Поверка средств измерений параметров электрических сигналов

2.1 Поверка электронных аналоговых и цифровых вольтметров и амперметров

2.1.1 Метрологические характеристики контролируемые при поверке

При поверке вольтметров и амперметров определяют следующие метрологические характеристики:

- диапазон и основную погрешность измерения постоянного напряжения или тока (для вольтметров или амперметров постоянного тока);

- диапазон и основную погрешность в нормальной и расширенной областях частот при измерении переменного напряжения или тока (для вольтметров или амперметров переменного тока);

- основную погрешность в нормальных и в рабочих областях временных параметров импульсов (для импульсных вольтметров).

2.1.2 Методы, схемы и средства поверки

Предпочтительным с точки зрения производительности измерений является метод прямых измерений поверяемым электронным вольтметром значений напряжения или тока (постоянного или переменного), воспроизводимых эталонной поверочной установкой или калибратором напряжения и (или) тока.

Схема соединений приборов при использовании этого метода представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема поверки вольтметров методом прямых измерений,

где ПУ – поверочная установка; ПВ – поверяемый вольтметр

При отсутствии поверочных установок соответствующего диапазона частот, форм сигнала и (или) уровней напряжения, а также при необходимости получения более высокой точности поверки, рекомендуется использовать метод непосредственного сличения показаний эталонного и поверяемого вольтметров, подключенных к источнику измеряемого напряжения параллельно или через эталонный делитель напряжения, как показано на рисунках 2.2 и 2.3.

Рисунок 2.2 - Структурная схема поверки вольтметров методом

непосредственного сличения,

где ИГ – измерительный генератор; ЭВ – эталонный вольтметр

Рисунок 2.3 - Структурная схема поверки вольтметров методом

непосредственного сличения,

где ЭД – эталонный делитель

Схема соединения средств измерений при методе непосредственного сличения для поверки высокочастотного электронного вольтметра приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Поверка вольтметра методом непосредственного сличения

показаний образцового и поверяемого вольтметров,

где 1 – измерительный генератор; 2 и 4 – коаксиальные кабели; 3 – коаксиальный переключатель; 5 – фильтр; 6 – коаксиальный измерительный соединитель-тройник или образцовый делитель напряжения; 7 – поверяемый вольтметр;

8 – нагрузочный резистор; 9 – эталонный вольтметр

Применение в схеме фильтра объясняется необходимостью подавления в измеряемом напряжении высших гармонических составляющих. Коаксиальный переключатель необходим для отключения от входа вольтметров измеряемого напряжения без выключения генератора при выполнении операции «Установка нуля». В случае применения эталонного делителя напряжения его выходное сопротивление не должно превышать значения, определяемого из выражения:

,                                     (2.1)

где R_вых – выходное сопротивление образцового делителя напряжения, Ом;

R_вх – входное сопротивление поверяемого вольтметра, Ом;

d_доп – предел допускаемой основной погрешности поверяемого вольтметра, %.

Если входное сопротивление поверяемого прибора имеет реактивную составляющую за счет входной емкости, то выходное сопротивление образцового делителя в Омах не должно превышать значения, определяемого из выражения:

,                                   (2.2)

где f – частота, на которой производится измерение, Гц;

C – входная емкость поверяемого прибора, Ф.

При использовании эталонных поверочных установок или эталонных калибраторов напряжения, значение погрешности непосредственно отсчитывается по шкалам применяемых эталонных средств. Если же при поверке мы используем эталонные вольтметры, то погрешность определяется по формуле:

.                                    (2.3)

В случае использования эталонных делителей напряжения, погрешность рассчитывается по формуле:

,                                     (2.4)

где  – коэффициент передачи эталонного делителя.

2.1.3 Выбор поверяемых точек

Для аналоговых вольтметров (амперметров) постоянного напряжения основную погрешность определяют на каждой числовой отметке шкалы основных пределов измерений поверяемого вольтметра. За основные принимаются пределы, нанесенные на шкалы отсчетного устройства вольтметра при множителе, равном единице.

На остальных пределах измерений основную погрешность определяют на конечных числовых отметках шкал, а также на отметках, на которых ранее были определены наибольшие положительная и отрицательная погрешности (или наибольшая и наименьшая погрешности, если все погрешности одного знака).

Для аналоговых вольтметров переменного напряжения вида В3 и В7 характерны многочисленность диапазонов и широкий диапазон частот с несколькими расширенными областями.

В соответствии с требованиями ГОСТ 8.118-85 при периодической поверке вольтметра переменного напряжения вначале требуется определить их погрешность при частоте градуировки на конечных числовых отметках всех поддиапазонов измерений и на всех числовых отметках основных поддиапазонов измерений, которых устанавливается обычно два.

Затем необходимо определить погрешность на конечных числовых отметках поддиапазонов измерений, где может быть обеспечено высокопроизводительное и высокоточное проведение измерений. Измерения проводят при значениях частот, соответствующих началу и концу всех областей (нормальной и расширенной). Погрешность вольтметров, имеющих несколько расширенных областей частот, определяют в каждой области при крайних значениях частот, на которых не определялась погрешность в смежной области с меньшим значением предела допускаемой погрешности.

Особенности поверки цифровых электронных вольтметров (амперметров) заключаются в дискретности отсчета измеряемого напряжения. Для цифровых вольтметров как основную погрешность, так и погрешность в рабочем диапазоне частот (временных интервалов – для импульсных вольтметров) рекомендуется определять в основном поддиапазоне измерений при его показаниях:

Погрешность на стальных поддипазонах измерений следует проверять при показаниях Х₁ и Х₅, а также при показаниях, на которых были получены наиболее близкие к пределу допускаемых значений положительные и отрицательные погрешности.

Для цифровых вольтметров постоянного тока измерения проводят при двух полярностях входного напряжения. При этом при отрицательной полярности основную погрешность определяют в трёх точках (начало, середина, конец) основного диапазона измерений и в одной точке (конец диапазона) на каждом из дополнительных диапазонов. Для цифровых вольтметров переменного тока измерения проводят на частотах f_min; 0,25(f_min + f_max); 0,5(f_min + f_max); 0,25(f_min + 3f_max); f_max основного диапазона, а для дополнительных диапазонов – в точках f_min и f_max.

2.1.4 Особенности поверки импульсных вольтметров

Погрешность вольтметра определяют в нормальной и рабочей областях временных параметров импульсов при наименьшем и наибольшем значениях временных параметров импульсов этих областей при значениях напряжения (0,9 - 1)U_пр для цифровых вольтметров и на значениях U_пр для аналоговых вольтметров всех поддиапазонов измерения. На каждом из этих значений напряжения измерения проводят при всех следующих сочетаниях временных параметров

                             (2.5)

где t – длительность импульса;

F – частота повторения;

Q – скважность.

На основных диапазонах аналоговых вольтметров поверка выполняется на всех оцифрованных точках, а для цифровых вольтметров – на пяти точках основного диапазона (х₁ - х₅) при одном из сочетаний временных параметров нормальной области, указанных в (2.5).

Если какое-либо из рассчитанных значений параметров F, t и Q выйдет за пределы данной нормальной (рабочей) области или в других обоснованных случаях, то данное сочетание заменяют на два следующим образом:

                               (2.6)

где F, t и Q – любые значения параметров, не выходящие за пределы данной нормальной (рабочей) области.

Если одно из предельных значений временных параметров не указано в технической документации, то его определяют из следующих соотношений:

                                          (2.7)

При поверке вольтметров и амперметров на постоянном токе используются калибраторы напряжения и тока или установки для поверки вольтметров, эталонные вольтметры соответствующих диапазонов, а также потенциометры.

При поверке вольтметров переменного тока используются калибраторы или установки переменного тока, калибраторы импульсного напряжения, а также эталонный вольтметр.

2.2 Поверка электронно-счетных частотомеров

2.2.1 Нормируемые параметры и метрологические характеристики, контролируемые при поверке

При поверке электронно-счетных частотомеров (ЭСЧ)контролируются следующие метрологические характеристики:

1) диапазон измеряемых частот;

2) диапазон измеряемых периодов;

3) основная относительная погрешность измерения частоты определяемая из выражения:

,                                          (2.8)

где d₀ - относительная погрешность по частоте опорного кварцевого генератора;

Т_и - время измерения;

f_x - измеряемая частота.

4) основная относительная погрешность измерения периода определяется из выражения:

,                                 (2.9)

где Т₀ - период следования счетных импульсов;

Т_х - измеряемый период;

n - коэффициент умножения сигнала опорного генератора;

m - число усредняемых периодов.

Первая и вторая метрологические характеристики определяются в операции поверки «Опробование». Если ЭСЧ находился в ремонте, то необходимо также проверить его работоспособность при минимальных входных напряжениях гармонических и импульсных сигналов.

При определении погрешностей δ_f и δ_T проверяют отдельно:

1) относительную погрешность по частоте опорного кварцевого генератора (δ₀);

2) составляющие погрешности измерения частоты и периода из-за дискретности (вторые слагаемые в формулах (2.8) и (2.9)).

2.2.2 Средства поверки

При поверке ЭСЧ применяются следующие эталонные и вспомогательные средства поверки.

1 Приемники эталонных частот.

2 Рубидиевые стандарты частоты с номинальными значениями частот 100 кГц, 1 и 5 МГц с относительной нестабильностью порядка 10^-11.

3 Кварцевые генераторы с теми же значениями номинальных частот и относительной нестабильностью порядка 10^-8.

Стандарты частоты и кварцевые генераторы являются мерами образцовой частоты и если есть возможность и необходимость, то точность этих мер контролируется с помощью приемников эталонных частот.

4 Синтезаторы частоты, перекрывающие диапазон частот 0,01 Гц – 50 МГц.

5 Умножители частоты.

6 Компараторы частоты.

7 Генераторы универсальные, вольтметры переменного напряжения и осциллографы.

2.2.3 Методы и схемы поверки

2.2.3.1 Проверка диапазонов измеряемых частот и периодов

Поверка диапазонов измеряемых частот и периодов проводится по схеме приведенной на рисунке 2.5 методом прямых измерений частоты (периода) задаваемых измерительными генераторами (ИГ) соответствующих диапазонов и видов.

Рисунок 2.5 - Поверка диапазонов частот (периодов)

методом прямых измерений

Измерения проводятся на крайних точках диапазона частот f_н (T_н) и f_в (T_в) и на 5 – 6 точках внутри диапазона.

При необходимости проверки минимальных значений входных напряжений к выходу генератора подключают вольтметр, с помощью которого и устанавливают минимальное значение напряжения входного сигнала. При этом на ЭСЧ должны наблюдаться устойчивые показания.

2.2.3.2 Определение относительной погрешности по частоте опорного кварцевого генератора

Относительную погрешность по частоте опорного кварцевого генератора определяют методом сравнения при помощи компаратора по схеме, приведенной на рисунке 2.6.

Выход опорного кварцевого генератора поверяемого ЭСЧ, соединяется с входом 1 компаратора. С источника образцовой частоты, которым является стандарт частоты вида Ч1-, подается сигнал такой же частоты на вход 2 компаратора и на разъем «5МГц» частотомера вида Ч3-, использующего этот сигнал вместо собственного сигнала опорной частоты.

Рисунок 2.6 - Определение относительной погрешности по частоте опорного кварцевого генератора методом сравнения

Выходной сигнал компаратора с частотой f_k подается на вход ЭСЧ (Ч3-), работающего в режиме измерения частоты при времени измерения 1 или 10 сек.

Для повышения достоверности результатов измерения снимается не менее 10 последовательных показаний частотомера и находится их среднее арифметическое значение:

,                                  (2.10)

где f_ki – значения частоты выходного сигнала компаратора единичного измерения;

n – количество проведенных единичных измерений.

Относительная погрешность по частоте опорного генератора определяется по формуле

,                                       (2.11)

где f_кн – значение частоты компаратора, соответствующее номинальному значению частоты опорного генератора;

f_н – номинальное значение частоты опорного генератора;

M – коэффициент умножения компаратора.

Определив относительную погрешность d₀, проводят коррекцию частоты опорного генератора ЭСЧ, после чего шлиц «коррекция частоты» пломбируется.

2.2.3.3 Определение составляющих погрешности измеряемой частоты и периода из-за дискретности счета

Определение данных составляющих погрешности проводят методом прямого измерения образцовой частоты. В качестве источника эталонной частоты используется либо синтезатор частоты, либо синтезатор совместно с умножителем частоты.

Схема соединений приборов при этой операции поверки приведена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7

Синтезатор и поверяемый ЭСЧ должны быть засинхронизированы от опорного генератора поверяемого прибора.

На вход поверяемого ЭСЧ подают сигнал, близкий к частоте верхнего предела и напряжением, равным минимальному входному напряжению, при котором ЭСЧ должен нормально работать. При отсутствии у синтезатора градуированного по напряжению выхода сигнала, необходимо контролировать это напряжение с помощью вольтметра.

Проводят серию из 10 наблюдений. Результаты поверки считаются положительными, если 9 наблюдений (показаний прибора) при измерении не отличаются от f₀ более чем на ±1 деление младшего разряда счета.

По аналогичной методике определяется составляющая погрешности из-за дискретности при измерении периода. При этом на вход частотомера подают частоты соответствующие верхней и низшей частоте диапазона, установленного для частотомера в режиме измерения периода.

2.3 Поверка универсальных электронно-лучевых осциллографов

2.3.1 Нормируемые параметры и метрологические характеристики

К метрологическим характеристикам осциллографов, связанным с параметрами исследуемых сигналов, относятся:

1) коэффициент отклонения (КО) – отношение значения входного напряжения (U_вх) к значению отклонения луча на экране ЭЛТ (h), создаваемого этим напряжением

, ;                                                   (2.12)

2) коэффициент развертки (КР) − отношение периода входного сигнала (Т) к длине перемещения луча на экране в течение этого периода (l), вызванного воздействием генератора развертки

, ;                                              (2.13)

3) погрешности коэффициента отклонения (δ_ко) и коэффициента развертки (δ_кр);

4) ширина линии луча в вертикальном и горизонтальном направлении;

5) полоса пропускания − диапазон частот, в пределах которого значения АЧХ (зависимость КО от частоты исследуемого сигнала) не отличается более чем на 3дБ от значения АЧХ на опорной частоте. Так как осциллографы чаще всего применяют для исследования импульсных сигналов, их характеризуют в основном не АЧХ, а параметрами переходной характеристики (ПХ);

6) метрологической характеристикой осциллографа, позволяющей оценить погрешности измерений из-за искажений формы исследуемого сигнала, является ПХ канала сигнала. ПХ − изображение на ЭЛТ осциллографа, полученное при подаче на его вход перепада напряжения с длительностью фронта не более 0,3 от времени нарастания переходной характеристики. Параметрами переходной характеристики являются: время нарастания t_н, время установления t_у, выброс ΔА и неравномерность ΔА_н. На рисунке 2.8 показано изображение сигнала на экране ЭЛТ при проверке этих параметров;

7) погрешности измерения амплитудных (δ_u) и временных (δ_Т) параметров описываются следующими выражениями

,                                   (2.14)

где δ_ко − погрешность КО;

δ_пр − погрешность преобразования, которая определяется в основном неравномерностью переходной характеристики канала Y;

δ_вн − погрешность визуального наблюдения, зависящая от толщины луча и размеров осциллограммы.

,                                   (2.15)

где δ_кр − погрешность КР;

δ_вн − погрешность визуального наблюдения, зависящая от толщины луча и размеров осциллограммы (при измерении длительности импульса зависит еще и от точности установки уровня 0,5).

2.3.2 Операции, методы и схемы поверки

Основные операции поверки следующие: определение ширины луча, определение погрешности коэффициентов отклонения и развертки, определение погрешности измерения напряжения и временных интервалов, определение параметров ПХ и АЧХ.

2.3.2.1 Определение ширины линии луча

Ширину линии луча в вертикальном направлении определяют методом косвенного измерения при помощи генератора импульсов с калиброванным выходом. Схема соединения приборов приведена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.8 - Изображение ПХ на экране ЭЛТ осциллографа,

где t_r − время нарастания; τ_y − время установления, в пределах которого неравномерность ΔА_ну может превышать заданное значение ΔА_н; ΔА − выброс; ΔА_ну − неравномерность на участке установления; ΔА_н − неравномерность; А₁ − установившееся значение ПХ

Рисунок 2.9

Поверяемый осциллограф переводят в автоколебательный режим развертки. Устанавливают коэффициент развертки в пределах 2 – 10 мкс/дел, период следования импульсов генератора 40 - 200 мкс, длительность импульсов 10 – 50 мкс, амплитуду импульсов 2 – 5 В, коэффициент отклонения 5 В/дел.

На экране ЭЛТ наблюдают две горизонтальные линии. Устанавливают требуемую яркость и фокусируют луч.

Изменяют амплитуду импульсов до значения U_г, при котором светящиеся линии соприкасаются. Ширину линии луча по вертикали d_в в делениях вычисляют по формуле

,                                               (2.16)

где U_г − амплитуда импульсов, при которой линии соприкасаются, В;

K_о − коэффициент отклонения по вертикали, В/дел.

Ширину линии луча в горизонтальном направлении определяют методом косвенного измерения при помощи генератора импульсов и источника пилообразного напряжения (рисунок 2.10).

Рисунок 2.10

Устанавливают те же режимы работы и значения параметров, что и в предыдущем случае. На ЭЛТ наблюдают две вертикальные линии. Изменяя значение коэффициента отклонения, устанавливают высоту изображения линий, возможно близкую к длине рабочего участка шкалы ЭЛТ. Коэффициент отклонения горизонтали вычисляют по формуле:

,                                             (2.17)

где U_г − амплитуда импульсов на выходе генератора, В;

l − длина изображения по горизонтали, деления.

Изменяют амплитуду импульсов до значения U_гк, при котором две светящиеся линии соприкасаются. Ширину линии луча d_г по горизонтали вычисляют по формуле:

.                                              (2.18)

Ширину линии луча в вертикальном и горизонтальном направлениях определяют в середине и на границах рабочего участка ЭЛТ.

2.3.2.2 Определение погрешности коэффициента отклонения

Погрешность коэффициента отклонения определяют либо методом косвенного измерения действительного значения коэффициента отклонения при помощи генератора импульсов или установки для поверки вольтметров, либо методом прямого измерения при помощи импульсного калибратора осциллографов. Схема поверки при поверке одним и другим методом одинакова и приведена на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11

В режиме внутреннего запуска при максимальном значении коэффициента отклонения K_омах проводят измерения высоты изображения, равного всем четным делениям шкалы ЭЛТ по вертикали, устанавливая соответствующие значения напряжения эталонных приборов. Для всех других значений K_о измерения проводят при высоте изображения сигнала, равной четному числу делений и составляющей 60-100% рабочего участка экрана.

При использовании калибратора осциллографов погрешность отсчитывают непосредственно по его шкале. При использовании генератора импульсов сначала рассчитывают действительное значение K_о по формуле:

,                                             (2.19)

где U_г − напряжение, подаваемое на вход осциллографа с генератора, В;

h − высота изображения, дел.

Затем погрешность K_о рассчитывают по формуле:

     ,                                (2.20)

где K_он – установленное (номинальное) значение K_о на поверяемом осциллографе.

2.3.2.3 Определение погрешности коэффициента развертки

Погрешности коэффициента развертки определяют методом косвенного измерения действительного значения коэффициента развертки при помощи генератора сигналов, генератора импульсов и электронно-счетного частотомера или методом прямых измерений при помощи калибратора осциллографов импульсного.

Электронно-счетный частотомер используют при необходимости для повышения точности установки частоты (периода) сигналов генераторов.

Схема измерения аналогична приведенной на рисунке 2.11.

Режим запуска развертки − внутренний. Измерения проводят при среднем значении коэффициента отклонения. Путем изменения частоты сигнала на выходе образцового генератора устанавливают вначале рабочего участка экрана длину изображения четного числа периодов синусоидального или импульсного напряжения, равную наименьшей допустимой длине, установленной в НД на поверяемый прибор. Погрешность коэффициента развертки определяют сопоставлением установленного его значения с полученным по эталонному прибору. Коэффициенты разверток аналогично определяют для всех значений длины шкалы по горизонтали, равных четному числу делений, а также для наибольшего значения длины в пределах рабочего участка ЭЛТ по горизонтали. Измерения проводят для всех фиксированных значений коэффициента развертки.

2.3.2.4 Определение погрешности измерения напряжения

Эту погрешность определяют методом прямого измерения напряжения, формируемого эталонными средствами: генератором импульсов с калиброванной амплитудой, установкой для поверки вольтметров, калибратором осциллографов. Измерения проводятся при всех значениях коэффициента отклонения и не менее чем при пяти значениях диапазона измеряемых осциллографом напряжений, включая два крайних. Погрешность измерения оценивается путем сравнения измеренных значений напряжения с помощью осциллографа с соответствующими значениями, установленными на эталонных приборах.

2.3.2.5 Определение погрешности измерения временных интервалов

Эту погрешность определяют методом прямого измерения временных интервалов, задаваемых в виде периода синусоидального или импульсного напряжения эталонными средствами. Измерения проводят в соответствии с методикой, установленной в НД на поверяемый прибор для каждого значения коэффициента развертки при среднем значении коэффициента отклонения и не менее чем при пяти значениях диапазона измеряемых осциллографом временных интервалов, включая два крайних. Погрешность измерения оценивают сопоставлением измеренных значений периода сигнала с его действительным значением, отсчитанным по эталонному прибору.

2.3.2.6 Определение параметров переходной характеристики канала вертикального отклонения

Эти параметры определяются методом прямых измерений при помощи генератора испытательных импульсов. Основным требованием является выполнение соотношения между фронтом испытательного импульса t_ф и временем нарастания t_н переходной характеристики:

t_ф ≤ (0,1 - 0,3)t_н.

Измерения проводят в режиме внешнего запуска развертки при минимальном значении коэффициента развертки путем непосредственного отсчета параметров переходной характеристики по ее изображению на экране ЭЛТ (смотри рисунок 2.8): времени нарастания, времени установления, выброса, неравномерности для всех фиксированных значений коэффициента отклонения при положительной или отрицательной полярности испытательных импульсов.

2.4 Поверка анализаторов спектра последовательного действия

2.4.1 Операции и средства поверки

К числу основных операций выполняемых при поверке гетеродинных анализаторов спектра (АС), относят определение следующих технических характеристик: основной погрешности измерения частоты входного сигнала; неравномерности АЧХ; погрешности установления калибрационных частотных интервалов (меток); полосы обзора (полоса «качания» частоты гетеродина); погрешности измерения отношения амплитуд спектральных составляющих; полосы пропускания фильтров; разрешающей способности анализатора; чувствительности и уровня интермодуляционных искажений.

Для выполнения поверки рекомендуется применять следующие средства: низкочастотные и высокочастотные измерительные генераторы, перекрывающие полный диапазон частот поверяемого анализатора; электронно-счетные частотомеры; измерительные генераторы с частотной модуляцией; импульсные генераторы; электронные вольтметры; образцовые аттенюаторы.

2.4.2 Определение метрологических характеристик

2.4.2.1 Определение диапазона и основной погрешности измерения частоты входного сигнала

Основная погрешность измерения частоты входного синусоидального сигнала определяется методом сравнения показанной АС (шкалы или встроенного частотомера) f_АС с показаниями эталонного средства измерений f_С.

Погрешность измерения частоты рассчитывают по формулам:

                                    (2.21)

Основная погрешность измерения частоты производится в середине и по краям частотного диапазона АС.

2.4.2.2 Определение полосы обзора

Полоса обзора определяется измерением начальной f_н и конечной f_к частот каждой полосы обзора при подаче гармонического сигнала известной частоты на вход АС или по меткам внутреннего калибратора.

.                                      (2.22)

2.4.2.3 Определение погрешности калиброванных частотных интервалов или меток

Определение погрешности установки калиброванных частотных интервалов производится с помощью измерительных генераторов, частота которых контролируется электронно-счетным частотомером. Путем перестройки генератора совмещают на экране ЭЛТ частотные метки калибратора с откликом на сигнал генератора. Сопоставлением нормированной разности частот между соседними метками с полученными значениями, отсчитанными с помощью электронно-счетного частотомера, определяют погрешность калиброванных частотных интервалов или погрешность частотных меток калибратора.

2.4.2.4 Определение полос пропускания

Определение полос пропускания проводится с помощью измерительного генератора, электронно-счетного частотомера и измерителя уровня, которые подключаются к специальным входам поверяемого прибора, предназначенным для контроля полос. Схема соединений приборов при этой операции поверки приведена на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12

В режиме ручной развертки частота поданного на вход АС с измерительного генератора сигнала устанавливается равной средней частоте полосы пропускания (по максимуму отклика), а уровень отклика − равным максимальному значению шкалы отсчетного устройства АС при нулевом положении отсчетных аттенюаторов. Уменьшая и увеличивая частоту сигнала генератора, относительно резонансной частоты устанавливают амплитуды откликов на нормированный в НД уровень ослабления относительно максимального (обычно -3дБ и -60дБ) и фиксируют показания частотомера (f₁ и f₂). Разность показаний частотомера, соответствующих уровням 3дБ или 60 дБ, будет равна установленной полосе пропускания прибора.

2.4.2.5 Определение погрешности измерения отношения амплитуд спектральных составляющих

Определение погрешности измерения отношения амплитуд спектральных составляющих проводится с помощью измерительного генератора совместно с эталонным вольтметром или эталонным аттенюатором. Поскольку отношения амплитуд могут производиться либо по калиброванной шкале индикатора, либо с помощью встроенного отсчетного аттенюатора, то при выполнении данной операции поверки предусматривается определение погрешности измерения двумя этими методами. Перед выполнением операции производится калибровка вертикальной шкалы индикатора в соответствии с правилами эксплуатации прибора. По эталонному вольтметру, подключаемому совместно с измерительным генератором к входу поверяемого прибора, устанавливаются различные уровни входного сигнала. По шкале индикатора прибора измеряются отношения устанавливаемых уровней. Измеренные их значения сопоставляются с отношениями, отсчитанными по эталонному вольтметру, и определяются погрешности измерения.

Если с помощью отсчетного аттенюатора поддерживать постоянной амплитуду отклика, то сопоставлением устанавливаемых по эталонному вольтметру уровней входных сигналов и соответствующих значений ослабления можно оценить погрешность встроенного отсчетного аттенюатора.

При использовании эталонного аттенюатора, включаемого между измерительным генератором и поверяемым прибором, погрешность измерения отношений амплитуд, отсчитываемых по шкале индикатора, и погрешность отсчетного аттенюатора могут быть определены путем сопоставления результатов измерений, полученных поверяемым прибором, с показаниями эталонного аттенюатора.

2.4.2.6 Определение чувствительности

Определение чувствительности производится с помощью измерительного генератора, уровень входного сигнала которого или нормирован с допускаемой для поверки погрешностью, или контролируется эталонным вольтметром. На вход анализатора подается сигнал такого уровня, при котором на экране ЭЛТ в зависимости от способа нормирования чувствительности устанавливается либо требуемое значение амплитуды отклика, либо требуемое отношение ее значения к уровню собственных шумов прибора. Отсчитанный уровень входного сигнала будет определять чувствительность анализатора.

2.4.2.7 Определение паразитной девиации частоты

Паразитная девиация частоты определяется путем прямого измерения при помощи девиометра, работающего в режиме измерения среднеквадратических значений.

Измерение паразитной девиации частоты проводится на выходе сигнала промежуточной частоты АС при подаче на вход АС сигнала калибратора или эталонного генератора. Измерения проводят в режиме нулевой полосы обзора при ручной перестройке гетеродина.

3 Поверка средств измерений параметров цепей с

распределенными постоянными

3.1 Метрологические характеристики, контролируемые при

поверке

При поверке скалярных анализаторов цепей (панорамных измерителей коэффициентов отражения и передачи) контролируют следующие МХ:

1) диапазон рабочих частот;

2) погрешность установки и отсчета частоты;

3) пределы измерений (диапазон) модулей коэффициентов отражения ,  или ;

4) погрешность измерения  или ;

5) пределы измерения ослабления (А) или модулей коэффициентов передачи  и ;

6) погрешность измерения А или .

При поверке векторных анализаторов цепей дополнительно определяются:

7) пределы и погрешность измерения аргументов параметров S₁₁ (S₂₂);

8) пределы и погрешность измерения аргументов параметров S₂₁ (S₁₂).

3.2 Средства поверки

Для определения диапазона рабочих частот и погрешности установки и отсчета частоты используются электронно-счетные частотомеры соответствующего диапазона.

Для определения пределов и погрешностей измерения  или  используются меры КСВН с номинальным значением 1,2 и 2,0. Если такие меры отсутствуют, то используют короткозамкнутую нагрузку и поляризационный аттенюатор.

Для определения пределов и погрешностей измерения А или  используется поляризационный аттенюатор соответствующего диапазона.

Для определения пределов и погрешностей измерения аргументов параметров S₁₁ (S₂₂) или S₁₂ (S₂₁) используются меры фазового сдвига, которые представляют собой отрезки регулярных волноводов или коаксиальных линий определенной длины.

3.3 Операции поверки

3.3.1 Определение диапазона рабочих частот и погрешности установки и отсчета частоты

Схема соединения приборов при этой операции поверки представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1,

где САЦ – скалярный анализатор цепей;

ВАЦ – векторный анализатор цепей

Поверка проводится на крайних частотах диапазона и на 3 – 4 точках внутри диапазона.

Погрешность установки и отсчета частоты рассчитывается по следующей формуле

,                              (3.1)

где  – установленная на САЦ (ВАЦ) частота;

 – частота измеренная частотомером.

3.3.2 Проверка пределов и погрешности измерения ,  или

При выполнении этой операции поверки к САЦ (ВАЦ) подключаются нагрузки (меры) КСВН с номинальным значением 1, 2 ( ) и 2, 0 ( ), как показано на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2,

где НО1, НО2 – направленные ответвители измерительного тракта САЦ

Погрешность измерения данных параметров можно определить по следующей формулам

,                     (3.2)

где  – измеренное значение КСВН;

 – КСВН нагрузки (1,2 или 2,0).

3.3.3 Проверка пределов и погрешности измерения Ах или  ( )

При выполнении этой операции поверки в САЦ (ВАЦ) подключается поляризационный аттенюатор соответствующего частотного диапазона и типа (АП-ХХ), как показано на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3,