Методика поверки «ГСИ. Стандарт частоты и времени 74» (РТ-МП-7164-441-2020)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ II МЕТРОЛОГИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ИСПЫТАНИЙ В Г. МОСКВЕ И МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ» (ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА»)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального директора

А.Д. Меньшиков

«27» июля 2020 г.

ФБУ «Ростест-Москва»

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ 74 Методика поверки

РТ-МП-7164-441-2020

г. Москва 2020 г.

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок стандарта частоты и времени 74 зав. №9012011. Интервал между поверками -12 месяцев.

Перед проведением поверки необходимо ознакомиться с указаниями, изложенными в техническом описании и инструкции по эксплуатации на поверяемый прибор.

• 2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

Продолжение таблицы 1

• 3.1 При проведении поверки стандарта частоты и времени 74 применяют средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Перечень основных и вспомогательных средств поверки

Продолжение таблицы 2

3.2 Вместо указанных в таблице средств поверки разрешается применять другие

аналогичные меры и измерительные приборы, обеспечивающие измерения соответствующих параметров с требуемой погрешностью соотношения эталонной и поверяемой погрешности 1/3.

3.3 Применяемые средства поверки должны быть исправны и поверены, государственный рабочий эталон времени и частоты 2-го разряда аттестован.

При проведении поверки необходимо соблюдать «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и правила охраны труда.

К проведению поверки допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, освоившие работу с стандартом частоты и времени 74 и применяемыми средствами поверки, изучившие настоящую методику.

На рабочем месте должны быть приняты меры по обеспечению защиты от воздействия статического электричества.

Работать с СЧВ-74 необходимо при отсутствии резких изменений температуры окружающей среды. Для исключения сбоев в работе, измерения необходимо производить при отсутствии резких перепадов напряжения питания сети, вызываемых включением и

напряжение питающей сети, В частоты питающей сети, Гц

Подготовку стандарта частоты и времени 74 и средств поверки, перечисленных в таблице 2, проводят в соответствии с требованиями, изложенными в соответствующих эксплуатационных документах.

Убедиться в выполнении условий проведения поверки.

Выдержать средства поверки во включенном состоянии в течение времени, указанного в их руководствах по эксплуатации.

• 7 Проведение поверки

При проведении внешнего осмотра установить соответствие СЧВ-74 следующим требованиям:

• - наличие маркировки, подтверждающей тип и заводской номер;

• - наружная поверхность не должна иметь следов механических повреждений, которые могут влиять на работу прибора и его органов управления;

• - разъемы должны быть чистыми;

• - соединительные провода должны быть исправными;

Результаты выполнения операции считать положительными, если перечисленные требования выполняются.

Прибор, имеющий дефект, бракуется и направляются в ремонт.

Подготовить СЧВ-74 к работе в соответствии с техническим описанием.

Опробование СЧВ-74 для оценки его исправности проводят в соответствии с техническим описанием.

Результаты опробования считать положительными, если после 2-х часов прогрева прибора значение 2-й гармоники не менее 15 делений и выполняются требования п. 7.3.

Для определения периода импульса сигнала на выходе 1 Гц подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 3 и установить в частотомере универсальном CNT-90 с внешней опорной частотой режим измерения периода, открытый вход, порог срабатывания для входного сигнала 0,7 В положительной полярности, сопротивление входа 50 Ом. Провести измерение периода сигнала СЧВ-74 на выходе «S».

Рисунок 1 - Определение периода импульсного сигнала 1 Гц

Подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 2 и измерить период импульсного сигнала.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если период следования импульсного сигнала 1 Гц находится в пределах (1 ± 1 • 10^_6) с.

Подключить приборы согласно рисунку 1 и измерить амплитуду, фронт и длительность импульса.

Результаты первичной поверки по данной операции считать положительными, если измеренное значение амплитуды импульсов не менее 2,5 В; фронт импульса 1 Гц на выходе «S» и «S задержанное» не более 0,03 мкс на нагрузке (50±2) Ом.

Подключить приборы, согласно схеме на рисунке 2.

Установить в частотомере универсальном CNT-90 с внешней опорной частотой режим измерения частоты, открытый вход, порог срабатывания для входного сигнала 0,7 В положительной полярности, сопротивление входа 50 Ом. Провести измерения частоты сигналов (5; 1; 0,1) МГц для каждого из выходов прибора.

Рисунок 2 - Определение значений частот выходных синусоидальных сигналов

5 МГц, 1 МГц, 0,1 МГц

Результаты поверки считать положительными, если измеренное значение частоты соответствует номинальному с абсолютной погрешностью ±1 Гц для сигнала с частотой (5; 1; 0,1) МГц.

Подключить приборы, согласно схеме на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема измерений частот выходных импульсных сигналов

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если полученные значения длительности импульса в пределах от 0,05 до 999999,9 мкс.

Подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 3.

Измерить напряжения на выходах 5 МГц, 1 МГц 0,1 МГц СЧВ-74 прибора цифровым осциллографом GDS-7220E на нагрузке 50±2 Ом

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если полученные значения напряжения выходных сигналов прибора находятся в пределах (1±0,2) В.

Подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема измерений значений относительной разности частот

Включить и прогреть частотомер универсальный CNT-90 (в соответствии с Руководством по эксплуатации на CNT-90) с подключённой внешней частотой в качестве опорной от стандарта частоты и времени водородного Ч1-76А.

Установить в частотомере универсальном CNT-90 режим измерения интервала времени, открытый вход, порог срабатывания для входного сигнала 0,7 В положительной полярности, сопротивление входа 50 Ом.

На входы одного из каналов блока компараторов фазового 47-48 подать сигналы 5 МГц от поверяемого прибора и 5 МГц от стандарта частоты Ч1-76А. Выход компаратора «1 Гц+Д/» подключить к входу "Стоп" частотомера универсального CNT-90, выход "1 Гц" стандарта частоты Ч1-76А к входу «Старт» частотомера универсального CNT-90.

Перед определением основных метрологических характеристик - погрешностей и нестабильностей измеренного значения стандарта частоты после прогрева не менее 2 часов измерить относительную погрешность по частоте при поступлении в поверку (при времени измерения 100 с, числе измерений не менее 4) и записать в протокол полученное значение с указанием значения потенциометра «поле С».

Если полученное значение относительной погрешности по частоте выходит за пределы допуска согласно ТО /описанию типа, то следует произвести вращением ручки «ПОЛЕ С» корректировку частоты СЧВ-74 в соответствие с ТО и после корректировки провести измерения относительной погрешности по частоте выходного сигнала 5 МГц с временем измерения 100 с, числе измерений не менее 4. Результаты измерений записать в протокол с указанием значения потенциометра «поле С».

Результаты поверки считать удовлетворительными, если погрешность по частоте не более ±2 • 10^-11.

• 7.8 Определение среднесуточного относительного изменения частоты Подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 4.

По результатам измерений среднего значения относительной разности частот прибора и стандарта частоты и времени 41-76А за каждый день вычислить среднее относительное изменение частоты за сутки по формуле (1):

i=l

где:

v_cyT — среднее (систематическое) относительное изменение частоты за интервал времени выборки 1 сутки;

у¹ — i-oe относительное отклонение частоты прибора относительно ГРЭВЧ за интервал времени выборки 1 сутки;

п — количество измерений не менее 4.

П >3 СКО _за сутки/^сут ’

где v_cyT - нормированное для стандарта частоты среднее относительное изменение измеренного значения стандарта частоты за сутки;

СКО_за сутки - полученная при измерениях нестабильность измеренного значения стандарта частоты за сутки;

Вычислить СКО за сутки по формуле (1).

Доверительный интервал при Р=0,95 определения среднего относительного изменения измеренного значения стандарта частоты за сутки определить как ^тьюдента-СКО_за сутки-

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если полученное значение относительного изменение частоты выходного сигнала 5 МГц за 1 сут находится в пределах ±2,7-10'¹².

• 7.9 Определение нестабильности частоты выходных синусоидальных сигналов, 1 и 5 МГц (среднеквадратического относительного отклонения) при интервале времени измерения 1 с, 10 с, 100 с, 1 сут.

Подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 4.

Включить и прогреть частотомер универсальный CNT-90 (в соответствии с Руководством по эксплуатации на CNT-90) с подключённой внешней частотой в качестве опорной от стандарта частоты и времени водородного Ч1-76А.

Установить в частотомере универсальном CNT-90 режим измерения интервала времени, открытый вход, порог срабатывания для входного сигнала 0,7 В положительной полярности, сопротивление входа 50 Ом.

На входы одного из каналов блока компараторов фазового 47-48 подать сигналы 5 МГц от поверяемого прибора и 5 МГц от стандарта частоты 41-76А. Выход компаратора «1 Гц+Д/» подключить к входу "Стоп" частотомера универсального CNT-90, выход "1 Гц" стандарта частоты 41-76А к входу «Старт» частотомера универсального CNT-90.

Среднеквадратическое относительное отклонение частоты (СКО) сигнала за 5 МГц за время измерения т = 1с, 10 с и 1 сут определить по формуле (2):

_ / ¹ у/У-lr^/t+l   ¹ у TV fA/A²-i

\(TV-l)^ⁱ⁼¹ /о

где N > 30 для интервала измерения т=1 с, N > 20 для интервала измерения 10 с, 1 сут; ДЛ 4+1-71

— = ——— - относительная разность частот i-ое измерение;

7)₊₁, 1\ - результаты измерения интервала времени в конце и в начале i-ro интервала измерения в секундах;

М - коэффициент умножения блока компараторов фазовых 47-48, равный 10⁴.

Доверительный интервал при доверительной вероятности определения СКО за 1 с; 10 с; 1 сут определить как ^тьюдента'СКО СВ. Где СКО СВ - СКО опорного стандарта частоты и времени водородного соответственно за 1 с; 10 с; 1 сут.

Результаты поверки по данной операции считать положительными, если полученные значения среднеквадратического относительного отклонения частоты (СКО) стандарта частоты и времени находятся в допуске в соответствии с Техническим описанием/описанию типа стандарта частоты (и времени).

Относительную погрешность по частоте выходного сигнала 10 (5) МГц определяют по результатам измерений среднего значения относительной разности частот прибора и стандарта частоты и времени 41-76А как среднее значение за последние сутки измерений.

Результаты проверки считают удовлетворительными, если полученное значение средней относительной погрешности по частоте выходного сигнала 10 (5) МГц не превышает ±2,0-10’¹¹. Если полученное значение относительной погрешности по частоте выходит за пределы ±2,0 -10’¹ \ то следует произвести корректировку частоты стандарта и провести измерения относительной погрешности по частоте выходного сигнала 10 (5) МГц с временем измерения 100 с, числе измерений 10. Полученное в результате корректировки и измерения значение средней относительной погрешности по частоте записывает в протокол

Подключить приборы согласно схеме, приведенной на рисунке 5.

Рисунок 5 - Определение погрешности синхронизации выдаваемых прибором интервалов времени импульсами 1 Гц внешнего источника интервалов времени

Установить в частотомере универсальном CNT-90 с внешней опорной частотой, режим измерения интервала времени, открытый вход, порог срабатывания для входного сигнала 0,7 В положительной полярности, сопротивление входа 50 Ом.

Выполнить синхронизацию шкалы времени СЧВ-74 импульсами шкалы времени внешнего хранителя подав на вход «синхронизация» сигнал 1 Гц от Ч1-76А в течение 10 с. Определите погрешность синхронизации. В случае если синхронизация не выполнилась -повторить. Погрешность синхронизации не должна быть более ±0,1 мкс с учетом задержек в кабелях подачи и измерения сигналов 1 Гц.

• 8.1 Результаты измерений, полученные в процессе поверки, заносят в протокол произвольной формы.

• 8.2 При положительных результатах поверки выдается свидетельство о поверке согласно действующим правовым нормативным документам.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 8.3 При отрицательных результатах поверки, выявленных при внешнем осмотре,

опробовании или выполнении операций поверки, выдается извещение о непригодности с указанием причин.

С. Н. Голышак

И. о. начальника лаборатории № 441

ФБУ «Ростест-Москва»

Инженер по метрологии II категории лаборатории № 441 ФБУ «Ростест-Москва»

С.А. Дружинин

10