Номер по Госреестру СИ: 50212-12
50212-12 Измерители LCR
(4263B, 4263B-001, 4263B-002)
Назначение средства измерений:
Измерители LCR типа 4263В, 4263В-001, 4263В-002 (далее по тексту - измерители LCR) предназначены для автоматического измерения при синусоидальном напряжении параметров конденсаторов, катушек индуктивности, резисторов и других двухполюсников, представляемых параллельной или последовательной двухэлементной схемой замещения в лабораторных и промышленных условиях.
Внешний вид.
Измерители LCR
Рисунок № 1
Внешний вид.
Измерители LCR
Рисунок № 2
Программное обеспечение
Управление режимами работы и настройками измерителей осуществляется с помощью внутреннего программного обеспечения (ПО), которое встроено в защищенную от записи память микроконтроллера, что исключает возможность его несанкционированных настройки и вмешательства, приводящим к искажению результатов измерений.
Идентификационные данные ПО измерителей LCR представлены в таблице 1. Таблица 1
Идентификационное наименование ПО |
Номер версии (идентификационный номер) ПО |
Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) |
Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
Agilent 4263B Firmware |
Rev. 01.06 |
4C47 |
MD5 |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Знак утверждения типа
Сведения о методиках измерений
Сведения о методиках (методах) измеренийИзмерители LCR типа 4263В, 4263В-001, 4263В-002. Руководство по эксплуатации.
Нормативные и технические документы
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к измерителям LCR типа 4263В, 4263В-001, 4263В-002
-
1 ГОСТ 8.028-86 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления».
-
2 ГОСТ 8.019-85 «ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения тангенса угла потерь».
-
3 ГОСТ 8.498-98 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрической добротности».
-
4 ГОСТ 8.029-80 «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений индуктивности».
-
5 ГОСТ 8.371-80 «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений электрической емкости».
-
6 МИ 1935-88 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот 1 • 10-2 + 3-109 Гц».
-
7 МИ 1949-88 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот 1-10-2 + 2-107 Гц».
-
8 Техническая документация изготовителя.
Поверка
Поверкаосуществляется в соответствии с документом МП-317/447-2012 «Измерители LCR типа 4263В, 4263В-001, 4263В-002. Методика поверки», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «РОСТЕСТ-МОСКВА» 12 января 2012 года.
Основные средства поверки:
-
- набор мер сопротивлений образцовые 2-го разряда Е1-5 (рег. № 8175-81): номинальные значения сопротивлений 1, 10, 100 и 1000 Ом; пределы допускаемой относительной погрешности ± 0,1 %;
-
- магазин электрического сопротивления Р4834 (рег. № 11326-90): диапазон воспроизведения сопротивления от 0,01 до 106 Ом, класс точности 0,02;
-
- мера электрического сопротивления измерительная Р4017 (рег. № 7791-80): диапазон воспроизведения сопротивления от 0,01 до 107 Ом, класс точности 0,05;
-
- меры емкости образцовая Р597 (рег. № 2684-70): номинальные значения емкости 0 и 2 мкФ, класс точности 0,1;
- мера индуктивности и добротности многозначная LQ-2300 (рег. № 34593-07): диапазон воспроизведения индуктивности от 1 до 3000 Гн, пределы допускаемой основной относительной погрешности ± 0,05 % на частоте 1000 Гц и ± 0,25 % на частотах 100 и 120 Гц.
Испытательный центр
Государственный центр испытаний средств измерений Федеральное бюджетное учреждение «РОСТЕСТ-МОСКВА» (ГЦИ СИ ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА»).Юридический (почтовый) адрес: 117418,г. Москва, Нахимовский проспект, д. 31
Тел: +7(495) 544-00-00
http://www.rostest.ru
В измерителях LCR использован метод измерений параметров электрических цепей -автобалансный мост.
Измерители LCR выполнены в виде моноблока с питанием от сети (110, 220) В частотой (50 - 60) Гц. На передней панели расположены: двухстрочный жидкокристаллический индикатор, кнопки управления выбором измеряемых параметров и режимов измерений, гнезда для подключения измерительного кабеля. На задней панели находятся: разъемы - интерфейса GPIB, подключения внешнего источника постоянного напряжения смещения величиной до 2,5 В, цепей дистанционного управления, внешнего запуска процесса измерения; предохранитель и разъем для подключения шнура сетевого питания.
Использование встроенного процессора в измерителях LCR обеспечивает высокую надежность и точность измерений в широком диапазоне измерений полных сопротивлений.
Результат измерения представлен в виде пятиразрядного числа от 0,0001 до 99999 как при измерении основных параметров: полного сопротивления (Z), полной проводимости (Y), индуктивности (L), емкости (С), сопротивления (R), так и производных параметров: тангенса угла потерь (D), добротности (Q) и фазового угла (q). Одновременно с этим на индикаторе отображаются установленные режимы измерения и вспомогательные установки. Кроме измерения абсолютного значения параметров Z, Y, L, C и R возможно измерение их отклонения в абсолютном выражении или в процентах (D-измерение) от опорного значения, измеренного или вводимого с клавиатуры; отбор компонентов по основному и производному параметру в заданном диапазоне (верхняя и нижняя границы диапазона вводятся с клавиатуры).
Возможно усреднение результатов измерения от 2 до 256.
Измерители LCR, кроме основного исполнения 4263В, имеют два дополнительных:
-
- 4263В-001 - в комплекте с измерителем параметров трансформаторов, измеряющим активное сопротивление по постоянному току, взаимную индуктивность и коэффициент трансформации;
-
- 4263В-002 - с дополнительной частотой испытательного сигнала 20 кГц.
Внешний вид измерителей LCR с указанием места нанесения знака утверждения типа и мест пломбировки от несанкционированного доступа приведен на рисунках 1 и 2. При оформлении внешнего вида измерителей LCR могут использоваться логотипы компаний «Agilent Technologies» или «Keysight Technologies».
Рисунок 1 - Внешний вид измерителей
Место пломбировки
Рисунок 2 - Внешний вид измерителей (задняя панель)
Основные измеряемые параметры и диапазоны их измерений приведены в таблицах
2 и 3. Таблица 2
Основные измеряемые параметры |
Производные измеряемые параметры |
Модуль полного сопротивления Z |
Фазовый угол q |
Модуль полной проводимости Y |
Фазовый угол q |
Активное сопротивление R |
Реактивное сопротивление Х |
Активная проводимость G |
Реактивная проводимость B |
Емкость в параллельной схеме замещения Ср |
Тангенс угла потерь D, добротность Q, активная проводимость G, активное сопротивление в параллельной схеме замещения RP |
Емкость в последовательной схеме замещения С\ |
Тангенс угла потерь D, добротность Q, активное сопротивление в последовательной схеме замещения RS |
Индуктивность в параллельной схеме замещения LP |
Тангенс угла потерь D, добротность Q, активная проводимость G, активное сопротивление в параллельной схеме замещения RP, сопротивление по постоянному току Rdc1) |
Индуктивность в последовательной схеме замещения LS |
Тангенс угла потерь D, добротность Q, активное сопротивление в последовательной схеме замещения RS, сопротивление по постоянному току Rdc1) |
Индуктивность трансформатора L2 |
Коэффициент трансформации N 1}, обратное значение коэффициента - коэффициент трансформации 1/N, взаимная индуктивность трансформатора M1), коэффициент трансформации R21) |
Примечание - 1) - только для исполнения 4263В-001 |
Таблица 3
Параметр |
Диапазон измерений |
Z, R, X |
от 1 мОм до 100 МОм |
Y, G, В |
от 10 нСм до 1000 См |
С |
от 1 пФ до 1 Ф |
L |
от 1 нГн до 100 кГн |
D |
от 0,0001 до 9,9999 |
Q |
от 0,1 до 9999,9 |
q |
от минус 180° до плюс 80° |
Пределы основной относительной погрешности измерений основных параметров (R, Z, Y, X, G, B, C, L):
-
- для |ZxI> 100 Ом de = А + В • С • I Zx I / Zs + D /1ZxI + IZxI/E;
-
- для |zxI< 100 Ом de = А + В • С • Zs / IZxI + D /1ZxI + IZxI/E,
где
IZXI - модуль полного сопротивления измеренной величины,
ZS - поддиапазон измерений по таблице 4,
А, В, С - значения коэффициентов по таблице 4,
D - значение коэффициента по таблице 5,
Е - значение коэффициента по таблице 6.
При измерении Y, G, В, С, L для расчета погрешности их значения необходимо преобразовать в модуль сопротивления I ZxI по диаграмме (рисунок 3) или по формулам:
-
- для Y, G, В I ZxI =1/ I ExI , где Ex - модуль одной из измеренных величин Y, G, В;
-
- для С |ZxI=1/ (2p • f •Сх );
-
- для L I ZxI=2p • f • Lx , где f - частота испытательного сигнала.
Для измеряемых величин L, C, x и В в случае Dx (тангенс угла потерь) > 0, 1 рассчитанное значение de умножается на fi-D , для измеряемых величин R и G в случае Qx (добротность) > 0,1 рассчитанное значение d(3 умножается на
Рисунок 3 - Диаграмма преобразования измеренных основных параметров I YI , G, В, С, в модуль сопротивления I ZxI
Таблица 4 - Значения коэффициентов А, В и С для формулы основной погрешности.
Значение |ZX| |
Значение Zs |
Значение коэффициентов А (1-я строка) и В (2-я строка), % [ Short/Medium, Long], при частоте испытательного сигнала |
Значение коэф. С (при напряж. испытательного сигнала) | |||||
пост. ток |
100/120 Гц |
1 кГц |
10 кГц |
20 кГц |
100 кГц | |||
1 МОм £| ZX |£ 100 МОм |
1 МОм |
0,85/0,85 |
0,48/0,15 |
0,13/0,1 |
0,48/0,48 |
1,9/1,9 |
не нормиру- |
1 (1 В пост.ток) |
0,75/0,025 |
0,75/0,0251 |
0,04/0,02 |
ется |
5 (500 мВ) 10 (250 мВ) 25 (100 мВ) 50 (50 мВ) | ||||
100 кОм £| ZX | < 1 МОм |
100 кОм |
0,13/0,095 |
0,36/0,36 |
1,4/1,4 |
1 (1 В пост.ток) | |||
0,02/0,01 |
2 (500 мВ) | |||||||
10 кОм £| ZX | < 100 кОм |
10 кОм |
0,8/0,8 |
4 (250 мВ) | |||||
0,05/0,03 |
8 (100 мВ) | |||||||
0,85/0,85 |
0,48/0,15 |
15 (50 мВ) | ||||||
1 кОм £| ZX | < 10 кОм |
1 кОм |
0,055/0,02 |
0,055/0,024 |
0,11/0,09 |
0,16/0,16 |
0,7/0,7 |
1,12/1,12 | |
0,02/0,01 |
0,02/0,015 |
0,05/0,03 |
0,11/0,1 | |||||
100 Ом £| ZX | < 1 кОм |
100 Ом |
0,7/0,7 |
1,12/1,12 | |||||
0,05/0,03 |
0,11/0,1 |
1 (1 В пост.ток) | ||||||
10 Ом £|Zx| < 100 Ом |
100 Ом |
0,5/0,5 |
0,83/0,83 |
1 (500 мВ) | ||||
0,05/0,03 |
0,11/0,1 |
2 (250 мВ) | ||||||
1 Ом £|ZX|< 10 Ом |
10 Ом |
0,5/0,17 |
0,13/0,12 |
0,2/0,2 |
0,6/0,6 |
0,97/0,97 |
5 (100 мВ) | |
0,055/0,02 |
0,02/0,01 |
0,02/0,015 |
0,05/0,03 |
0,11/0,12 |
10 (50 мВ) | |||
100 мОм £|ZX| < 1 Ом |
1 Ом |
0,85/0,85 |
0,5/0,4 |
0,4/0,4 |
0,4/0,4 |
0,6/0,6 |
0,97/0,97 | |
0,09/0,02 |
0,09/0,02 |
0,03/0,01 |
0,03/0,015 |
0,05/0,03 |
0,11/0,12 | |||
1 мОм £| ZX | < 100 мОм |
100 мОм |
0,85/0,85 0,29/0,1 |
0,5/0,4 0,29/0,1 |
0,4/0,4 0,095/0,03 |
0,4/0,4 0,075/0,03 |
0,6/0,6 0,14/0,06 |
0,97/0,97 0,14/0,12 |
1 (1 В пост.ток) 2 (500 мВ) |
Примечания
-
1) При наличии постоянного напряжения смещения 0,075/0,045;
-
2) При длине измерительного кабеля:
Таблица 5 - Значение коэффициента D для формулы основной погрешности
Длина кабеля, м |
Значения коэффициента D, Ом, при частоте испытательного сигнала | ||||
пост. ток; 100/120 Гц |
1 кГц |
10 кГц |
20 кГц |
100 кГц | |
0 |
0,002 |
0,0045 |
0,025 |
0,05 |
0,25 |
1 |
0,01 |
0,0165 |
0,075 |
0,15 |
0,75 |
2 |
0,018 |
0,0285 |
0,125 |
0,25 |
- |
4 |
0,034 |
0,0525 |
- |
- |
- |
Таблица 6 - Значение коэффициента Е для формулы основной погрешности
Значение коэффициента Е, Ом, при частоте испытательного сигнала | ||||
пост. ток, 100/120 Гц |
1 кГц |
10 кГц |
20 кГц |
100 кГц |
2,8 • 108 |
2,8 • 107 |
2,8 • 106 |
1,48 • 106 |
2,8 • 105 |
Значения основной погрешности измерений дополнительных параметров приведены в таблице 7.
Таблица 7
Наименование параметра |
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности |
Тангенс угла потерь D |
DD = ± de / 100 для D £ 0,1 DD = ± (de / 100) • (1 + Dx) для D > 0,1 |
Добротность Q |
D Q = ± (Q2X • DD) / (1 ± Qx • DD) для (Qx • DD) < 0,1 |
Фазовый угол q |
D q = (180 / p) • (de / 100) |
Активная проводимость G для параметров LP и Ср |
D G = ± Bx • DD для Dх £ 0,1 где Bx = 2p • f • Cx = 1 / (2p • f • Lx) соответственно для Cx и Lx |
Активное сопротивление в последовательной схеме замещения RS |
DRS = ± Xx • DD для Dх £ 0,1 где Xx = 2p • f • Lx = 1 / (2p • f • Cx) соответственно для Lx и Cx |
Активное сопротивление в параллельной схеме замещения RP |
D RP = ± (RP x • DD) / (Dx ± DD) для Dx £ 0,1 |
Температурный коэффициент увеличения погрешности измерений в диапазоне температуры окружающей среды:
К= 2 при 8 °С £ t < 18 °С и 28 °С < t £ 38 °С;
К= 4 при 0 °С £ t < 8 °С и 38 °С < t £ 45 °С.
Значения частоты испытательного сигнала................. 100 Гц, 120 Гц, 1 кГц, 10 кГц,
20 кГц (только для исполнения 4263В-002), 100 кГц.
Пределы допускаемой основной относительной погрешности установки частоты испы-
тательного сигнала...............................................± 0,001 % ( ± 1 % на частоте 120 Гц).
Значения напряжения испытательного сигнала.....от 0,020 до 1,000 В с шагом 0,005 В
(с помощью цифровой клавиатуры); 0,05 В (с помощью клавиш - «стрелок»).
Постоянное напряжение смещения:
-
- внешнее....................................................................................... от 0 до 2,5 В;
-
- внутреннее.....................................................................................0; 1,5 и 2 В.
Время измерения в режимах:
-
- LONG................................................................................................ 500 мс;
-
- MEDIUM............................................................................................65 мс;
-
- SHORT...................................................................................................25 мс.
Время установления рабочего режима, не более.................................... 15 минут.
Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 - 60) Гц........(110±11) В,
(220±22) В.
Потребляемая мощность, не более..........................................................45 В •А.
Время непрерывной работы..................................................................... 8 ч.
Условия эксплуатации:
- нормальные
температура окружающего воздуха......................................................... от 18 до 22 °С;
относительная влажность окружающего воздуха....................................... от 30 до 80 %;
-
- рабочие
температура окружающего воздуха........................................................... от 0 до 45 °С;
относительная влажность окружающего воздуха при температуре 40 °С, не более 95 %.
Условия хранения:
-
- температура окружающего воздуха...........................................от минус 40 до плюс 70 °С;
относительная влажность окружающего воздуха при температуре 65 °С, не более....... 90 %.
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), не более........... 320 х 100 х 300 мм.
Масса, не более.................................................................................4,5 кг.