На главную
На главную

Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Фазометры электронные. Методика поверки

Методические указания распространяются на электронные фазометры (измерители разности фаз), измеряющие угол фазового сдвига (УФС) между двумя электрическими напряжениями с одинаковыми частотами, и устанавливают методику их первичной и периодической поверок в диапазоне частот 0,001 Гц - 20 МГц в соответствии с поверочной схемой, приведенной в ГОСТ 8.139-75.

Обозначение: МИ 1672-87
Название рус.: Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Фазометры электронные. Методика поверки
Статус: действует
Заменяет собой: МИ 152-78 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методика поверки электронных фазометров»
Дата актуализации текста: 05.05.2017
Дата добавления в базу: 01.10.2014
Дата введения в действие: 01.07.1988
Утвержден: НПО ВНИИМ им. Д.И. Менделеева

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА»
(НПО «ВНИИМ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА»)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ФАЗОМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МИ 1672-87

Введены в действие с 01.07.88

ВЗАМЕН МИ 152-78

Настоящие методические указания распространяются на электронные фазометры (измерители разности фаз), измеряющие угол фазового сдвига (УФС) между двумя электрическими напряжениями с одинаковыми частотами, и устанавливают методику их первичной и периодической поверок в диапазоне частот 0,001 Гц - 20 МГц в соответствии с поверочной схемой, приведенной в ГОСТ 8.139-75.

Основные технические, метрологические характеристики серийно выпускаемых отечественных электронных фазометров, на которые распространяются настоящие методические указания, приведены в приложении 1. По настоящим методическим указаниям следует поверять и другие фазометры с характеристиками, аналогичными указанным в приложении 1.

Основные технические характеристики фазометров зарубежных фирм, которые также могут быть поверены по настоящим методическим указаниям, указаны в приложении 2.

1. Операции поверки

1.1. При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

внешний осмотр (п. 5.1);

опробование (п. 5.2);

определение основной погрешности при равных оптимальных* входных сигналах (п. 5.3);

определение погрешностей при ослабленных и неизменных уровнях входных сигналов (п. 5.4);

определение погрешностей при изменении уровня входных сигналов в одном из каналов (п. 5.5).

_________________

*Оптимальный сигнал - уровень сигналов в каналах, при которых значение основной погрешности измерения разности фаз минимально.

2. Средства поверки

2.1. При проведении поверки должны быть применены следующие средства поверки

2.1.1. Образцовые:

образцовые калибраторы фазовых сдвигов 1-го разряда (при поверке фазометров с погрешностью не более 0,3°) и 2-го разряда (при поверке фазометров с погрешностью свыше 0,3°) в соответствии с ГОСТ 8.139-75, работающие в диапазоне частот от 0,001 Гц до 20 МГц и обеспечивающие постоянство коэффициента гармоник выходных сигналов при изменении УФС от 0 до 360°.

2.1.2. Вспомогательные:

аттенюаторы;

фазовращатели;

генераторы синусоидальных сигналов;

электронные вольтметры;

осциллографы.

Примечание. Вышеуказанные вспомогательные средства поверки должны соответствовать техническим характеристикам поверяемого фазометра;

стабилизатор напряжения, обеспечивающий получение стабилизированного напряжения переменного тока (220 ± 4,4) В;

термометр группы III по ГОСТ 215-73 сценой деления 0,5 °С.

2.2. Все применяемые средства должны иметь действующий документ о поверке или аттестации.

2.3. Все работы со средствами поверки и поверяемыми приборами проводят согласно технической документации (ТД) на конкретное средство.

2.4. Рекомендуемые средства поверки и их технические характеристики приведены в приложении 3.

2.5. Допускается применять другие средства поверки при условии обеспечения необходимой точности измерения.

3. Требования безопасности

3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, изложенные в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилах техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Госэнергонадзором.

4. Условия поверки

4.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия: температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

относительная влажность воздуха (65 ± 15) %; атмосферное давление (100 ± 4) кПа (750 ± 30) мм рт. ст.; напряжение питающей сети (220 ± 4,4) В при частоте (50 ± 0,5)Гц.

5. Проведение поверки

5.1. Внешний осмотр

5.1.1. При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие поверяемого фазометра следующим требованиям:

фазометр не должен иметь внешних повреждений, влияющих на его нормальную работу, к фазометру должна быть приложена техническая документация и коммутационные кабели; маркировка фазометра должна соответствовать указанной в технической документации.

5.2. Опробование

5.2.1. Фазометр и используемые средства поверки должны быть заземлены и прогреты в течение времени, указанного в ТД. С одного из выходов калибратора фазовых сдвигов подают сигнал с помощью кабелей одинаковой длины на соединенные вместе входы фазометра, при этом зажимы «корпус» фазометра и калибратора соединяют вместе, а зажимы защитного заземления приборов подключают к внутреннему контуру заземления помещения. Фазометр должен устойчиво показывать нулевое значение УФС, не превышающее предела его основной погрешности.

5.2.2. Проверяют правильность индикации на индикаторе фазометра. Для этого выходы калибратора фазовых сдвигов подключают к входам фазометра, устанавливают рабочую частоту калибратора и последовательно устанавливают углы фазового сдвига.

5.2.3. Если фазометр не соответствует требованиям пп. 5.1 и 5.2, поверку прекращают.

5.3. Определение основной погрешности при равных оптимальных входных сигналах

5.3.1. Перед началом проверки контролируют напряжение на входах фазометра с помощью вольтметра (на частотах от 20 Гц и выше) и осциллографа (на частотах от 0,001 до 20 Гц).

Проверку проводят при входных параметрах, указанных для каждого типа фазометра в приложении 4. На каждой частоте проводят три измерения и определяют среднее арифметическое результата измерения. Отношение уровней входных сигналов не должно превышать 6 дБ от уровня большего сигнала.

5.3.2. Основную погрешность определяют методом сличения с активной* либо пассивной** образцовыми мерами, либо независимой поверкой***.

_________________

*Активная образцовая мера является источником электрических сигналов, сдвинутых друг относительно друга на точно известный УФС.

**Пассивная образцовая мера создает УФС между двумя электрическими сигналами, при наличии внешнего источника сигналов.

***Независимая поверка применяется по разрешению НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в случае недостаточной точности образцовых средств поверки, имеющихся при поверке.

5.3.3. Метод сличения с активной образцовой мерой. Сличение проводят при параметрах входных сигналов, указанных в приложении 4.

5.3.3.1. Если погрешность активной образцовой меры не превышает 1/3 предела основной допускаемой погрешности фазометра, основную погрешность определяют при соединении средств поверки по структурной схеме, приведенной на рис. 1.

Рис. 1

В качестве активной образцовой меры используют калибраторы фазовых сдвигов (далее - КФС) или двухфазные генераторы. Выходы АОМ соединяют со входами Ф. По индикатору АОМ устанавливают последовательно углы фазового сдвига с интервалом не менее 30° и после установки каждого из них снимают показания поверяемого фазометра.

Основную погрешность Дер поверяемого фазометра следует определять по формуле Δφ = φФ - φАОМ- где φАОМ и φФ - значения УФС, определяемые по индикаторам АОМ и фазометра соответственно.

5.3.3.2. Если точность поверяемого фазометра примерно равна точности АОМ, основную погрешность определяют с помощью АОМ и дополнительного фазовращателя* при соединении средств поверки по структурной схеме, приведенной на рис. 2.

_________________

*Обоснование методики определения основной погрешности с помощью АОМ и дополнительного фазовращателя приведено в приложении 6.

Рис. 2

ДФ - дополнительный фазовращатель

В качестве ДФ используют либо фазовращатели в виде RC - цепи (см. приложение 5), либо фазовращатели, входящие в состав преобразователя частоты калибратора Ф1-4. Эти фазовращатели настроены на углы 0, 90, 180, 270° на частотах 5 - 20, 104. 105, 5105, 106, 107, 2107 Гц.

Проверку основной погрешности производят в следующей последовательности.

Устанавливают рабочую частоту и выходное напряжение КФС в соответствии с приложением 4 для данного фазометра

Проводят четыре серии измерений:

I серия

Устанавливают дополнительным фазовращателем УФС равный 0°;

при нулевом значении УФС на КФС проводят «обнуление» индикатора фазометра нажатием кнопки «Установка 0»; последовательно устанавливают УФС 90, 180, 270° на КФС и определяют после установки каждого из них, включая и нулевой, отклонения показаний фазометра от номинальных значений УФС на входах фазометра, равных сумме УФС на КФС и УФС на ДФ, т.е. от 0, 90, 180 и 270° соответственно; записывают отклонения δ11, δ21, δ31, δ41 (1-е, 2-е, 3-е и 4-е измерения; 1-я серия)

II серия

После установки УФС 270° на КФС и снятия показаний фазометра устанавливают УФС 90° на ДФ; последовательно устанавливают УФС 0, 90 и 180° на КФС и после установки каждого из них определяют отклонения показаний фазометра от значений УФС на входах фазометра, т.е. от 0, 90, 180 и 270°; записывают найденные отклонения δ12, δ22, δ32, и δ42 (1-е, 2-е, 3-е и 4-е измерения; 2-я серия).

III серия

После установки УФС 180° на КФС и снятия показаний фазометра устанавливают УФС 180° на ДФ; последовательно устанавливают УФС 270, 0 и 90° на КФС и после установки каждого из них определяют отклонения показаний фазометра от номинальных значений УФС на входах фазометра, т.е. от 0, 90, 180 и 270° соответственно; записывают найденные отклонения δ13, δ23, δ33, и δ43 (1-е, 2-е, 3-е и 4-е измерения; 3-я серия).

IV серия

После установки УФС 90° на КФС и снятия показаний фазометра последовательно устанавливают УФС 180, 270, 0° на КФС и после установки каждого из них определяют отклонения показаний фазометра от 0, 90, 180 и 270° соответственно; записывают найденные отклонения δ14, δ24, δ34, и δ44 (1-е, 2-е, 3-е измерения; 4-я серия).

Запись отклонений для расчета погрешности фазометра производят в протоколе поверки, форма которого приведена в приложении 7 (табл. 1).

5.3.3.3. Если точность поверяемого фазометра высока, и есть необходимость определить его основную погрешность в более чем четырех точках фазовой характеристики, выбирают активную образцовую меру, обеспечивающую дискретное задание необходимого количества точек, с дискретностью φq. Основную погрешность определяют при соединении средств измерений по структурной схеме, приведенной на рис. 2.

В качестве ДФ используют фазовращатели, настроенные на углы 0°, φ°q; для частот, на которых определяют основную погрешность фазометра.

Проверку основной погрешности производят в следующей последовательности: устанавливают рабочую частоту и выходное напряжение КФС в соответствии с приложением 4;

устанавливают дополнительным фазовращателем УФС равный 0°;

устанавливают на калибраторе УФС равный 0°;

«обнуляют» индикатор фазометра и фиксируют его начальные показания;

устанавливают последовательно УФС с требуемой дискретностью, например 30°, т.е. УФС 30, 60, 90 и т.д. до 330° на КФС и после установки каждого из них снимают показания поверяемого фазометра;

определяют отклонения показаний поверяемого фазометра от номинального значения УФС на его входах (δ′i), равного сумме УФС калибратора и ДФ, т.е. от 0, 30, 60, 90 и т.д. до 330° соответственно;

полученные отклонения (δ′i) записывают в таблицу;

после установки УФС 330° на КФС и снятия показаний фазометра устанавливают на калибраторе УФС, равный 0°, а дополнительным фазовращателем УФС равный φ°q (30°);

«обнуляют» индикатор фазометра и фиксируют его начальные показания; устанавливают последовательно УФС с той же дискретностью, т.е. УФС 30, 60, 90 и т.д. до 330° на КФС и после каждого из них снимают показания поверяемого фазометра;

определяют отклонения показаний поверяемого фазометра от номинального значения УФС, действующего на его входах (δ′′i), и равного сумме УФС калибратора и ДФ, т.е. от 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, 360°;

полученные отклонения (δ′′i) записывают в таблицу (см. приложение 7, табл. 2).

Здесь i - номер поверяемой точки на фазовой характеристике КФС.

Запись отклонений для расчета погрешности фазометра производят в протоколе поверки, форма которого приведена в приложении 7 (табл. 2).

5.3.4. Методом сличения с пассивной образцовой мерой основную погрешность определяют при соединении средств поверки по структурной схеме, представленной на рис. 3.

Рис. 3

Г - генератор синусоидальных сигналов; ПОМ - пассивная образцовая мера фазового сдвига;
Ф - фазометр

В качестве пассивной образцовой меры применяют круговые бесконтактные индуктивные фазовращатели типа БИФ или емкостные типа ФЕ-1 и RC-фазовращатели (см. приложение 3).

От генератора Г сигнал поступает на ПОМ, с двух выходов которой напряжения подают на входы поверяемого фазометра. По шкале ПОМ задают УФС (10, 20, 30 и т.д. до 360°) и записывают показания Ф. Основную погрешность фазометра Δφ определяют по формуле Δφ = φФ - φПОМ, где φПОМ и φФ - значения УФС, определяемые по шкале ПОМ и индикатору Ф соответственно.

5.3.5. Независимую поверку фазометров осуществляют на частотах от 0,001 до 5 МГц при соединении средств поверки по структурной схеме, приведенной на рис. 4.

Рис. 4

Г - генератор; КФ-1, КФ-2 - круговые фазовращатели

Один из круговых фазовращателей КФ-1 должен иметь одну исходную (любую) отметку на шкале. Второй фазовращатель может не иметь шкалы. На вход поверяемого фазометра Ф через фазовращатели от генератора Г подают два напряжения одного уровня. Указатель фазовращателя КФ-1, включенного на вход 1-го канала Ф, устанавливают на исходную отметку шкалы. При помощи фазовращателя КФ-2 устанавливают нулевое показание фазометра.

Фазометр проверяют при значениях УФС 30, 60, 90 и 180°. Вращением ручки фазовращателя КФ-1 по показаниям Ф устанавливают одно из указанных значений УФС, фазовращателем КФ-2 показания Ф сводят к нулю.

В зависимости от первоначального выбранного значения эту операцию проводят 11 раз при значениях УФС 30°, пять раз при 60°, три раза при 90° и один раз при 180°. На 12-й, 6-й, 4-й или 2-й раз (в общем случае G-й) фазовращатель КФ-1 устанавливают по своей шкале на исходную отметку. При этом записывают показание φ0 по Ф. Основную погрешность Δφ поверяемого фазометра определяют по формуле

где G - порядковый номер операции поверки.

5.4. Определение погрешности при ослабленных неизменных уровнях входных сигналов

5.4.1. Перед началом измерения так же, как и по п. 5.3.1, контролируют напряжения на входах фазометра. Частоты, на которых проводят проверку, выбирают в соответствии с приложением 4.

5.4.2. Если погрешность активной образцовой меры не превышает 1/3 предела основной допускаемой погрешности фазометра, основную погрешность определяют по методике п. 5.3.3.1 при соединении средств поверки по структурной схеме, приведенной на рис. 5.

Рис. 5

АОМ - активная образцовая мера; ДН* - делитель напряжения; Ф - фазометр

_________________

*В случае отсутствия делителей напряжения, допускается использовать аттенюаторы, встроенные в каналы АОМ, например, аттенюаторы в каналах прибора Ф1-4.

5.4.3. Если точность поверяемого фазометра примерно равна точности АОМ, основную погрешность определяют с помощью АОМ и дополнительного фазовращателя при соединении средств поверки по структурной схеме, приведенной на рис. 6. и по методике п. 5.3.3.2.

Рис. 6

ДФ - дополнительный фазовращатель

5.4.4. Значения погрешности, полученные по п. 5.4, не должны превышать основной допускаемой погрешности, указанной в ТД на данный тип фазометра.

5.4.5. При поверке фазометров высокой точности (погрешность не более 0,2°) оформляют протокол, пример заполнения которого приведен в приложении 7.

5.4.6. При поверке фазометров с погрешностью более 0,2° протокол не заполняют.

5.5. Определение погрешностей при изменении уровня входных сигналов в одном из каналов (амплитудно-фазовых погрешностей по каналам)

5.5.1. Амплитудно-фазовую погрешность (АФП) определяют с помощью аттенюатора при соединении средств измерений по структурной схеме, приведенной на рис. 7.

Рис. 7

А - образцовый аттенюатор; Ф - поверяемый фазометр; КФС - калибратор фазовых сдвигов

С выхода «Вых. 1» калибратора фазовых сдвигов сигнал поступает на поверяемый фазометр, с выхода «Вых. 2» - на вход аттенюатора, с выхода которого - на «Вх. 2» фазометра. Вначале регулятор, аттенюатора устанавливают на нулевое ослабление и фазометр рукоятками калибровки выводят на нулевое показание. Затем регулятор аттенюатора переключают в положение максимального ослабления для данного типа фазометра. Показания фазометра ср и есть амплитудно-фазовая погрешность фазометра Δφаф.

Если известна амплитудно-фазовая погрешность аттенюаторов, то

Δφа = max (φ ± Δφа),

где Δφа - амплитудно-фазовая погрешность аттенюатора (см. приложение 8).

При поверке фазометров, имеющих верхнюю границу входного напряжения до 10 В, рекомендуется вместо КФС использовать генератор с большим выходным напряжением, а для устранения рассогласования в измерительных цепях установить дополнительные аттенюаторы с затуханием 6 дБ.

Структурная схема соединения средств поверки для этого случая представлена на рис. 8.

Рис. 8

Г - генератор; ДА - дополнительный аттенюатор

6. Оформление результатов поверки

6.1. Положительные результаты поверки должны быть оформлены:

при первичной поверке - записью в паспорте фазометра, удостоверенной в порядке, установленном предприятием;

при государственной периодической поверке - выдачей свидетельства по форме, установленной Госстандартом СССР;

при ведомственной периодической поверке - выдачей свидетельства о поверке по форме, установленной в министерстве (ведомстве).

Во всех случаях прибор пломбируют.

6.2. При отрицательных результатах поверки прибор к применению не допускают и на него выдают извещение о непригодности с указанием причины.

Приложение 1
Справочное

Основные технические и метрологические характеристики серийно выпускаемых отечественных фазометров

Тип фазометра

Диапазон частот, Гц

Диапазон измеренного УФС1

Предел допускаемой погрешности

Уровень входных сигналов, В

Разрешающая

способность

при равных входных сигналах

при соотношении уровней входных сигналов свыше 0 до 40 дБ

при соотношении уровней входных сигналов свыше 0 до 60 дБ

Ф2-13

20 - 106

(-180) - 0 - 180°

±(0,015 φх2 + 0,5)°

при 0,02 - 200 кГц;

±(0,02 φх + 1)°

при 200 - 1000 кГц

±(0,015 φх + 0,5 + 0,2А3

при 0,02 - 0,2 кГц;

±(0,015 φх + 0,5 + 0,75А

при 0,2 - 200 кГц;

±(0,02 φх + 1 + 0,15А

при 200 - 1000 кГц

 

От 0,1 до 10

(R = 1 МОм; С =20 пФ)

0,2°

Ф2-16

20 - 2106

0 - 180°

0 - 360°

±(0,2 + 0,004 φх)

при 20 Гц - 2 МГц

-

±(0,2 + 0,04 φх + 0,05А

при 0,02 - 200 кГц;

±(0,2 φх + 0,004 φх + 0,075А

при 200 - 2000 кГц

От 0,001 до 1

(R = 1 МОм, С = 30 пФ)

0,1°

Ф2-28

5 - 5105

0 - 360°

±0,2°

при 50 - 200 Гц;

±0,3°

при 200 Гц - 100 кГц (±0,4f4

при 100 - 500 кГц

при входных сигналах от 0,1 до 10 В не > 0,4° - при входных сигналах ниже 0,1 В

Не более 0,04 А

От 0,01 до 10

(R = МОм, С = 30 пФ)

0,01°

ФК2-35

0,1 - 107

0 - 360°

Частота от 0,1 до 10 Гц:

±0,05 (1 + 1/F)5

при входных сигналах от 1 до 0,01 В;

±(0,2 + 0,004А

при входных сигналах от 0,001 до 0,003 В.

Частота от 20 до 105 Гц.

±0,03° при входных сигналах от 1 до 0,01 В;

±(0,02 + 0,004А

при 2 - 20 Гц;

±(0,03 + 0,003А

при 20 - 105 Гц;

±(0,1 + 0,003А

при 105 - 106 Гц;

±(0,1 + 0,004А + 10-8F)

при 106 - 107 Гц

±(0,03 + 0,007А

при 20 - 105 Гц; ±(0,1 + 0,007А

при 105 - 106 Гц; ±(0,1 + 0,007А + 810-8

при 106 - 107 Гц

От 0,001 до 1

(R = 1 МОм, С = 10 пФ)

0,001°

 

 

 

±(0,03 + 0,002A

при входных сигналах от 0,01 до 0,001 В.

Частота от 105 до 106 Гц; ±(0,1 + 0,001А

при входных сигналах от 0,1 до 0,001 В;

±0,1° при входных сигналах от 1 до 0,01 В.

Частота от 106 до 107 Гц; ±(0,1 + 0,8F10-7)° при входных сигналах от 1 до 0,01 В;

±(0,1 + 0,004A + 10-8F)° при входных сигналах от 0,1 до 0,001 В

 

 

 

 

Ф5126

106 - 15107

0 - 360°

±0,3° не более;

±0,6° при 20 дБ

-

-

От 0,01 до 1

(R = 100 кОм С = 5 пФ)

0,1°

Ф2-34

0,5 - 5106

0 - 360°

±(0,008 + 0,1°/F)

при 1 - 20 Гц;

±(0,1 + 10-1F

при 20 - 5106 Гц при входных сигналах от 0,01 до 2 В;

±(0,5 + 10-7F

при 5 - 5106 Гц

при входных сигналах от 0,002 до 0,01 В

(±0,075А) °

при 1 - 5 Гц;

(±0,03А

при 5 - 2105 Гц;

(±0,05А

при 2105 - 2106 Гц;

(±0,1А

при 2106 - 5106 Гц

(±0,03А

при 5 - 2105 Гц;

(±0,75А

при 2 - 105 - 2106

Гц; (±0,15А

при 2106 - 5106 Гц

От 0,01 до 2 -  частота от 1 до 5 Гц;

от 0,002 до 2 - частота от 5 до 5106 Гц (R = 100 кОм, С = 5 пФ)

0,01°

Ф5131

10-3 - 2105

0 -359,9°

±0,5° при 10-3 - 103 Гц;

±1° при 103 -2105 Гц

±1,0° при 10-3 - 103 Гц;

±2,0° при 103 - 2105 Гц

-

От 0,03 до 100

(R = 1 МОм,

С = 10 - 30 пФ)

0,1°

Ф5136

20 - 2106

0 - 360°

-

0,1°

-

-

0,1°

_________________

1УФС - угол фазового сдвига;

2φx - измеряемый УФС;

3А - ослабление в децибелах;

4f- частота в сотнях килогерц;

F - частота в герцах.

Приложение 2
Справочное

Основные технические характеристики фазометров, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами

Тип прибора

Технические характеристики

Диапазон углов

Диапазон частот, Гц

Диапазон входных сигналов, В

Разрешающая

способность

Основная погрешность

Наличие автоматизации

измерений

Mod аМР 380ф. Freedback Франция, 1982

0 - 360°

0,5 - 105

0,01 - 100

0,1°

0,2 - 2°

Нет

США, 1979 ф. Krohn-Hite. Mod. 6500

0 - 360°

3 - 5106

0,1 - 120

0,01°

0,05 - 35°

Нет

Англия, 1980 ф. Pres-Scient. Mod. 4001-5.

0 - 360°

0,5 - 3 106

0,01 - 300

0,01°

0,1 - 5°

Нет

США, 1979. Mod 305,ф. Dranetz

0 - 360°

2 - 1,1 107

0,01 - 300

0,01°

0,05 - 1°

Нет

Дания, ф. Bruel-Kjer. Mod. 2971

0 - 360° или 0 ± 180° 0 - 6,28 рад 0 - 0,14 рад

2 - 2105

0,01 - 1510

1 - 3°

Нет

Mod. 2977

0 - 360° или 0 ± 180° 0 - 6,28 рад 0 ± 3,14 рад

2 - 2105

10

0,5°

0,1°

Нет

Приложение 3
Справочное

Перечень аппаратуры, применяемой при поверке

Наименование и тип прибора

Основные технические и метрологические параметры

Диапазон

Предел допускаемой основной погрешности

Рабочая частота, Гц

Относительная нестабильность рабочей частоты за 10 мин, не более

Уровень входного напряжения, В

Уровень выходного напряжения, В

Параметры входной цепи

Выходное сопротивление, Ом

Калибраторы фазового сдвига: Ф1-2

Фазового сдвига 0 - 360°

0,1°

5103, 10103, 20103,

50103, 100103,

200103

210-6

-

1 - 10

-

120

Ф5125

УФАМП-1

0 - 360°

0 - 360°

0,1°

0,1°

2 - 20103

От 0,001 до 10000 через 0,001 Гц; 30103, 1080103

10-5

210-5

-

-

0,1 - 10

0,1 - 10 (От 10-3 до 103 Гц),

4,0(30103 Гц),

0,5(1080103 Гц)

-

-

 

50

-

Ф1-4

0 - (±360)° с дискретностью 10° при 5 Гц - 2 МГц; 30° при 5 и 10 МГц

±0,1° при частоте от 5 до 20 Гц;

±0,03 при частоте от 20 до 104 Гц; ±0,05° при частоте от 104 до 106 Гц;

±0,1° при частоте от 106 до 107 Гц

От 5 до 107

510-5

-

(1 - 0,001) ±30 %

-

500

Ф5224

0 - (±360)° с дискретностью 0,1° до 20 кГц;

1° свыше 20 кГц

±0,1°

0,001 - 2105

10-5

-

0,001 - 10

-

50

Круговые бесконтактные фазовращатели:

 

 

 

 

 

 

 

 

БИФ-211

0 - 360°

От 0,5 до 1,5103

-

От 10 до 40

От 5 до 15

500 Ом

-

БИФ-112

0 - 360°

0,5°

От 1,5 до 5103

-

От 10 до 40

От 5 до 15

500 Ом

-

БИФ-114

0 - 360°

0,5°

От 4 до 20103

-

От 10 до 40

От 5 до 15

500 Ом

-

БИФ-116

0 - 360°

От 20 до 80103

-

От 10 до 40

От 5 до 15

160 Ом

-

БИФ-118

0 - 360°

От 40 до 120103

-

От 10 до 40

От 5 до 15

160 Ом

-

БИФ-119

0 - 360°

От 80 до 360103

-

От 15 до 20

От 6,5 до 7,5

160 Ом

-

БИФ-025

0 - 360°

3,5°

От 100 до 1700103

-

От 0,3 до 6

От 0,1 до 2,5

115 Ом

-

ФЕ-1

0 - 360°

От 10 до 5000103

-

От 15 до 40

От 0,75 до 20

-

-

Аттенюатор Д1-13

Ослабление 0 - 90 дБ

(0,02A*)°(1 МГц)

(0,08А)° (10 МГц)

0 - 10 МГц

-

1,5

-

-

-

Д1-13А

0 - 90 дБ

(0,01A)° (1 МГц)

(0,06A)° (10 МГц)

0 - 10 МГц

-

1,5

-

-

-

Д2-31

10 дБ

(0,01А) ° (1 МГц)

(0,03А) ° (10 МГц)

0 - 10 МГц

 

 

 

 

 

Д2-32

10 дБ

(0,01A)° (1 МГц)

(0,03A) ° (10 МГц)

0 - 10 МГц

-

-

-

-

-

Генераторы:

Г3-110

-

-

От 0,01 до 2106

110-7

-

От 210-3 до 2

-

50

Стабилизатор

напряжения СН-0,75

220 В

Нестабильность

50

-

-

220 ± 5

-

-

Осциллограф

С1-92

-

-

0 - 100 МГц

-

5 мВ/1 дел

-

50 пф

1,5 МОм

-

_________________

*А - ослабление в децибелах.

Приложение 4
Обязательное

Параметры входных сигналов при определении основной погрешности фазометров

Тип фазометра

Частота

Уровни входных напряжений, В

Пункт методических указаний

Ф2-13

20 Гц: 10 кГц; 100 кГц; 500 кГц; 1 МГц

1.0

5.3.3.1

Ф2-16

20 Гц; 10 кГц; 100 кГц; 500 кГц; 2 МГц;

1,0

5.3.3.1

Ф5126

1; 5; 10 МГц

1,0

5.3.3.1

Ф2-28

20 Гц; 10 кГц; 100 кГц; 500 кГц

1,0

5.3.3.2 или 5.3.3.3

ФК2-35

2 Гц; 20 Гц; 100 кГц; 1 МГц

0,1; 0,001;

5.3.3.2 или 5.3.3.3

 

 

0,01; 0,001;

5.5.3.2 или 5.3.3.3

 

 

0,01; 0,01

 

 

2 Гц

0,003

5.3.3.1

 

1 МГц

0,001

5.3.3.1

 

10 МГц

0,001; 0,01

5.3.3.1

Ф2-34

1 Гц; 20 Гц; 100 кГц; 5 МГц

1,0

5.3.3.2 или 5.3.3.3

 

5 Гц; 100 кГц; 5 МГц

0,002

5.3.3.2 или 5.3.3.3

Ф5131

0,01 Гц; 1 Гц; 10 кГц; 100 кГц; 200 кГц

1,0

5.3.3.1

Mod ДМР380

0,5; 5; 10; 20 Гц

 

 

 

10; 100 кГц

 

 

Mod 6500

5; 20 Гц; 100 кГц; 5 МГц

 

 

Mod 4001-5

1; 20; 5 Гц; 100 кГц; 2 МГц

1,0

5.3.3.1

Mod 305

2 Гц; 20 Гц; 10, 100, 500 кГц

 

 

Mod 2971

2; 20 Гц; 10; 200 кГц

 

 

Mod 2977

2; 20 Гц; 10; 200 кГц

 

 

Приложение 5
Обязательное

Дополнительные фазовращатели на 0, 90 и 270°, используемые в случае определения основной погрешности с помощью калибратора фазовых сдвигов и дополнительного фазовращателя.

Фазовращатель состоит из резистора R и конденсатора С, соединенных по схеме, приведенной на рисунке.

В - микропереключатель; R - резистор типа OMЛT; С - конденсатор типа КМ-5 А.

Номинальные значения R и С для различных частот

 

Частоты

 

5 - 20 Гц

10 кГц

100 кГц

500 кГц

1 МГц

10 МГц

R

160 кОм

15 кОм

1,5 кОм

1,5 кОм

750 Ом

270 Ом

С

ОД мкФ

1000 пФ

1000 пФ

200 пФ

200 пФ

51 пФ

Погрешность резисторов ±5 %.

Погрешность конденсаторов ±10 %

Приложение 6
Справочное

Обоснование методики определения основной погрешности электронных фазометров с использованием дополнительных фазовращателей*

_________________

*Данная методика относится к категории экспериментально-математических методов поверки (когда уровни точности воспроизведения и измерения близки) суть которых заключается в достоверном разделении погрешностей устройства воспроизведения и измерения УФС.

Определение погрешности измерения УФС осуществляется по структурной схеме, приведенной на рисунке.

Калибратор фазового сдвига КФС- воспроизводит значение УФС, равное ψ1 причем ψ1 = ψном + Δψ, где ψном - номинальное значение УФС, установленное на индикаторе КФС; Δψ - погрешность воспроизведения ψном.

На входы поверяемого фазометра ПФ подан φвх, равный сумме УФС, воспроизводимых калибратором фазового сдвига КФС и дополнительным фазовращателем ДФ φвх = ψ + Θ, где Θ - УФС, воспроизводимый ДФ;

Θ = Θном + ΔΘ, где Θном - номинальное значение УФС, установленное на ДФ; ΔΘ - погрешность воспроизведения. Тогда φвх = ψном + Δψ + Θном + ΔΘ. Индикатор ПФ покажет φ = φвх + ΔφФ, где ΔφФ - погрешность ПФ.

φ = ψном + ψном + Θном + ΔΘ + ΔφФ

Если ψном будут принимать значения через дискрет 2π/K. а Θном через 2π/М (в общем случае К ≠ М. хотя практически удобен случай К = М) так, чтобы происходило наполнение погрешности фазометра в точках измерения выбранного дискрета УФС, то получится пространство погрешностей, которое можно нормализовать в виде таблицы, где по строкам будут накапливаться погрешности ПФ, по графам - погрешности КФС, а по диагоналям -погрешности ДФ. Если УФС будут принимать значения от 0 до 2π, то погрешность ПФ проявит все свои значения, которые она имеет в этом интервале УФС, включая как максимальное KΔφmax, так и минимальное значения KΔφmin. Полуразность между ними дает значение погрешности фазометра, т.е. ΔφФ = ± [(K Δφmax + Δψi; + ΔΘi) - (KΔφmax + Δψi + ΔΘi)] Учитывая, что ψ1 ≈ Δψi ≈ ΔψK и ΔΘ1 ≈ ΔΘi ≈ ΘK, а также приведя значение с учетом граф, получим ΔφФ = (KΔφmax - KΔφmin)

Точность приведенного метода определения погрешности фазометра определяется разрешающей способностью их индикаторов, случайными составляющими погрешностей КФС, ДФ и ПФ, обусловленными в основном временными нестабильностями их фазовых характеристик. В состав ДФ входят фазоинвертор, выполненный в виде транзисторного дифференциального каскада, и фазовращатель, выполненный на -цепях. Общая временная нестабильность фазовых характеристик КФ, ДФ и ПФ в течение 3 мин, необходимых для поверки прибора на одной частоте, составляет не более 0,01°. Разрешающая способность индикаторов ПФ составляет 0,001 - 0,01° и практически не влияет на точность данного метода. Следовательно, точность метода определяется временной нестабильностью фазовых характеристик ПФ, КФ и ДФ и равна ±0,01°, что обеспечивает достаточную достоверность оценки погрешностей поверяемых фазометров.

Учитывая практическую реализацию, целесообразно применение четырех дополнительных фазовращателей через 90°, так как распределение значений погрешности УФС имеет синусообразный характер.

В таблице представлено пространство погрешностей УФС.

 

Номинальные значения УФС на ФС

 

ψном1 = 0°

Номинальные значения
УФС на ДФ

Θном1 = 0°

φ1 + ψ1 + Θ1

φ1 + ψ2 + Θм

φ1 + ψj + Θм - 2

φ1 + ψK + Θ2

Kφ1 + ψ2 + ΔΘ

Сумма показаний по строкам

φ2 + ψ2 + Θ2

φ2 + ψ2 + Θ1

φ2 + ψj + Θм - 1

φ2 + ψK + Θм - 2

1 + ψ1 + ΔΘ

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

φi + ψ2 + Θi

φi + ψ2 + Θi -

φi + ψj + Θ1

φi + ψK + Θм

i + ψ + ΔΘ

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

φм + ψ1 + Θм

φм + ψ2 + Θм - 1

φм + ψj + Θм - 3

φi + ψK + Θ1

м + ψ + ΔΘ

 

Δφ + Mψ1 + ΔΘ

Δφ + Mψ2 + ΔΘ

Δφ + Mψj + ΔΘ

Δφ + MψK + ΔΘ

 

Сумма показаний по графам

Приложение 7
Обязательное

Формы протоколов поверки фазометров с помощью дополнительного фазовращателя

1. Методика поверки по п. 5.3.3.2.

Таблица 1

УФС на входе поверяемого фазометра, градус

Дополнительный УФС

Алгебраическая сумма погрешностей фазометра в основных точках шкалы

90°

180°

270°

0

δ11

δ12

δ13

δ14

Σ1

90

δ21

δ22

δ23

δ24

Σ2

180

δ31

δ32

δ33

δ34

Σ3

270

δ41

δ42

δ43

δ44

Σ4

За основную погрешность измерения УФС принимают разность между максимальным, и минимальным значениями сумм погрешностей фазометра в основных точках шкалы, поделенную на 8 и взятую со знаком (±), т.е.

Например, если

Σ1 = Σmax и Σ4 = Σmin,

Δφ1 = 0;

Δφ2 = δ1 - 2δср где ;

Δφ3 = δ1 - δ2 - 2δср.;

Δφ4 = δ1 + δ2 + δ3 - 3δср.

2. Методика поверки по п. 5.3.3.3.

Таблица 2

УФС на выходе КФС, градус

Дополнительный УФС

Вычисленная разность

Погрешность поверяемого фазометра

отклонения показаний

отклонения показаний

0

δ'1

δ"1

δ1 = δ"1 - δ'1

Δφ1

30

δ'2

δ"2

δ2 = δ"2 - δ'2

Δφ2

60

δ'3

δ"3

δ3 = δ"3 - δ'3

Δφ3

90

δ'4

δ"3

δ4 = δ"4 - δ'4

Δφ4

120

δ'5

δ"5

δ5 = δ"5 - δ'5

Δφ5

150

δ'6

δ"6

δ6 = δ"6 - δ'6

Δφ6

180

δ'7

δ"7

δ7 = δ"7 - δ'7

Δφ7

210

δ'8

δ"8

δ8 = δ"8 - δ'8

Δφ8

240

δ'9

δ"9

δ9 = δ"9 - δ'9

Δφ9

270

δ′10

δ"10

δ10 = δ"10 - δ'10

Δφ10

300

δ'11

δ"11

δ11 = δ"11 - δ'11

Δφ11

330

δ'12

δ"12

δ12 = δ"12 - δ'12

Δφ12

Для определения основной погрешности фазометра производят следующие вычисления: определяют разности соответствующих значений третьей графы табл. 1 (δ′′i) и значений второй графы табл. 1 (δ′i), полученные значения (δi = δ′′i, - δ′′i) записывают в четвертую графу табл. 1.

Для каждого УФС, действующего на входе фазометра, вычисляют погрешность поверяемого фазометра по формулам:

Δφ1 = 0;

Δφ2 = δ1 - δср где ;

Δφ3 = δ1 - δ2 - 2δср.;

Δφ4 = δ1 + δ2+ δ3 - 3δср.;

и т.д. и записывают в четвертую графу табл. 2.

За основную погрешность измерения УФС принимают разность между максимальными и минимальными значениями элементов пятой графы, поделенную на 2 и взятую со знаком ±, т.е.

Например, если

Δφmax = Δφ3,

Δφmin = Δφ9,

Δφ = ± (Δφ3 - Δφ9).

Приложение 8
Справочное

Пример заполнения протокола поверки фазометра методом сличения с образцовой активной мерой

Пример 1

Протокол № 85

Определение основной погрешности фазометра типа ФК2-35 № 012 выпуска 1986 г. Применяемая аппаратура: образцовый калибратор фазы 1-го разряда типа Ф1-4 № 367 выпуска 1985 г.

1. Определение основной погрешности при равных оптимальных входных сигналах.

Таблица 1

Частота сигнала

Значение УФС по КФС

Отсчет по поверяемому фазометру

Среднее значение

Погрешность фазометра

Примечание

1 МГц

Градус

Входное напряжение на фазометре 1 мВ

0

000,02

000,01

000,01

0,013

+0,013

10

009,99

010,00

010,01

10,0

0

20

020,02

020,01

019,99

20,006

+0,006

30

029,99

029,98

030,00

29,99

-0,01

90

090.06

090.07

090.08

90,07

+0,07

Основная погрешность фазометра (+0,07°) не превышает указанной в техническом описании (0,1°).

2. Определение погрешностей при неизменных уровнях сигналов и ослаблении сигнала в одном из каналов в 60 дБ.

Таблица 2

Частота сигнала

Значение УФС по КФС

Отсчет по поверяемому фазометру

Среднее значение

Погрешность фазометра

1 МГц

Градус

0

0,270

0,281

0,260

0,27

+0,27

10

10,100

10,210

10,35

10,22

+0,22

20

19,951

20,250

20,610

20,27

+0,27

30

30,376

30,582

29,797

30,25

+0,25

90

90,357

90,420

89,853

90,21

+0,21

270

269,683

270,127

269,380

269,73

-0,27

350

349,698

349,203

350,443

349,78

-0,22

360

359,697

359,211

360,430

359,78

-0,22

Погрешность, указанная в техническом описании, равна ±(0,1 + 0,003А) = ±(0,1 + 0,003 - 60) = 0,28°.

Погрешность фазометра (0,27°) не превышает указанной в техническом описании.

3. Определение погрешности при ослаблении уровня входного сигнала на одном из входов до 60 дБ (АФП). Дополнительные средства поверки: аттенюатор типа Д1-13А № 528.

Таблица 3

Частота сигнала

Соотношение уровней напряжения на входах

Отсчет по фазометру

Среднее значение

АФП аттенюатора

АФП фазометра

В

дБ

Градус

1 МГц

1/1

0

0,02

0,01

0,00

0,01

0

0,01

1/0,001

46

0,868

0,878

0,858

0,868

0,46

0,408

Погрешность, указанная в техническом описании, равна ±(0,1 + 0,007А)° = ±(0,1 + 0,007 - 46) = 0,42°.

Погрешность фазометра (0,408°) не превышает указанной в техническом описании.

Вывод. По результатам поверки фазометр признан годным.

Начальник лаборатории ____________________________________________________

Поверитель ______________________________________________________________

Пример заполнения протокола независимой поверки фазометра.

Пример 2

Протокол № 96

Определение основной погрешности фазометра типа Ф2-13 № 12608 выпуска 1976 г. Применяемая аппаратура: генератор Г3-110; фазовращатель БИФ-0,25 - 2 шт.

Таблица 4

Частота, МГц

УФС, градус

Введение угла с помощью кругового фазовращателя КФ-1

Показание поверяемого фазометра при измерении, градус

Сброс угла с помощью кругового фазовращателя КФ-2

Показание поверяемого фазометра, градус

1-м

2-м

3-м

среднее значение

1

180

1-й раз

Ввод ГФ до 0°

180

182,1

180

182

180

183

180

181,3

1-й раз

-

0

-

1

120

1-й раз

2-й раз

Ввод ГФ до 0°

120

120

123

120

120

122

120

120

123

120

120

122,6

1-й раз

2-й раз

-

0

0

-

1

90

1-й раз

2-й раз

3-й раз

Ввод ГФ до 0°

90

90

90

93

90

90

90

92

90

90

90

91,5

90

90

90

92,1

1-й раз

2-й раз

3-й раз

-

0

0

0

-

1

60

1-й раз

2-й раз

3-й раз

4-й раз

5-й раз

Ввод ГФ до 0°

60

60

60

60

60

63

60

60,2

60

60

60

63,2

60,1

60,1

60

60

60

63,2

60

60,1

60

60

60

63,1

1-й раз

2-й раз

3-й раз

4-й раз

5-й раз

-

0

0

0

0

0

-

 

1

40

1-й раз

2-й раз

3-й раз

4-й раз

5-й раз

6-й раз

7-й раз

8-й раз

Ввод ГФ до 0°

40

40,1

40

40

39,9

40

39,9

40

45,3

40

40,1

40

40,1

40

40

39,9

40

45,2

40

40

40,1

40,1

40,1

40

40

40

45,4

40

40

46

40,1

40

40

39,9

40

45,3

1-й раз

2-й раз

3-й раз

4-й раз

5-й раз

6-й раз

7-й раз

8-й раз

-

0

0

0

0

0

0

0

0

-

 

По результатам поверки фазометр признан годным

Начальник лаборатории ____________________________________________________

Поверитель ______________________________________________________________

Пример заполнения протокола поверки фазометра с помощью дополнительного фазовращателя.

Пример 3

Протокол № 95

Определение основной погрешности фазометра типа ФК2-35 на частоте 100 кГц при равных уровнях входных сигналов (входное напряжение 10 В) в 4-х точках фазовой шкалы.

Таблица 5

УФС, действующее на входе поверяемого фазометра, градус

Угол дополнительного фазового сдвига, градус, вводимого ДФ

Алгебраическая сумма элементов строки, градус

90°

180°

270°

0

0,06°

0,04

0,14

0,01

0,25

90

90,05°

90,04

90,01

90,04

0,14

180

180,11°

180,01

180,11

180,04

0,27

270

269,97°

270,01

270,03

270,02

0,03

Δφ = ±0,03° < 0,1°.

По результатам поверки фазометр признан годным.

Начальник лаборатории ____________________________________________________

Поверитель ______________________________________________________________

Приложение 9
Справочное

Систематическая амплитудно-фазовая погрешность аттенюаторов в диапазоне ослаблений 0 - 80 дБ

Тип аттенюатора

Погрешность на частотах

1 МГц

10 МГц

Д1-13

0,01А*

0,08А

Д1-13А

0,01А

0,06А

Д2-31

0,01А

0,03А

Д2-32

0,01А

0,03А

_________________

*А - ослабление в децибелах уровня сигнала на одном из входов.

Примечание. Данные аттенюаторов приведены на основании испытаний на аппаратуре ДК1-16.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Операции поверки. 1

2. Средства поверки. 1

3. Требования безопасности. 2

4. Условия поверки. 2

5. Проведение поверки. 2

6. Оформление результатов поверки. 8

Приложение 1. Справочное Основные технические и метрологические характеристики серийно выпускаемых отечественных фазометров. 8

Приложение 2. Справочное Основные технические характеристики фазометров, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами. 10

Приложение 3. Справочное Перечень аппаратуры, применяемой при поверке. 10

Приложение 4. Обязательное Параметры входных сигналов при определении основной погрешности фазометров. 12

Приложение 5. Обязательное. 12

Приложение 6. Справочное Обоснование методики определения основной погрешности электронных фазометров с использованием дополнительных фазовращателей*. 13

Приложение 7. Обязательное Формы протоколов поверки фазометров с помощью дополнительного фазовращателя. 14

Приложение 8. Справочное. Пример заполнения протокола поверки фазометра методом сличения с образцовой активной мерой. 15

Приложение 9. Справочное. Систематическая амплитудно-фазовая погрешность аттенюаторов в диапазоне ослаблений 0 - 80 дБ. 18

 

494
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.