методика ВАЦ. Методика поверки ВАЦ. Методика поверки векторного анализатора цепей р4мвм118 1 Вводная часть
 Скачать 149.8 Kb.
|
|
ГЛАВА 4 МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗАТОРА ЦЕПЕЙ Р4-МВМ-118 4.1 Вводная часть Настоящая методика поверки (далее – МП) составлена в соответствии с требованиями ТКП 8.003-2011 и устанавливает методы и средства первичной и периодической поверки измерителя комплексных коэффициентов отражения и передачи Р4-МВМ-118 (далее – измерителя) в диапазоне частот 78,33 – 118,10 ГГц. Векторный анализатор цепей предназначен для автоматизированного измерения комплексных коэффициентов отражения и передачи (S11(22) и S21(12)) волноводных устройств, работающих в частотном диапазоне от 78,33 до 118,1 ГГц. Целью разработки данной методики поверки является определение действительных значений метрологических характеристик анализатора и подтверждение достоверности результатов измерений, проводимых с помощью данного прибора. Поверка измерителя должна проводится не реже одного раза в 12 месяцев. Периодическая поверка осуществляется органами, аккредитованными в данном виде деятельности. Обеспечивается прослеживаемость к Национальному эталону времени и частоты НЭ РБ 01-95 [18]. 4.2 Операции поверки При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 4.1. Таблица 4.1 – Операции, проводимые в процессе поверки
Продолжение таблицы 4.1
Допускается изменять последовательность проведения операций. 4.3 Средства поверки 4.3.1 Перечень средств поверки и их основные метрологические характеристиками приведен в таблице 4.2.
Продолжение таблицы 4.2
Вместо указанных в таблице 4.2 средств поверки разрешается применять другие средства, обеспечивающие измерение соответствующих параметров с требуемой точностью. 4.3.2 Средства поверки должны быть исправны и иметь действующие клейма и (или) свидетельства о прохождении поверки (калибровки) в соответствии с требованиями ТКП 8.003-2011. 4.3.3 Условия эксплуатации средств поверки должны соответствовать условиям поверки. 4.4 Требования безопасности При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования безопасности: – необходимо соблюдать требования по безопасности, предусмотренные в технической документации на калибруемое, эталоны и вспомогательные средства измерений; – учитывать наличие в измерительных цепях повышенных уровней выходной КВЧ мощности, поэтому категорически запрещается работа с открытыми выходными волноводными фланцами; – при проведении калибровки, анализатор, а также средства калибровки, должны иметь защитные заземления; – к проведению калибровки допускаются лица, имеющие квалификацию калибровщика электронных средств измерений. 4.5 Условия поверки При проведении поверки должны соблюдаться следующие нормальные условия испытаний:
4.6 Подготовка к поверке Перед проведением поверки необходимо: 1 Убедиться в отсутствии вибраций, сотрясений, сильных электрических и магнитных полей в помещении, в котором находится анализатор, которые могут повлиять на результаты измерений. 2 Установить вспомогательные средства измерений, позволяющие контролировать значения влияющих факторов (температуры, атмосферного давления, влажности окружающей среды). 3 Подготовить калибруемый анализатор к работе в соответствии с руководством по эксплуатации анализатора. 4 Занести в протокол калибровки информацию об эталонных мерах, зафиксировать номер калибруемого анализатора. 4.7 Проведение поверки 4.7.1 Внешний осмотр При проведении внешнего осмотра должно быть проверено и зафиксировано: – комплектность и маркировка анализатора согласно разделу «Состав анализатора» формуляра и РЭ; – отсутствие видимых механических повреждений корпуса, передней и задней панелей, соединительных элементов, влияющих на работу анализатора; – наличие и прочность крепления органов управления и коммутации, четкость фиксации их положения, наличие предохранителей анализатора; – чистота гнезд, разъемов и клемм; – состояние соединительных кабелей; – состояние лакокрасочных покрытий и четкость маркировок; – отсутствие отсоединившихся или слабо закрепленных элементов внутри анализатора (определить на слух при наклонах анализатора). При обнаружении отклонений от вышеперечисленных требований исследования прекращаются до их устранения. 4.7.2 Опробование Опробование работы анализатора производится путем проверки функционирования его основных органов управления согласно разделу «Подготовка к работе» руководства по эксплуатации анализатора для оценки его исправности без применения средств поверки. Определение метрологических характеристик 4.7.3.1 Проверка диапазона рабочих частот, определение допускаемой относительной погрешности установки и отсчета частоты. Для проверки диапазона рабочих частот отклонения установки частоты сигнала на выходе генератора необходимо собрать схему, приведенную на рисунке 4.1.  Рисунок 4.1 ‒ Схема соединения приборов при определении отклонения установки и отсчета частоты Подготовить средства измерений к работе согласно техническим описаниям и инструкциям по эксплуатации на них. Используя режим ручной перестройки частоты, на генераторе последовательно устанавливают фиксированные частоты 78,33; 88,00; 98,00; 108,00; 118,10 ГГц и измеряют частоту выходного сигнала с помощью частотомера РЧ3‑72. Результаты измерений заносят в таблицу 5.18 главы 5. Погрешность установки частоты  , кГц, вычисляют для каждой из установленных частот по формуле
где fу – номинальное значение частоты, установленное на генераторе, кГц; fи – значение частоты, измеренное частотомером, кГц. Результаты расчетов заносят в таблицу по форме таблицы Б.2 приложения Б. Результаты поверки считают удовлетворительными, если максимальное значение погрешности установки частоты не более ± 0,2 % от установленной частоты. Определение кратковременной нестабильности частоты в режиме непрерывной генерации Определение кратковременной нестабильности частоты в режиме непрерывной генерации проводят по схеме в соответствии с рисунком 2.2 на частоте 100 ГГц в следующей последовательности: – устанавливают на генераторе фиксированное значение частоты; – в течение 15 минут снимают показания значений частоты с фиксацией результата каждую минуту; – из полученных результатов выбирают максимальную fmax и минимальную частоту сигнала fmin; – вычисляют нестабильность частоты  за промежуток времени tпо формуле
где fmax – максимальное значение частоты сигнала генератора за время измерения, Гц, fmin – минимальное значение частоты сигнала генератора за время измерения, Гц; fу – номинальное значение частоты сигнала генератора, Гц. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 5.18 главы 5. Результаты поверки считают удовлетворительными, если значение кратковременной нестабильности частоты в режиме НГ не более ± 0,2 % от установленной частоты. Проверка диапазона измерения модуля коэффициента отражения и определение погрешности при измерении модуля коэффициента отражения Измерения производят по схеме, приведенной на рисунке 4.2, путем подключения к волноводному выходу «КВЧ-Выход» эталонных нагрузок волноводных с фиксированными номинальными значениями КСВН: 1,4; 2,0.  Рисунок 4.2 – Схема подключения к анализатору эталонной меры КСВН Подготовка к измерениям и измерения модуля коэффициента отражения |S11(22)| производятся согласно РЭ на измеритель. Для каждой нагрузки фиксируют результаты измерений |S11| на частотах 78,33; 88,00; 98,00; 108,00; 118,10 ГГц и рассчитывают погрешность при измерении модуля коэффициента отражения |S11(22)| в дБпо формуле:
где |S11(22)|и результат измерения, полученный с помощью измерителя, дБ; |S11(22)|э – эталонное значение |S11(22)|, дБ. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 5.20 главы 5. В случае отсутствия эталонных нагрузок допускается использование эталонного поляризационного аттенюатора в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 4.3. На шкале поляризационного аттенюатора устанавливают значение ослабления 0 дБ и производят калибровку в режиме измерения S11 в соответствии с РЭ измерителя. Далее устанавливают на аттенюаторе ослабления 7,78; 4,77; 0,00 дБ, таким образом задается эталонное значение коэффициента отражения равное 15,56; 9,54 и 0,00 дБ соответственно. Измеряют |S11(22)|и в частотных точках 78,33; 88,00; 98,00; 108,00; 118,10 ГГц в соответствии с РЭ измерителя и рассчитывают погрешность измерения модуля коэффициента отражения |S11| по формуле (4.2).  Рисунок 4.3 – Схема подключения к анализатору эталонной меры КО Результаты поверки считаются удовлетворительными, если значения погрешности не превышают значений, указанных в таблице 5.18 главы 5. Проверка диапазона измерения модуля коэффициента передачи (ослабления) и определение погрешности при измерении модуля коэффициента передачи И  змерения проводят по схеме, приведенной на рисунке 4.4, для чего необходимо с помощью отрезков волновода соединить волноводный выход измерителя с входом преобразователя выносного через аттенюатор поляризационный. Рисунок 4.4 – Схема подключения к анализатору поляризационного аттенюатора На шкале поляризационного аттенюатора устанавливают значение ослабления 0 дБ и производят калибровку в режиме измерения S21 в соответствии с РЭ измерителя. Далее путем установки указателя аттенюатора на отметки 0; 5; 10; 20; 30; 40; 50 дБ измеряют модуль коэффициента передачи |S21(12)|и в частотных точках 78,33; 88,00; 98,00; 108,00; 118,10 ГГц в соответствии с РЭ измерителя и рассчитывают основную погрешность при измерении модуля коэффициента передачи |S21(12)| в дБ по формуле
где |S21(12)|и результат измерения, полученный с помощью измерителя, дБ; |S21(12)|э – эталонное значение |S21(12)|, дБ. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 5.21 главы 5. Результаты поверки считаются удовлетворительными, если значения погрешности не превышают значений, указанных в таблице 5.21 главы 5 4.7.3.4 Проверка диапазона измерения фазы коэффициента отражения и определение погрешности при измерении фазы коэффициента отражения Измерения производят по схеме, приведенной на рисунке 4.5, путем измерения набега фаз, воспроизводимого изменения с помощью комплекта мер фазового сдвига КМФС‑3.  Рисунок 4.5 – Схема подключения к анализатору мер фазового сдвига в режиме измерения фазы коэффициента отражения До начала измерений в тракт включают меру фазового сдвига 3-11 или 3-12 из комплекта КМФС-3 и производят калибровку в режиме измерения S11 в соответствии с РЭ измерителя. Далее заменяют меру фазового сдвига мерой 3-21 или 3-22, измеряют фазу argS11и коэффициента отражения в частотных точках 78,33; 88,00; 98,00; 108,00; 118,10 ГГц в соответствии с РЭ измерителя. Рассчитывают основную погрешность при измерении фазы коэффициента отражения argS11(22) в градусах по формуле
где argS11(22)и – измеренное с помощью измерителя значение фазового сдвига коэффициента отражения, градус; argS11(22)э – значение фазового сдвига, воспроизводимого мерами фаз из комплекта КМФС-3, градус. Аналогичные измерения проводят для меры фазового сдвига 3-31 или 3-32. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 5.22 главы 5. Результаты поверки считаются удовлетворительными, если значения погрешности не превышают допустимых указанных в таблице 5.22 главы 5. 4.7.3.5 Проверка диапазона измерения фазы коэффициента передачи и определение погрешности измерения фазы коэффициента передачи И  змерения производят по схеме, приведенной на рисунке 4.6, путем измерения набега фаз, воспроизводимого изменения с помощью комплекта мер фазового сдвига КМФС‑3. Рисунок 4.6 – Схема подключения к анализатору мер фазового сдвига в режиме измерения фазы коэффициента передачи (ослабления) До начала измерений в тракт включают меры фазового сдвига 3-11 и 3-12 из комплекта КМФС-3, на шкале поляризационного аттенюатора устанавливают значение ослабления 0 дБ и производят калибровку в режиме измерения S21 в соответствии с РЭ измерителя. Далее заменяют меры фазового сдвига мерами 3-21 и 3-22 и, устанавливая на аттенюаторе ослабления |S21| 0; 5; 10; 20; 30; 40; 50 дБ, измеряют фазу argS21и коэффициента передачи в частотных точках 78,33; 88,00; 98,00; 108,00; 118,10 ГГц в соответствии с РЭ измерителя. Рассчитывают погрешность при измерении фазы коэффициента передачи argS21(12) в градусах по формуле
где argS21(12)и – измеренное с помощью измерителя значение фазового сдвига коэффициента передачи, градус; argS21(12)э – значение фазового сдвига, воспроизводимого мерами фаз из комплекта КМФС-3, градус Аналогичные измерения проводят для мер фазового сдвига 3-31 и 3-32. Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу 5.23 главы 5. Результаты поверки считаются удовлетворительными, если значения погрешности не превышают значений, указанных в таблице 5.23 главы 5. 4.4 Оформление результатов поверки Результаты поверки регистрируются в протоколе по форме, установленной в настоящей методике поверки. Положительные результаты поверки оформляются записью в формуляре измерителя, заверенной подписью поверителя, выпиской свидетельства (в соответствии с ТКП 8.003-2011) и оттиском поверительного клейма. По отрицательным результатам поверки выдается заключение о непригодности (в соответствии с ТКП 8.003-2011), в котором указываются причины непригодности. Приборы, не прошедшие поверку (имеющие отрицательные результаты поверки), запрещаются к выпуску в обращение и применению. 4.5 Выводы 1 Разработана методика поверки векторного анализатора цепей Р4-МВМ-118. 2 Составлен порядок проводимых операций и список используемых средств, необходимых для поверки. 3 Определены формулы для нахождения действительных значений метрологических характеристик анализатора и подтверждение достоверности результатов измерений, проводимых с помощью данного прибора. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
)
,
– погрешность преобразования, 
– относительная 
– относительная погрешность, вносимая системой ФАПЧ;
– коэффициент преобразования, 
– преобразованная частота, измеряемая частотомером, Гц;
– входная частота, Гц;
‒ погрешность частотомера в режиме измерения преобразованной частоты.
,
– аппаратурная разрешающая способность – случайная составляющая погрешности, обусловленная несовпадением фаз входного и опорного сигналов, Гц;
– время счета частотомера, с.
, 