ⁰

ГЕНЕРАТОР +

ВХОД1 + ВХОД 2 +

Ф2-34

Рисунок 4

На анализаторе установить задержку запуска 1 период, количество периодов 2, номер гармоники 1. Изменением частоты генератора анализатора в диапазоне ± 90 °от 1 до 1000 Гц устанавливать и производить измерения значения разности фаз между выходом генератора «ГЕНЕРАТОР» и 1-м «ВХОД1» или 2-м «ВХОД2» измерительными каналами анализатора (рп и (рг2 в диапазоне ± 90 °.

• 11.1 Определение диапазона рабочих частот и относительной погрешности установки частоты генератора.

Рассчитать относительную погрешность установки частоты в каждой поверяемой точке по формуле

_s ,_100>/

где '    - измеренная частотомером частота генератора;

Л - установленная (номинальная) частота генератора анализатора.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 3.

Таблица 3

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если относительная погрешность установки частоты не превышает ± 0,02 % в диапазоне частот от 0,01 до 4000 Гц.

• 11.2 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения переменного тока генератора

Определить абсолютную погрешность установки выходного напряжения AU_r в каждой измеряемой точке диапазона по формуле

Л7г=£7-С/_юмз/2,                            (2)

где Низы- СКЗ выходного напряжения генератора, измеренное мультиметром 34410А или вольтметром В7-43, В;

(// -напряжение, установленное на генераторе анализатора, В.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 4.

Таблица 4

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если абсолютная погрешность установки напряжения не превышает ± (1,0 • 10’² • Ur+ 0,01) В.

• 11.3 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения смещения генератора

Определить абсолютную погрешность установки напряжения смещения MJcm в каждой измеряемой точке диапазона по формуле

АUсм ~Ur~ иизм,                           (3)

где иизм- выходное напряжение генератора, измеренное мультиметром 34410А, В;

Ur - напряжение смещения, установленное на генераторе анализатора, В.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 5.

Таблица 5

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если абсолютная погрешность установки напряжения смещения не превышает ± (1,0-10’² • U_r + 0,01) В.

• 11.4 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений напряжения каналами анализаторов

Определить абсолютную погрешность измерений напряжения AU_a в каждой поверяемой точке диапазона по формуле

4U_A=U_A-U_lm^2,                           (4)

где Uа - напряжение измеренное анализатором, В;

иизм - СКЗ выходного напряжения генератора AFG3022B, измеренное мультиметром 34410А (вольтметром В7-43), В.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 6.

Таблица 6

Продолжение таблицы 6

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если абсолютная погрешность измерений напряжения для 1 -го и 2-го канала не превышает ± (1,0 • 10'² U_A + 0,01) В.

• 11.5 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений отношения напряжений каналами анализаторов

Определить абсолютную погрешность измерений отношения напряжений AL_t2 в каждой поверяемой точке диапазона отношения напряжений по формуле

JL_/2 = 20/ogftW,                           (5)

где Ui - измеренное мультиметром 34410А СКЗ выходного напряжения генератора AFG3022B, подаваемое на «ВХОД1», В;

U2 - измеренное мультиметром 34410А СКЗ выходного напряжения генератора AFG3022B, подаваемое на «ВХОД2», В.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 7.

Таблица 7

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если абсолютная погрешность измерений отношения напряжений каналами анализатора не превышает ±0,1 дБ.

• 11.6 Определение абсолютной погрешности измерений разности фаз каналов анализатора разности фаз (рнн, непосредственно, между 1-м и 2-м каналами анализатора (р/2-

Определить абсолютную погрешность измерений разности фаз Дерм в каждой поверяемой точке диапазона по формуле

Д(Р12 = Ф12 ~ <Рн,                                         (6)

где (pi2 - разность фаз, измеренная между 1-ым и 2-ым («ВХОД1», «ВХОД2») измерительными каналами анализатора, °;

(рн - разность фаз, измеренная измерителем разности фаз Ф2-34, °.

Провести измерения для разности фаз между 1-м и 2-м каналами генератора ± 90,00° на частотах 3; 100; 1000, 4000 Гц.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 8.

Таблица 8

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если абсолютная погрешность измерений разности фаз не превышает ± 0,2°.

• 11.7 Определение абсолютной погрешности измерения разности фаз каналов анализатора и генератора

Определить абсолютную погрешность измерений разности фаз каналов анализатора и генератора в каждой поверяемой точке диапазона по формуле

где: (рп - разность фаз, измеренная между выходом генератора «ГЕНЕРАТОР» и z-ым («ВХОД1», «ВХОД2») измерительными каналами анализатора, °;

(рн - разность фаз, измеренная измерителем разности фаз Ф2-34, °.

Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 9.

Таблица 9

Продолжение таблицы 9

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если абсолютная погрешность измерений разности фаз не превышает ± 0,2°.

• 12.1 Результаты измерений, полученные в процессе поверки, заносят в протокол, рекомендуемый приложением к настоящей методики.

• 12.2 Анализаторы, прошедшие поверку с удовлетворительным результатом, признаются годными и допускаются к применению, а на лицевую панель анализатора наносится знак поверки.

• 12.3 При неудовлетворительных результатах поверки анализаторы не допускаются к применению.

• 12.4 Сведения о результатах поверки анализаторов заносятся в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. По заявлению владельца или лица, предоставившего анализаторы на поверку, выдается свидетельство о поверке средств измерений или извещение о непригодности к применению.

Разработчики настоящей методики:

Главный специалист

ООО «СИЭЛ»

Начальник сектора виброакустических измерений

отдела 433 ФБУ «Тест-С.-Петербург»

Приложение ОБРАЗЕЦ ПРОТОКОЛА ПОВЕРКИ

Поверитель:

Место проведения поверки:

Дата проведения поверки:

Средства измерений:

Действительные значения относительной погрешности установки частоты генератора определены в соответствии с п. 10.1 методики поверки и приведены в таблице:

2 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения переменного тока генератора

Действительные значения абсолютной погрешности установки напряжения переменного тока генератора определены в соответствии с п. 10.2 методики поверки и приведены в таблице:

3 Определение диапазона и абсолютной погрешности установки напряжения смещения генератора

Действительные значения абсолютной погрешности установки напряжения смещения генератора определены в соответствии с п. 10.3 методики поверки и приведены в таблице:

4 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений напряжения каналами анализатора

Действительные значения абсолютной погрешности измерений напряжения определены в соответствии с п. 10.4 методики поверки и приведены в таблице:

Продолжение таблицы

Действительные значения абсолютной погрешности измерений отношения напряжений каналами анализатора определены в соответствии с п. 10.5 методики поверки и приведены в таблице:

Действительные значения абсолютной погрешности измерения разности фаз каналов

анализатора определены по п. 10.6 методики поверки и приведены в таблице:

Действительные значения абсолютной погрешности измерения разности фаз каналов

анализатора и генератора определены по п. 10.7 методики поверки и приведены в таблице:

Вывод:

Результаты поверки: положительные

лист 16

листов 16

Анализаторы частотных характеристик СИЭЛ-4210

Методика поверки ТПКЦ.411618.001 МП