Методика повірки засобу вимірювальної техніки

      Результати повірки  по даному пункту вважаються позитивними, і генератор допускається до подальшої  повірки, якщо розраховане по формулі 2.1 значення похибки не перевищує  значення встановленого в нормативній документації на повіряємий генератор. 

      2.3. Визначення параметрів спотворень

      Параметри спотворень(тривалість фронту і зрізу, викид на вершині і в паузі, нерівномірність і нахил вершини) імпульсів генератора визначають методом прямих вимірювань за допомогою електронно-променевого осцилографа [3,4]. Структурна схема з'єднання приладів при вимірі параметрів спотворень повинна відповідати мал.3.

Мал. 3 

      При вимірі тривалості фронту і зрізу імпульсів коефіцієнт розверстування  осцилографа калібрують і встановлюють таке його значення, щоб ширина зображення вимірюваної ділянки імпульсу була не менше одного великого ділення шкали по осі X на екрані електронно-променевої трубки.

      Вимір викидів на вершині і в паузі, нерівномірності Y і нахилу вершини, значення яких більше 3%, проводять безпосередньо за шкалою Y осцилографа, що калібрується.

      Потім розраховують відносні значення параметрів у відсотках по формулі:

                                          (2.3)

де - абсолютне значення параметру, одиниця напруги або одиниця  довжини;

        - амплітуда імпульсу, одиниця напруги або одиниця довжини.

      Параметри спотворень за винятком нахилу вершини визначають для найбільшого значення тривалості для двох встановлюваних значень  амплітуди - максимальної(номінальної) і мінімальної. Частота (період) повторення має бути максимально допустимій для встановленого значення тривалості імпульсів.

      Результати повірки  по даному пункту вважаються позитивними, і генератор допускається до подальшої  повірки, якщо розраховане по формулі 2.1 значення похибки не перевищує значення встановленого в нормативній документації на повіряємий генератор. 

Визначення похибки установки часового зрушення 

      Похибка установки часового зрушення імпульсів(основних імпульсів генератора відносно імпульсів синхронізації) встановлюють вимірюванням часового зрушення методом прямих вимірювань за допомогою електронно-променевого осцилографа [3,4] та розрахунком похибки згідно формули 2.1.

     Структурна  схема з’єднання приладів при вимірюваннях зсувів основних імпульсів відносно імпульсів синхронізації генератора що повіряється наведена на мал. 4.

     

     Мал. 4

     Синхроімпульси  осцилографа подають до входу  зовнішнього запуску генератора що повіряється. На один з входів двоканального підсилювача осцилографа подають синхроімпульси генератора, що перевіряється, на інший вхід - основні імпульси. Відповідними регулюваннями осцилографа та повіряє мого генератора добиваються стійкого зображення імпульсів на екрані. Коефіцієнт відхилення встановлюють таким, щоб розмах зображення імпульсів був рівний або близький до значення робочої ділянки екрану по осі Y.

      Для зручності проведення вимірів зображення ліній розгортки поєднують в  одну. Коефіцієнт розгортки калібрують і встановлюють таким, щоб ділянка розгортки між точками фронтів імпульсів, розташованими на рівнях 0,5 їх амплітуд, займала не менше 40% робочої частини розгортки. Вимірюють довжину цієї ділянки. Дійсне значення тимчасового зрушення розраховують по формулі 2.2, де під розуміють дійсне значення часового зсуву в одиницях часу, а під - довжину виміряної ділянки в одиницях довжини.

      Для генераторів з фіксованими значеннями часового зсуву похибку встановлення часового зсуву визначають для кожного  фіксованого значення часового зсуву.

     Визначення похибки встановлення часових зсувів необхідно проводити для двох встановлюваних значень амплітуди – максимальної та мінімальної; тривалість імпульсів повинна бути мінімальною.

      Результати повірки  по даному пункту вважаються позитивними, і генератор допускається до подальшої повірки, якщо розраховане по формулі 2.1 значення похибки не перевищує значення встановленого в нормативній документації на генератор, що повіряється. 

      2.5. Визначення похибки встановлення амплітуди імпульсів

      Визначення похибки установки амплітуди імпульсів генератора виконують вимірюванням встановленого значення амплітуди методом прямих вимірювань за допомогою електронно-променевого осцилографа з каліброваним коефіцієнтом відхилення [3,4] та розрахунком похибки згідно формули 2.1.

      Структурна  схема з'єднання приладів при  вимірі амплітуди імпульсів за шкалою Y осцилографа, що калібрується, повинна відповідати мал. 3

      Перед початком вимірів коефіцієнт відхилення осцилографа має бути відкалібрований  і повинно бути встановлено таке його значення, щоб висота зображення імпульсу на екрані електронно-променевої трубки була не менше 40% робочої частини екрану на осі Y. Коефіцієнт розгортки встановлюють таким, щоб ширина зображення імпульсу на рівні амплітуди була не менше 40% робочої частини розгортки. Відповідними органами регулювання осцилографа добиваються стійкого зображення імпульсу на екрані електронно-променевої трубки. Вимірюють за шкалою висоту зображення імпульсу між основою і рівнем амплітуди імпульсу і розраховують дійсне значення амплітуди за формулою:

                                     ,     (2.4)

     де  – коефіцієнт відхилення, одиниця напруги/одиниця довжини;

           - висота зображення імпульсу між основою та рівнем амплітуди імпульсу, одиниця довжини.

Похибка установки амплітуди імпульсів  визначають не менш як у трьох точках шкали, включно з точкою найбільшого(номінального) значення амплітуди та двох точок на вибір. Вимірювання виконують не менш, як для двох значень тривалості, у тому числі найменшого, для імпульсів обох полярностей.

      Результати повірки  по даному пункту вважаються позитивними, і генератор допускається до подальшої  повірки, якщо розраховане по формулі 2.1 значення похибки не перевищує  значення встановленого в нормативній документації на повіряємий генератор.

 

3. Обґрунтування вимог до метрологічних характеристик робочих еталонів. Розробка пропозицій з вибору типів засобів повірки

 

     3.1.Згідно ГОСТ 8.206-76(СТ СЭВ 3074-81) похибка зразкових засобів повірки (робочих еталонів) не повинна перевищувати припустимої похибки параметра генератора,що визначається.

     3.2.При  визначенні похибки встановлення частоти (періоду) повторення імпульсів згідно п.2.1, електронно-лічильний частотомір повинен забезпечувати вимірювання частоти (періоду) повторення імпульсу генератора що повіряється на всьому діапазоні або в встановленому значенню частоти (періоду) повторення та відповідати вимогам п.3.1 [3].

     Згідно завдання на курсовий проект, період слідування генерованих імпульсів = 1мс= с (при цьому частота повторення в герцах обчислюється по формулі =1000 Гц) . Виходячи з вимог п.3.1 та заданого періоду(частоти) слідування генерованих імпульсів в якості засобу повірки вибираємо електронно-лічильний частотомір типу Ч3-54 [5], який застосовується для налаштування, випробувань і калібрування різного роду вимірювальної техніки та має наступні основні характеристики:

     по  входу А - діапазон вимірювання частоти: в діапазоні 0,1 Гц – 300 МГц

       з похибкою ;

     по  входу Б – період імпульсів будь якої полярності з тривалістю імпульсів не менш 0,1 мкс у діапазоні частот від 0 до 1 мГц;

       діапазон амплітуди вхідних сигналів:0,1 В – 100 В (0,1 Гц-120 МГц);

     границя вимірювань тривалості імпульсів: - с.

      3.3.При визначенні похибки встановлення тривалості імпульсів генератора згідно п.2.2 за допомогою електронно-лічильного частотоміру, необхідною умовою вважається те, що похибка не повинна перевищувати 1/3 допустимої похибки визначення тривалості імпульсів. Згідно завданню на курсовий проект вона складає у діапазоні тривалостей 10 – 100 мкс, тобто знаходиться в інтервалі від до відповідно. У вибраного в п.3.1 частотоміра Ч3-54 діапазон тривалостей імпульсів що вимірюються складає

- с. 
 

         Таким чином, частотомір що повіряє повинен забезпечити вимірювання імпульсів не гірше 0,6 мкс. У вибраного в п.3.1 частотоміра Ч3-54 діапазон тривалостей імпульсів що вимірюються становить 0,1мкс - с, тобто мінімальна величина повністю відповідає вимогам до засобів повірки. 

      3.4.При визначенні параметрів спотворень (тривалість фронту і зрізу, викид на вершині і в паузі, нерівномірність і нахил вершини) імпульсів  генератора, електронно-променевий осцилограф згідно п.2.3 повинен задовольняти наступним вимогам [3]:

      час наростання перехідної характеристики не повинен перевищувати 1/3 тривалості фронту(зрізу) досліджуємого імпульсу при значенні викиду на перехідній характеристики ,не перевищуючим значення викиду на вершині досліджуємого імпульсу;допускається час наростання перехідної характеристики осцилографа до двох разів менше тривалості фронту (зрізу) досліджуємих імпульсів при значенні викиду на перехідній характеристики,не перевищуючим 1/3 значення викиду на вершині імпульсів що досліджуються;

        нерівномірність вершині перехідної характеристики не повинна перевищувати значення нерівномірності вершини імпульсів що досліджуються;

      осциллограф повинен мати або прилад для компенсування вхідного сигналу, або диференційний підсилювач і калібратор амплітуди, що забезпечує на своєму виході постійну напругу змінної полярності з плавним регулюванням напруги у діапазоні значень амплітуди імпульсів генератора що повіряється;

      виміряне за допомогою  осцилографа значення параметрів спотворень не повинно перевищувати граничних  значень зазначених у технічному описі та інструкції з експлуатації генератора що провіряється.

      Виходячи з вищезазначеного, вибираємо в якості засобу повірки електронно-променевий осцилограф С1-70 [6], який забезпечує можливість дослідження сигналів амплітудами 10 мкВ – 500 В та тривалістю 0,3 нс – 150 с шляхом візуального спостереження і фотографування, та має наступні технічні характеристики:

      зі змінним блоком підсилювача каналу вертикального відхилення

                                    Я40-1100(1У11):