Методика поверки «Государственная система обеспечения единства измерений Переносчики частоты РЧ5-29М» (651-21-007 MП)

СОГЛАСОВАНО

Первый заместитель генерального

директора - заместитель по научной

Государственная система обеспечения единства измерений

Переносчики частоты РЧ5-29М

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

________________А.Н. Щипунов

«______»___________________2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Содержание

Общие положения

Перечень операций поверки

Требования к условиям проведения поверки

Требования к специалистам, осуществляющим поверку

Метрологические и технические требования к средствам поверки

Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения

поверки

Внешний осмотр

Подготовка к поверке и опробование средства измерений

Проверка программного обеспечения

Определение метрологических характеристик средства измерений

Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим

требованиям

Оформление результатов поверки

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• 1.1    Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок переносчиков частоты РЧ5-29М (далее - РЧ5-29М, прибор), изготавливаемых ООО НПП «Элмика», г. Москва, г. Зеленоград, проезд 4922, дом 4. стр 3, пом. I, ком. 21 а.

• 1.2 Первичной поверке подлежат РЧ5-29М до ввода в эксплуатацию и после ремонта.

Периодической поверке подлежат РЧ5-29М, находящиеся в эксплуатации и на хранении.

• 1.3 При проведении поверки должна быть обеспечена прослеживаемость поверяемых РЧ5-29М к государственным первичным эталоном единиц величин:

• - Государственный первичный эталон единицы мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 37,5 до 78,33 ГГц (ГЭТ 167-2017);

• - Государственный первичный эталон единицы ослабления электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 0 до 178 ГГц (ГЭТ 193-2011);

• - Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени (ГЭТ 1-2018).

• 1.4 Поверка РЧ5-29М может осуществляться только аккредитованным, на проведение поверки в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации лицом, в соответствии с его областью аккредитации.

• 1.5 Для обеспечения реализации методики поверки при определении метрологических характеристик применяется метод косвенных измерений.

• 1.6 Интервал между поверками 1 год.

2 ПЕРЕЧЕНЬ ОПЕРАЦИЙ ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении поверки РЧ5-29М должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

  поверяемый РЧ5-29М бракуется и направляется в ремонт.

Таблица 1 - Операции поверки РЧ5-29М

• 2.2 Не допускается проведение поверки меньшего числа измеряемых величин.

• 2.3 При получении отрицательных результатов по любому пункту таблицы 1

3 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

• 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться нормальные условия, установленные в ГОСТ 8.395-80 «Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования»:

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

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

• - атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)               от 84 до 106 (от 630 до 795);

• - напряжение сети, В                                от 198 до 242;

• - частота сети, Гц                                     от 49,5 до 50,5.

4 ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛИСТАМ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИМ ПОВЕРКУ

• 4.1 Поверка должна осуществляться лицами с высшим или средним техническим образованием, аттестованными в качестве поверителей в области радиотехнических измерений в установленном порядке, имеющими квалификационную группу электробезопасности не ниже второй.

• 4.2 Перед проведением поверки поверитель должен предварительно ознакомиться с документом ИРВМ.411143.001 РЭ «Переносчик частоты РЧ5-29М. Руководство по эксплуатации».

• 4.3 Поверка осуществляется одним специалистом.

5 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ПОВЕРКИ

• 5.1 При проведении поверки РЧ5-29М должны быть применены средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства измерений, применяемые при поверке

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

• 5.2 Допускается использовать аналогичные средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик РЧ5-29М с требуемой точностью.

• 5.3 Применяемые средства поверки должны быть исправны и поверены, применяемые средства поверки утверждённого типа СИ в качестве эталонов единиц величин должны быть исправны и поверены с присвоением соответствующего разряда, по требованию государственных поверочных схем.

6 ТРЕБОВАНИЯ (УСЛОВИЯ) ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

• 6.1 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 РЧ5-29М и средства поверки.

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

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

7 ВНЕШНИЙ ОСМОТР

• 7.1  Внешний осмотр РЧ5-29М провести визуально без вскрытия. При этом необходимо проверить:

• -  комплектность, маркировку и пломбировку согласно эксплуатационной документации;

• - отсутствие видимых механических повреждений корпуса, передней и задней панелей, соединительных элементов, влияющих на работу РЧ5-29М;

• - чистоту и исправность разъемов;

• - состояние соединительных кабелей, входящих в комплект поставки;

• - исправность органов управления РЧ5-29М.

• 7.2 Результаты внешнего осмотра считать положительными, если выполняются все перечисленные требования.

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

8 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ И ОПРОБОВАНИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 8.1    Перед проведением поверки необходимо произвести подготовительные работы, оговоренные в руководствах по эксплуатации РЧ5-29М и применяемых средств поверки.

• 8.2   Включить прибор нажатием кнопки "СЕТЬ". Через 30 минут прибор будет готов к проведению измерений.

Примечание - При включении прибора производится самодиагностика синтезатора частоты и, в случае обнаружения неисправности, на экране жидкокристаллического индикатора прибора появляется надпись "Неисправность синтезатора". Это свидетельствует о неисправности прибора и необходимости его ремонта.

• 8.3 Во время прогрева произвести опробование прибора. Для этого:

• - последовательно нажимая кнопки "Частотомер", "Синтезатор" и "Переносчик", убедиться, что на экране жидкокристаллического индикатора прибора происходит соответствующее переключение функции. Установить нужную функцию для проведения выбранного вида измерений;

• -  последовательно нажимая кнопки меню, убедиться, что на экране жидкокристаллического индикатора прибора происходит соответствующее переключение параметров режима работы и диапазона частот. Установить нужные параметры режима работы и диапазон частот для проведения выбранного вида измерений;

• - убедиться в отображении результатов измерений при подаче мощности СВЧ. Проверку⁷ работоспособности проводить на всех пределах измерений РЧ5-29М.

• 8.4 Результаты опробования считать положительными, если при прохождении самоконтроля РЧ5-29М калибруется, переключаются режимы измерений, устанавливается нуль, а также отображаются результаты измерений при подаче мощности СВЧ.

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

9 ПРОВЕРКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

• 9.1  Осуществить проверку соответствия программного обеспечения средства измерений требованиям, указанным в описании типа, в следующей последовательности:

• - установить (проинсталлировать на ПК) программу вычисления контрольной суммы (С Sum) ПО

• - HashTab V52.0.14 (версия для Windows ХР).

• - программу скачать с сайта www.hashtab.ru

• - файл с ПО в приложении - этот файл записан в прибор РЧ5-29М.

• - запустить HashTab;

• - считать С Sum по Алгоритму вычисления цифрового идентификатора ПО: CRC32;

• - контрольная сумма исполняемого кода должна быть равна: FFE4E8B9

• 9.2 Результат проверки программного обеспечения считать положительным, если идентификационные данные ПО соответствуют таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 10.1 Определение диапазона частот входных сигналов РЧ5-29М провести на частотах:

• - 118,1; 133,2; 148,3; 163,3 и 178,4 ГГц со смесителем ССГ-02;

• - 78,33; 88,3; 98,25; 108,2 и 118,1 ГГц со смесителем ССГ-03;

• - 53,57; 59,8: 66,0; 72,0 и 78,33 ГГц со смесителем ССГ-04;

• - 37,5; 41,5; 45,5; 49,5 и 53,57 ГГц со смесителем ССГ-06.

• - 8.3.2 Определение диапазона частот входных сигналов РЧ5-29М со смесителями ССГ-02, ССГ-03, ССГ-04, ССГ-06 провести в следующей последовательности:

• - собрать схему, приведенную на рисунке 1. Поверочное оборудование для определения частотного диапазона измеряемого входного сигнала выбрать в соответствии с таблицей 4;

  

Рисунок 1 - Схема определения диапазона частот измеряемого входного сигнала

Таблица 4 - Поверочное оборудование для определения диапазона частот измеряемого входного сигнала                                                         __________

• - установить на аттенюаторе ослабление 20 дБ;

• - включить генератор, ваттметр, РЧ5-29М и дать им прогреться;

• - перевести РЧ5-29М из режима функционирования переносчика в режим функционирования частотомера и кнопкой меню "Диапазон" выбрать нужный поддиапазон;

• - установить на табло генератора в режиме непрерывной генерации (НГ) первую частотную точку соответствующего поддиапазона и при помощи аттенюатора выставить по табло ваттметра уровень мощности 1 мВт, при этом на экране РЧ5-29М должны наблюдаться признак захвата и значение частоты входного сигнала;

• - записать это значение частоты в протокол измерения;

• - ввести на аттенюаторе максимальное ослабление, при этом переносчик частоты переходит из режима захвата в режим поиска и на его экране появляется надпись "Входной сигнал не обнаружен";

• - постепенно уменьшая ослабление на аттенюаторе установить минимальный уровень мощности согласно таблице 4 для данного поддиапазона. На экране РЧ5-29М должны наблюдаться признак захвата и значение частоты входного сигнала;

• - записать это значение частоты в протокол измерения;

• - аналогично произвести измерения на остальных частотных точках соответствующего поддиапазона.

Таблица 5 - Максимальный и минимальный уровни мощности сигнала в диапазонах рабочих частот

• 10.2 Определение КСВН входа провести в диапазоне частот смесителей в соответствии с таблицей 7, в следующей последовательности:

- собрать схему, приведенную на рисунке 2. В таблице 6 приведены диапазоны рабочих частот для модулей расширения частотного диапазона (далее - МРЧД), необходимых для проведения измерений. Для проведения измерений в частотном диапазоне менее 67 ГГц использовать коаксиально-волноводный переход без использования МРЧД.

Рисунок 2 - Схема измерения КСВН волноводного входа смесителей ССГ-02, ССГ-03, ССГ-04, ССГ-06

Таблица 6 - Диапазоны рабочих частот МРЧД

- подготовить РЧ5-29М в соответствии с руководством по эксплуатации;

• - на анализаторе электрических цепей векторном ZVA 67 нажать кнопку Preset. Нажать кнопку Freq и выбрать диапазон, соответствующий рабочему частотному диапазону подключенного смесителя;

• - выполнить полную однопортовую калибровку векторного анализатора цепей в соответствии с документом «Анализаторы электрических цепей векторные ZVA50, ZNkGl, 7N№Q. Руководство по эксплуатации»;

• - выбрать формат отображения результатов измерений VSWR;

• - измерить КСВН входа подключенного смесителя;

• - аналогично произвести измерения на остальных частотных точках соответствующего поддиапазона.

• 10.3 Определение выходной мощности встроенного гетеродина провести на частотах 16,5; 20,0; 23,0; 27,0 и 31,0 в следующей последовательности:

в следующей последовательности:

- собрать схему, приведенную на рисунке 3;

Рисунок 3 - Схема измерения выходной мощности встроенного гетеродина

• - подготовить РЧ5-29М и ваттметр поглощаемой мощности СВЧ NRP-Z55 с блоком измерительным NRP в соответствии с руководством по эксплуатации на них;

• - перевести РЧ5-29М из режима частотомера в режим синтезатор;

• - установить на РЧ5-29М первую частоту 16,5 ГГц;

• - провести измерения выходной мощности в соответствии с инструкцией по эксплуатации ваттметра поглощаемой мощности СВЧ NRP-Z55;

• -  зафиксировать значения выходной мощности встроенного гетеродина для измеряемой частоты в протоколе измерений.

Повторить измерения на остальных частотных точках соответствующего поддиапазона.

• 10.4 Определение относительной погрешности установки частоты опорного генератора провести на частоте 10 МГц, в следующей последовательности:

• - собрать схему, приведенную на рисунке 4;

  

Рисунок 4 - Схема определения относительной погрешности установки частоты опорного генератора

• -  подготовить РЧ5-29М: выбор режима настройки опорной частоты (’’Установка Топоры") осуществляется нажатием кнопки меню "Установка" в соответствующей строке.

• -  частотомер универсальный CNT-90XL и стандарт частоты рубидиевый FS 725 подготовить в соответствии с руководством по эксплуатации;

• -  зафиксировать значения частоты, измеренные на частотомере в протоколе измерений

• 10.5 Определение относительной погрешности измерений частоты входного синусоидального сигнала в диапазоне рабочих частот с соответствующим смесителем ССГ-02, ССГ-03, ССГ-04, ССГ-06 провести в следующей последовательности:

собрать схему, приведенную на рисунке 5. Средства измерений для определения частотного диапазона измеряемого входного сигнала выбрать в соответствии с таблицей 7;

Рисунок 5 - Схема определения погрешности измерения частоты входного синусоидального сигнала

Таблица 7 - Средства измерений для определения относительной погрешности измерений частоты входного синусоидального сигнала

• - установить на аттенюаторе ослабление 20 дБ;

• - включить генератор, частотомер, РЧ5-29М и дать им прогреться;

• - перевести РЧ5-29М из режима переносчика в режим частотомера;

• - кнопкой меню «Диапазон» выбрать нужный поддиапазон;

• - установить на генераторе в зависимости от поддиапазона первую частотную точку соответствующего поддиапазона;

• - при помощи кнопки меню «Тсчета» на передней панели РЧ5-29М установить время измерения равным 10 с;

• - при помощи кнопки меню «Частота» на передней панели РЧ5-29М выбрать опцию «Бпч» (на экране РЧ5-29М должны отображаться значение промежуточной частоты и ее арифметический знак);

• - зафиксировать значение промежуточной частоты, индицируемое РЧ5-29М и ее арифметического знака в протоколе;

• - изменяя ослабление аттенюатора и чувствительность частотомера добиться устойчивых показаний на его табло;

• - зафиксировать значение промежуточной частоты, индицируемое частотомером в протоколе;

• - рассчитать погрешность измерения промежуточной частоты по формуле (3) п. 11.5;

• - зафиксировать рассчитанное значение погрешности измерения промежуточной частоты в протоколе;

• - при помощи кнопки меню «Частота» на передней панели РЧ5-29М выбрать опцию «Бгет» (на экране РЧ5-29М должны отображаться значение частоты гетеродина и номер рабочей гармоники);

• - зафиксировать значения частоты гетеродина и номера гармоники, отображаемых на экране РЧ5-29М в протоколе;

• - определить относительную погрешность измерения частоты входного синусоидального сигнала по формуле (4) п.11.5;

• - зафиксировать значения относительной погрешности измерения частоты входного синусоидального сигнала в протоколе.

Повторить измерения на остальных частотных точках соответствующего поддиапазона.

11 ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

• 11.1 Результат измерений по п. 10.1 считать положительным, если во всех частотных точках соответствующего поддиапазона при максимальном и минимальном уровнях мощности сигнала значения измеренной частоты соответствуют значениям установленной частоты на генераторе, а диапазон рабочих частот входных сигналов соответствует таблице 4. Минимальный и максимальный уровни мощности измеряемых входных сигналов смесителей ССГ-02, ССГ-03, ССГ-04, ССГ-06 соответствует таблице 5.

• 11.2 Результат измерений по п. 10.2 считать положительным, если полученные значения КСВН волноводного входа смесителей ССГ-02, ССГ-03, ССГ-04, ССГ-06 не более 5.

• 11.3 Результат измерений по п. 10.3 считать положительными, если полученные значения выходной мощности встроенного гетеродина не менее 1-10'² Вт.

• 11.4 Рассчитать относительную погрешность установки частоты опорного генератора РЧ5-29М по формуле (1):

  

(1)

где

Г

-установленное значение частоты опорного генератора РЧ5-29М;

Лам “ значение частоты опорного генератора, измеренное частотомером CNT-90XL.

Результат считать положительным, если значения относительной погрешности установки частоты опорного генератора РЧ5-29М находятся в пределах ±5-10'⁸.

• 11.5 Определение относительной погрешности измерений частоты входного синусоидального сигнала провести методом поэлементной проверки, обусловленной принципом действия РЧ5-29М, при котором частота входного синусоидального сигнала определяется по формуле (2):

  

(2)

где

у

^7вх - частота входного СВЧ сигнала;

дг

^гет - номер рабочей гармоники сигнала гетеродина;

• ^гет - частота гетеродина;

^{J пч} - измеренное значение промежуточной частоты.

Арифметический знак в формуле (2) определяет на каком (прямом или зеркальном) канале образовался сигнал промежуточной частоты.

Провести определение относительной погрешности измерений промежуточной частоты в диапазоне частот смесителей в соответствии с таблицей 8.

Таблица 8 - Диапазон частот смесителей

Рассчитать погрешность измерения промежуточной частоты по формуле (3):

где

г

упчсш-90х1 - значение промежуточной частоты, измеренное частотомером;

f

^Jn4_P4i._19U _ _{значение} промежуточной частоты, измеренное РЧ5-29М без учета арифметического знака;

Определить относительную погрешность измерения частоты синусоидального сигнала по формуле (4):

(4)

где

^/гет _ относительная погрешность установки частоты гетеродина;

4/лч _ значение погрешности измерения промежуточной частоты;

^гет _ номер гармоники частоты гетеродина;

f

- значение частоты гетеродина;

^Jny_P4i.„_M _ значение промежуточной частоты, измеренное РЧ5-29М с учетом арифметического знака;

Результат считать положительным, если значения относительной погрешности измерений частоты входного синусоидального сигнала РЧ5-29М находятся в пределах ±1-10’⁷.

12 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

Результаты поверки РЧ5-29М подтверждаются сведениями о результатах поверки средств измерений, включенными в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. По заявлению владельца РЧ5-29М или лица, представившего его на поверку, на средство измерений наносится знак поверки, и (или) выдается свидетельство о поверке средства измерений, и (или) в паспорт (формуляр) средства измерений вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки, или выдается извещение о непригодности к применению средства измерений.

Начальник НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник отдела 11 НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»

О.В. Каминский

И.П. Чирков

.И. Пругло

Старший научный сотрудник НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ