Методика поверки «ГСИ. Осциллографы цифровые UXR0104A, UXR0134A, UXR0164A, UXR0204A, UXR0254A, UXR0334A, UXR0402A, UXR0404A, UXR0502A, UXR0504A, UXR0592A, UXR0594A» (UXR-20-01 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора-заместитель по научной работе ФГУП«ВНИИФТРИ»

Государственная система обеспечения единства измерений

Осциллографы цифровые

UXR0104A, UXR0134A, UXR0164A, UXR0204A,

UXR0254A, UXR0334A, UXR0402A, UXR0404A,

UXR0502A, UXR0504A, UXR0592A, UXR0594A

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

UXR-20-01 МП

р.п. Менделеево 2020 г.

Вводная часть

Операции поверки

Средства поверки

Требования к квалификации поверителей

Требования безопасности

Условия поверки

Подготовка к проведению поверки

Проведение поверки

• 8.1   Внешний осмотр

• 8.2  Идентификация программного обеспечения

• 8.3   Опробование

• 8.4  Определение относительной погрешности коэффициента отклонения

• 8.5   Определение абсолютной погрешности установки смещения

• 8.6   Определение верхней граничной частоты полосы пропускания

7 Определение относительной погрешности установки частоты внутреннего опорного генератора

Оформление результатов поверки

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок осциллографов цифровых UXR0104A, UXR0134A, UXR0164A, UXR0204A, UXR0254A, UXR0334A, UXR0402A, UXR0404A, UXR0502A, UXR0504A, UXR0592A, UXR0594A (далее - осциллографы серии UXR), изготавливаемых компанией «Keysight Technologies Malaysia Sdn. Bhd.», Малайзия.

• 1.2 Первичной поверке подлежат осциллографы цифровые серии UXR до ввода в эксплуатацию и после ремонта.

Периодической поверке подлежат осциллографы цифровые серии UXR, находящиеся в эксплуатации и на хранении.

• 1.3 Интервал между поверками 1 год.

• 2.1 При проведении поверки осциллографов цифровых серии UXR должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

• 2.2 Допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов или меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений, которые используются при эксплуатации по соответствующим пунктам настоящей методики поверки для осциллографов цифровых серии UXR.

Соответствующая запись должна быть сделана в эксплуатационных документах и свидетельстве о поверке на основании решения эксплуатирующей организации.

• 3.1 При проведении поверки осциллографов цифровых серии UXR должны быть применены средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.2 Допускается использовать аналогичные средства поверки, которые обеспечат измерение соответствующих параметров с требуемой точностью.

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

• 4.1  Поверка должна осуществляться лицами со среднетехническим или высшим техническим образованием, аттестованными в качестве поверителей в области радиотехнических измерений в установленном порядке и имеющим квалификационную группу электробезопасности не ниже второй.

• 4.2 Перед проведением поверки поверитель должен предварительно ознакомиться с документом «Осциллографы цифровые серии UXR. Руководство по эксплуатации» (далее UXR РЭ).

• 5.1  При проведении поверки необходимо соблюдать требования безопасности, регламентируемые Межотраслевыми правилами по охране труда (правила безопасности) ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00, а также требования безопасности, приведённые в эксплуатационной документации на осциллографы серии UXR и средства поверки.

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

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

• - атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)

  от 84 до 106,7 (от 630 до 800); от 198 до 242;

  от 49.5 до 50.5.

• - напряжение сети. В

• - частота сети, Гц

• 7.1 Перед проведениехМ поверки необходимо произвести подготовительные работы, оговоренные в руководстве по эксплуатации на осциллографы серии UXR и на применяемые средства поверки.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

Внешний осмотр осциллографа проводить визуально без вскрытия, при этом необходимо проверить:

• - комплектность, маркировку и пломбировку’ на соответствие UXR РЭ;

• - целостность и чистоту разъемов входных и выходных сигналов. USB, VGA. DisplayPort, LAN и питания;

• - целостность пломбировки;

• - отсутствие видимых повреждений, влияющих на работоспособность осциллографа серии UXR.

Результат внешнего осмотра считать положительным, если:

• - комплект поставки, маркировка и пломбировка соответствуют документу UXR РЭ;

• - разъемы входных и выходных сигналов, USB, VGA, DisplayPort, LAN и питания целы и чисты;

• - отсутствуют видимые повреждения, влияющие на работоспособность осциллографа серии UXR.

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

• 8.2.1 Идентификационное наименование и номер версии ПО осциллографа отображаются на экране прибора при нажатии клавиши "HELP" и выбора закладки "About Infiniium ".

• 8.2.2 Идентификационное наименование и номер версии ПО должны соответствовать данным, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

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

• 8.3.1 Подготовить осциллограф к работе в соответствии с UXR РЭ. В процессе загрузки осциллографа проверить отсутствие сообщений о неисправности, а также работоспособность экрана осциллографа, режимы изменения коэффициентов отклонения и развертки, диапазон перемещения линии развертки по вертикали.

• 8.3.2 Собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 1, подавая сигнал генератора 8257D на вход канала «1» поверяемого осциллографа.

  

  Рисунок 1

• 8.3.3 Установить на генераторе 8257D режим генерирования синусоидального сигнала с амплитудой 200 мВ и частотой 100 кГц. На осциллографе нажать кнопку AutoSet.

• 8.3.4 Уменьшая значение коэффициента развертки осциллографа, наблюдать увеличение амплитуды синусоидального сигнала на экране осциллографа. Увеличивая значение коэффициента отклонения осциллографа, наблюдать уменьшение амплитуды синусоидального сигнала на экране осциллографа.

• 8.3.5 Повторить измерения по п.п. 8.3.2 - 8.3.4 ПИ. подавая сигнал с генератора на входы «2», «3» и «4» каналов поверяемого осциллографа.

• 8.3.6 Результаты поверки считать положительными, если на экране поверяемого осциллографа наблюдается синусоидальный сигнал амплитудой 200 мВ и частотой 100 кГц, органы управления работают исправно.

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

• 8.4.1 Собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 2, подключая приборы через адаптеры к тройнику:

• - выход встроенного калибратора "Cal Out" с помощью измерительного кабеля BNC(B)-BNC(B) через адаптеры BNC(P)-SMA(B), 3,5(Р)-3,5(Р);

• - вход канала «1» осциллографа через адаптеры BNC(P)-SMA(B), 3,5(Р)-2.4(Р);

• - вход мультиметра через адаптер BNC(P)-dual banana и измерительный кабель BNC(B)-BNC(B).

Установить начальные настройки осциллографа нажатием на кн. «Default Setup», установить мультиметр в режим измерения напряжения постоянного тока.

BNC(B)-BNC(B)

Адаптер

BNC(P)-<iual banana

Рисунок 2

• 8.4.2 Сбросить все настройки осциллографа до начальных нажатием на кнопку «Default Setup».

• 8.4.3 Открыть окно настроек сбора данных, выбрав пункт меню «Setup»—>«Acquisition» главного окна программы Infiniium. Включить усреднение и установить количество усредняемых отсчетов («# of Average») равным 256 (см. рис. 3).

  Sampling Mode ---------------■. О Real Time ; ф Segmented	, Acquisition Mode — О Normal В Peak Detect ф High Resolution 1 Automatic
  C Sin(x)/x Interpolation ---------s Auto                V
  " - -- - - —- .
  .-Averaging -------------------- Q Enabled # of Averages П256                 [V'r A~i	Bandwidth Limit...
  	Display Status В Enabled
  Sampling Rale--------- О Automatic ф Manual
  1 [128.0 GSa/s        ~ "
  Memory Depth ---------------. О Automatic В Manual
  |p?096 kpts

Рисунок 3

• 8.4.4 Открыть окно настроек встроенного калибратора, выбрав пункт меню «Utilities»—^«Calibration Output» главного окна программы Infiniium. В выпадающем списке параметра «Signal Output» выбрать «DC» (см. рис. 4).

  

Рисунок 4

• 8.4.5 Включить канал «1» осциллографа и войти в режим измерения среднего значения напряжения, выбрав пункт меню «Measure/Mark»—>«Add Measurement».

• 8.4.6 Установить коэффициент отклонения 10 мВ/дел, затем задать в соответствии с таблицей 3 напряжение на выходе калибратора («Level»). Записать показания мультиметра и измеренное осциллографом среднее значение напряжения.

Таблица 3

* - только для моделей UXR0104A, UXR0134A, UXR0164A,

UXR0204A, UXR0254A, UXR0334A

• 8.4.7 Повторить действия п. 8.4.6 для остальных значений коэффициента отклонения таблицы 3.

• 8.4.8 Повторить операции п.п. 8.4.4-8.4.7 для каналов 2-4, подключая выход калибратора ко входам «2», «3» и «4» каналов осциллографа.

• 8.4.9 Определить относительную погрешность коэффициента отклонения осциллографа по формулам (1-3):

  3 Коткл

  КК10Л Кзтр

  ^пол^- ^отр

  К^пол К>тр

  ^пол^- ^отр

  X JZ — 11 ^пол Ихгр

  ^0лоткл “ I 7

  Ь\^ипол ^иотр

  • 75 % (при Коткл < 500 мВ/дел)

  • 60 % (при Котк.1 = 500 мВ/дел)

  ■) - 1] • 30 % (при К<

  '/

  ■отк.1^— 1 В/дел)

  (1)

  (2)

  (3)

где ЗКоткл - относительная погрешность установки коэффициента отклонения;

V_no.i (V_0Tp)  -  измеренное  осциллографом  значение  напряжения  положительной

(отрицательной) полярности;

и_Пол (U_0Tp)  -  измеренное  мультиметром  значение  напряжения  положительной

(отрицательной) полярности.где 3K_0TOi - относительная погрешность установки коэффициента отклонения;

• 8.4.10 Результаты поверки считать положительными, если полученные по формулам (1, 2) значения относительной погрешности коэффициента отклонения находятся в пределах:

- ±2 % для моделей UXR0502A, UXR0592A, UXR0404A, UXR0504A, UXR0594A;

-±1,5% для моделей UXR0104A, UXR0134A, UXR0164A, UXR0204A, UXR0254A, UXR0334A.

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

• 8.5.1 Сбросить все настройки осциллографа до начальных нажатием на кнопку «Default Setup».

• 8.5.2 Открыть окно настроек сбора данных, выбрав пункт меню «Setup»—^«Acquisition» главного окна программы Infiniium. Включить усреднение и установить количество усредняемых отсчетов («# of Average») равным 256.

• 8.5.3 Включить 1-й канал осциллографа (и выключить все остальные), используя кнопки блока выбора и настройки каналов. Подсоединить к входу 1-го канала согласованную нагрузку 50 Ом. Включить измерение среднего значения напряжения, выбрав пункт меню «Measure/Mark»—>«Add Measurement» для 1-го канала осциллографа.

• 8.5.4 Устанавливать коэффициенты отклонения в соответствии с таблицей 4 и измерять осциллографом среднее значение шума (У_ш).

Таблица 4

UXR0204A, UXR0254A, UXR0334A

• 8.5.5 Результаты поверки считать положительными, если среднее значение шума (У_ш), измеренное осциллографом, находится в указанных в таблице 4 пределах (У_ш._Доп).

• 8.5.6 Отсоединить от входа 1-го канала согласованную нагрузку 50 Ом и собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 2. Установить мультиметр в режим измерения напряжения постоянного тока.

• 8.5.7  Открыть окно настроек встроенного калибратора, выбрав пункт меню «Utilities»—>«Calibration Output» главного окна программы Infiniium. В выпадающем списке параметра «Signal Output» выбрать «DC».

• 8.5.8 Далее задавать смещение из таблицы 5 (сначала из 2-го, затем из 3-го столбца), после равное ему напряжение калибратора («Level») и соответствующий им коэффициент отклонения. Затем записывать показания мультиметра и измеренные осциллографом средние значения напряжения.

Таблица 5

Uo - измеренное мультиметром значение напряжения при нулевом смещении;

У пол (Уотр)  -  измеренное  осциллографом  значение  напряжения  положительной

(отрицательной) полярности;

и_Пол (Потр)  -  измеренное  мультиметром  значение  напряжения  положительной

(отрицательной) полярности.

• 8.5.12  Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности установки смещения находятся в пределах, указанных в таблице 5.

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

• 8.6.1 Собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 5, подключая делитель мощности 11667С через адаптеры к СИ:

• - к входу измерительного ваттметра N1914А с преобразователем U8489A;

• - к выходу генератора E8257D через адаптер 1.85(Р)-1.85(Р), высокочастотный кабель 1,85(В)-1,85(B) и адаптер 1,85(Р)-1,85(Р);

• - к входу канала «1» осциллографа через адаптер 1.85(Р)-1.85(Р).

  Адаптер	Кабель высокочастотный	Адаптер		Генератор
  1,85(Р)-1,85(Р)	1,85(B)-1,85(B)	1,85(Р)-1,85(Р)		E8257D

  

Рисунок 5

• 8.6.2 Сбросить все настройки осциллографа до начальных нажатием на кнопку «Default Setup».

• 8.6.3 Открыть окно настроек сбора данных, выбрав пункт меню «Setup»—►«Acquisition» главного окна программы Infiniium. Включить усреднение и установить количество усредняемых отсчетов («# of Average») равным 256.

• 8.6.4 Включить 1-й канал осциллографа (и выключить все остальные), используя кнопки блока выбора и настройки каналов. Включить измерение среднеквадратического значения напряжения в единицах [дБм], выбрав пункт меню «Measure/Mark»—>«Add Measurement» для 1-го канала осциллографа (см. рис. 6).

Source

I                __ —

Channel 1               V

Measurement

Time

Vertical

Clock

Overshoot

Data

r Setup —-----------------

Рисунок 6

• 8.6.5 Установить коэффициент отклонения 10 мВ/дел.

• 8.6.6 Установить на генераторе режим воспроизведения синусоидального сигнала с амплитудой 0 дБм и частотой 50 МГц, включить режим генерации. Изменить амплитуду выходного сигнала генератора так, чтобы полный размах отображаемой осциллографом синусоиды занимал 4 деления. Записать измеренное ваттметром значение мощности сигнала Рвт.мин и среднеквадратическое значение напряжения Росимин, измеренное осциллографом. Выключить режим генерации.

• 8.6.7 Установить частоту сигнала генератора, равную верхней граничной частоте полосы пропускания испытуемого осциллографа (Fb), в соответствии с таблицей 6.

Таблица 6

Включить режим генерации и изменить амплитуду выходного сигнала генератора так, чтобы полный размах отображаемой осциллографом синусоиды занимал 4 деления. Записать измеренное ваттметром значение мощности сигнала Рвт.макс и среднеквадратическое значение напряжения Росц.макс, измеренное осциллографом. Выключить режим генерации.

• 8.6.8 Повторить п.п. 8.6.6-8.6.7, устанавливая следующие коэффициенты отклонения: 20 мВ/дел, 50 мВ/дел, 100 мВ/дел, 200 мВ/дел, 500 мВ/дел и 1 В/дел (только для моделей UXR0104A, UXR0134A, UXR0164A, UXR0204A, UXR0254A, UXR0334A).

8.6.8. Повторить операции п.п. 8.6.1-8.6.8 для каналов 2-4, подключая выход генератора ко входам «2», «3», «4» каналов осциллографа.

Рвт.мин - измеренное ваттметром значение мощности синусоидального сигнала частотой 50 МГц;

Рвт макс- измеренное ваттметром значение мощности синусоидального сигнала частотой Fb.

• 8.6.10 Результаты поверки считать положительными, если рассчитанные значения ослабления синусоидального сигнала на верхней граничной частоте полосы пропускания испытуемого осциллографа (Fb) находятся в пределах ±3 дБ.

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

• 8.7.1 Собрать измерительную схему, подключая выход генератора E8257D ко входу канала «1» осциллографа. Подключить выход сигнала «10 MHz» стандарта частоты FS725 к входу внешней синхронизации генератора E8257D «10 MHz IN».

• 8.7.2 Сбросить все настройки осциллографа до начальных нажатием на кнопку «Default Setup» и произвести калибровку временной шкалы осциллографа в соответствии с руководством по эксплуатации UXR РЭ (см. раздел «Испытание на определение погрешности шкалы времени (TSA)», стр. 94).

• 8.7.3 Открыть окно настроек сбора данных, выбрав пункт меню «Setup»—>«Acquisition» главного окна программы Infiniium. Установить частоту дискретизации 1 МГц.

• 8.7.4 Включить 1-й канал осциллографа (и выключить все остальные), используя кнопки блока выбора и настройки каналов. Включить измерение частоты, выбрав пункт меню «Measure/Mark»—>«Add Measurement» для 1-го канала осциллографа. Открыть окно настроек измерения, выбрав в его контекстном меню пункт «Edit Measurement». В окне настроек нажать на кнопку «Thresholds». В появившемся окне выбрать для параметра «Thresholds» из выпадающего списка тип «Custom: threshold +/- hysteresis», установить параметр «Hysteresis» равным ±20 мВ и параметр «Threshold» (из блока «Custom Thresholds») равным 0 В (см. рис. 7).

Measurement Thresholds                             Ф ? X

General Rise/Fall Protocols without Cock Recovery

Geneial Purpose Thresholds apply to everythnuj except protocols that don’t use clock recovery (such as I2C and SPI) and rise/fall time measurements

Thresholds Apply To

О All Waveforms

Ф Individual Waveforms

Thresholds

^Custom: threshold +/ hysteresis V

Custom Thresholds

Hysteresis

+/-20.0000 mV       v A

Threshold

0.0 V                V A

• 8.6.10 Результаты поверки считать положительными, если рассчитанные значения ослабления синусоидального сигнала на верхней граничной частоте полосы пропускания испытуемого осциллографа (Fb) находятся в пределах ±3 дБ.

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

• 8.7.1 Собрать измерительную схему, подключая выход генератора Agilent E8257D ко входу канала «1» осциллографа. Подключить выход сигнала «10 MHz» стандарта частоты FS725 к входу внешней синхронизации генератора Agilent E8257D «10 MHz IN».

• 8.7.2 Сбросить все настройки осциллографа до начальных нажатием на кнопку «Default Setup» и произвести калибровку временной шкалы осциллографа в соответствии с руководством по эксплуатации UXR РЭ (см. раздел «Испытание на определение погрешности шкалы времени (TSA)», стр. 94).

• 8.7.3 Открыть окно настроек сбора данных, выбрав пункт меню «Setup»—>«Acquisition» главного окна программы Infiniium. Установить частоту дискретизации 1 МГц.

• 8.7.4 Включить 1-й канал осциллографа (и выключить все остальные), используя кнопки блока выбора и настройки каналов. Включить измерение частоты, выбрав пункт меню «Measure/Mark»—*«Add Measurement» для 1-го канала осциллографа. Открыть окно настроек измерения, выбрав в его контекстном меню пункт «Edit Measurement». В окне настроек нажать на кнопку «Thresholds». В появившемся окне выбрать для параметра «Thresholds» из выпадающего списка тип «Custom: threshold +/- hysteresis», установить параметр «Hysteresis» равным ±20 мВ и параметр «Threshold» (из блока «Custom Thresholds») равным 0 В (см. рис. 7).

Measurement Thresholds

General | Rise/Fa 11 | Protocols without Clock Recovery

! General Purpose Thresholds apply to everything except protocols

• that don't use dock recovery (such as I2C and SPI) and nse/fall

[ time measurements_________________________________________I

C Thresholds Apply To -------------------------------------------ч

О ^A|l Waveforms

ф Individual Waveforms

Thr esh ol ds__

if Custom: threshold +/- hysteresis И

_t- Custom Thresholds ----------->

• 8.7.5 Установить коэффициент отклонения равным 100 мВ/дел и коэффициент развертки равным 20 мс/дел. Установить на генераторе режим внешней синхронизации от стандарта частоты FS725 с воспроизведением синусоидального сигнала с размахом 600 мВ, частотой f_c = 10,000020 МГц. Включить режим генерации.

• 8.7.6 Записать измеренное значение частоты сигнала f_H3M. Выключить режим генерации.

• 8.7.7 Рассчитать относительную погрешность установки частоты внутреннего опорного генератора (8f₀) по формуле (7):

  6f₀ = 2 • 10"⁶

  //изм - 20Гц\

  \ 20Гц )

  (7)

где 5f₀ - относительная погрешность установки частоты внутреннего опорного генератора; f_ra._M - измеренное осциллографом значение частоты сигнала.

• 8.7.8  Результаты поверки считать положительными, если рассчитанное значение относительной погрешности установки частоты внутреннего опорного генератора не превышает:

±1,25-10‘⁷ в первый год после производства;

±0,55 -10'⁷ во второй и последующие годы после производства.

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

• 9.1 Поверяемый осциллограф признается годным, если в ходе поверки все результаты поверки положительные.

• 9.2 На поверяемый осциллограф, который признан годным, выдается свидетельство о поверке установленной формы.

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

• 9.3 При отрицательных результатах поверки осциллограф к применению не допускается и на него выдается извещение о непригодности с указанием причин забракования.

  
  

  Клеопин

  Селин

Начальник НИО-1

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник отдела 14

ФГУП «ВНИИФТРИ»

С.н.с. лаборатории 141

ФГУП «ВНИИФТРИ»

¹

УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

²

• 6.1 Поверку осциллографов серии UXR проводить в следующих условиях:

³

• - температура окружающего воздуха, °C               от 18 до 28:

⁴

• - относительная влажность воздуха, % не более         80;