Поверка генератора импульсов Г5-54

ЕКАТЕРИНБУРГ

2011 год

Содержание

       Введение

      Обеспечение единства измерений является важнейшим  условием социально-экономического развития страны, обеспечения безопасности граждан, общества и государства, повышения  качества и конкурентоспособности  товаров, работ и услуг, научно-технического прогресса, необходимого для осуществления государственного контроля и оценки соответствия продукции установленным требованиям, создает основу для честной торговли на внутреннем и международном рынках.

    1 июля 2003 г. вступил в силу Федеральный закон № 184 «О техническом регулировании». Этот закон регулирует отношения, возникающие при: разработке, принятии, применении и исполнении обязательных требований и требований на добровольной основе к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации; оценке соответствия (в ред. Федерального закона от 01.05.2007 N 65-ФЗ).

    Основными целями Федерального закона «О техническом регулировании» являются:

    – существенное совершенствование правовых основ установление обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации;

    – реформирование системы стандартизации;

    – реформирование системы сертификации (сферы подтверждения соответствия);

    – реформирование сферы государственного надзора.

    Обязательными требованиями в ФЗ определены требования безопасности и предупреждения действий вводящих в заблуждение приобретателей.

    Главный принцип стандартизации – добровольное применение стандартов.

    Обязательные  требования в соответствии с этим законом устанавливаются Техническими регламентами – документами, устанавливающими обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации), которые в общем случае имеют статус Федерального закона.

    Согласно  ФЗ «О техническом регулировании» единство измерений – это объект технического регулирования (содержание технического регламента) и, одновременно, средство и инструмент для достижения остальных целей технического регулирования – стандартизации, подтверждения соответствия и государственного надзора.

       Единство  измерений – это состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в РФ единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.

    Государственное управление деятельностью по обеспечению  единства измерений (ОЕИ) в РФ осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии входит в систему федеральных органов исполнительной власти РФ и находится в ведении Министерства промышленности и торговли РФ. Оно образовано в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 20 мая 2004г. № 649 "Вопросы структуры федеральных органов исполнительной власти".

    В соответствии с ФЗ РФ № 102 «Об ОЕИ» ее деятельность направлена на установление и применение научных, правовых, организационных  и технических основ, правил, норм и средств, необходимых для достижения заданного уровня единства измерений.

    Научной основой ОЕИ является метрология – наука об измерениях, методах, средствах обеспечения единства измерений и способах достижения заданного уровня точности.

    Правовой  основой ОЕИ является:

    – Конституция РФ;

    – ФЗ РФ «О техническом регулировании»;

    – ФЗ РФ «Об ОЕИ»;

    – Постановления правительства, расширяющие понятия и определения ФЗ РФ «Об ОЕИ».

    Организационной основой ОЕИ является совокупность государственной и негосударственной  метрологических служб (Приложение 1).

    Техническая основа включает в себя:

    – Совокупность эталонов единиц величин;

    – Совокупность стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (СО);

    – Совокупность стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов;

    – Совокупность СИ и испытательного оборудования (ИО);

    – Специальные здания и сооружения для высокоточных измерений и лабораторий.

    Этот  закон регулирует отношения, возникающие  при выполнении измерений, установлении и соблюдении требований к измерениям, единицам величин, эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам  измерений, применении стандартных  образцов (СО), средств измерений (СИ), методик (методов) измерений, а также  при осуществлении деятельности по ОЕИ, предусмотренной законодательством  РФ об ОЕИ, в том числе при выполнении работ и оказании услуг по ОЕИ.

    Целями  настоящего закона являются:

    1) Установление правовых основ  ОЕИ в РФ;

    2) Защита прав и законных интересов  граждан, общества и государства  от отрицательных последствий  недостоверных результатов измерений;

    3) Обеспечение потребности граждан,  общества и государства в получении  объективных, достоверных и сопоставимых  результатов измерений, используемых  в целях защиты жизни и здоровья  граждан, охраны окружающей среды,  животного и растительного мира, обеспечения обороны и безопасности  государства, в том числе экономической  безопасности;

    4) Содействие развитию экономики  РФ и научно-техническому прогрессу.

    Важное  значение имеет система организации и проведения работ по ОЕИ, т.е. создание и функционирование метрологических служб организаций.

     Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности  и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

    Более 50 лет назад на нашем предприятии (ныне ФГУП РФЯЦ-ВНИИТФ имени академика  Е.И. Забабахина) была создана метрологическая служба (МС). За этот период она претерпела ряд преобразований. С апреля 2009 года в результате структурных изменений наша МС получила название «подразделение метрологического обеспечения №730» (Положение №730-1, от 01.04.2009 г).

    Подразделение №730 возглавляет главный метролог РФЯЦ–ВНИИТФ – начальник подразделения, который непосредственно подчиняется  главному инженеру института (Приложение 2).

    Методическое (научное) руководство подразделением №730 осуществляет головная организация  метрологической службы ядерного оружейного комплекса (ЯОК) – отраслевая лаборатория  измерительной техники (ОЛИТ) Российского  Федерального Ядерного Центра – Всероссийского научно–исследовательского института  экспериментальной физики (РФЯЦ–ВНИИЭФ).

    Работа  подразделения №730 ведется по плану, утверждаемому главным инженером  института.

    Подразделение №730 решает следующие основные задачи:

    1)Организация  и проведение поверки, калибровки  и ремонта СИ, метрологического  обеспечения научных исследований, конструкторских и экспериментальных  работ, аттестации методик выполнения  измерений (МВИ), ИО и СО, метрологической экспертизы технической документации, а также осуществляет метрологический надзор.

    2)Обеспечение  единства измерений, выполняемых  на предприятии при проведении  научно-исследовательских, конструкторских  и экспериментальных работ, испытаний,  технологии опытного и серийного  производств.

    3)Метрологическое  обеспечение разработок, производства, испытаний и эксплуатации выпускаемой  предприятием продукции.

    4)Повышение  качества метрологического обеспечения.

    Каждая  лаборатория подразделения №730

    1)Хранит  и поддерживает на должном  уровне эталоны для воспроизведения  и хранения единиц величин,  другие средства поверки и  калибровки СИ.

    2)Ведёт  оперативный учёт СИ.

    3)Проводит  по заявкам подразделений высокоточные  измерения и анализ правильности  применения СИ при решении  измерительных задач.

    4)Организует  работу по приему СИ и эталонов  на ремонт, на поверку и калибровку, их выдаче в эксплуатацию, а  также представляет сведения  в БД «Метрология».

    5)Организует  работу по своевременному представлению  СИ и эталонов на поверку  в органы РосСтандарта и другие организации.

    Общие функции подразделения №730:

    1)Участие  в разработке планов организационно-технических  мероприятий по дальнейшему повышению  эффективности научных исследований, разработок, производства и эксплуатации  изделий и другой продукции  предприятия, а также других  видов деятельности на основе  совершенствования метрологического  обеспечения и надзора.

    2)Изучение  потребности в СИ, контроля и  испытаний, эталонах для поверки  и калибровки СИ, СО; подготовка предложений по их разработке и приобретению, согласование заявок на приобретение СИ, эталонов, СО и НД.

    3)Участие  в разработке средств и методов  измерений и их внедрении.

    4)Участие  в разработке и организации  выпуска СО и включении их в реестр.

    5)Учёт  основных показателей, характеризующих  состояние метрологического обеспечения деятельности института.

    6) Разработка и внедрение нормативных документов, регламентирующих вопросы метрологического обеспечения, участие в работах по совершенствованию (актуализации) нормативной базы метрологического обеспечения.

    7) Организация подготовки, повышения квалификации и аттестации специалистов в области метрологического обеспечения поверителей, калибровщиков, экспертов–метрологов и др.).

    8) Участие в проведении анализа претензий к качеству изделий и другой продукции предприятия с точки зрения недостатков в метрологическом обеспечении.

    9) Проведение совещаний, семинаров, конференций и т.п. по вопросам метрологического обеспечения; подготовка информационных материалов по вопросам метрологического обеспечения деятельности предприятия, в том числе об оказываемых метрологических услугах.

    10) Оценка экономической эффективности работ в области метрологического обеспечения, определение влияния этих работ на научные и технико-экономические показатели деятельности предприятия.

    11) Разработка и представление на утверждение руководству предприятия планов работы по метрологическому обеспечению.

    12) Представление в головную организацию МС отчетов о деятельности по метрологическому обеспечению.

    13) Контроль за устранением недостатков в ОЕИ, выявленных органами государственной и отраслевой метрологических служб.

    14) Обеспечение выполнения правил и норм охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты; соблюдения режима секретности и сохранения государственной и служебной тайны в соответствии с действующими на предприятиями положениями.

    15) Соблюдение требований нормативной документации СМК подразделения. 
 
 
 
 
 

2. Поверяемое средство  измерения.

2.1 Назначение, принцип действия, структурная схема.

     Генератор импульсов Г5-54 предназначен для  работы при исследовании, отладке  и настройке радиотехнических устройств  в различных отраслях народного  хозяйства и научных исследованиях.

Принцип действия.

     Принцип действия прибора поясняется структурной  схемой.

Структурная схема генератора Г5-54

     Задающий  генератор 1 выдает тактовые импульсы, поступающие на схему внешнего и разового запуска 2. Работая в автоколебательном режиме, задающий генератор 1 обеспечивает плавноступенчатую регулировку частоты повторения импульсов. В режиме внешнего запуска и разового пуска прибора задающий генератор 1 отключается от схемы внешнего запуска 2. Сформированный по длительности и амплитуде сигнал со схемы внешнего запуска 2 поступает на схему задержки основного импульса 3 и на схему формирования импульсов синхронизации 4.

     Схема формирования импульсов синхронизации  4 выдает синхроимпульсы обеих полярностей. Через коммутирующий элемент синхроимпульсы поступают на выходное гнездо прибора.

     Схема задержки основного импульса 3 выдает импульс с регулируемым временным сдвигом, а также обеспечивает режим нулевого временного сдвига основного импульса относительно импульса синхронизации прибора.

     Импульс с выхода схемы задержки основного  импульса 3 запускает схему формирования длительности основных импульсов 5, которая выдает стартовый и стоповый импульсы с регулируемым временным сдвигом между ними.

     Поступая  на схему выходного формирователя и регулировки амплитуды 6, стартовый импульс определяет начало (фронт) выходного основного импульса, а стоповый – его конец (срез).

     Со  схемы формирования длительности основных импульсов 5 на схему выходного формирователя 6 поступает также импульс срыва, совпадающий по времени со стоповым импульсом и обеспечивающий быстрое восстановление схемы выходного формирователя в исходное состояние.

     Схема выходного формирователя и регулировки  амплитуды 6 обеспечивает формирование прямоугольных импульсов с оговоренными параметрами и плавноступенчатую регулировку их амплитуды в пределах от максимального значения амплитуды до 0,01 ее величины.

     Через коммутационный элемент входной  импульс со схемы выходного формирователя 6 поступает или на выходное гнездо 1:1, или на делители 8, обеспечивающие дополнительное ослабление амплитуды импульсов в 10 и 100 раз.

     Измерение амплитуды выходных импульсов в  пределах плавной регулировки осуществляется с помощью схемы измерителя амплитуды 7, в качестве индикатора в которой используется вольтметр типа М42101.

          Схема питания 9 обеспечивает приор постоянным стабилизирующим напряжением 3; 6,15 В и регулируемым напряжением от 20 до 75 В.

      2.2 Достоинства генератора  импульсов Г5-54.

        Прибор Г5-54 позволяет воспроизводить сигнал определенной формы, что бывает необходимо при исследованиях и настройке различных электронных систем. Устройство позволяет формировать определенные виды импульсов с заданными характеристиками. С помощью него можно легко и удобно провести испытания вычислительных устройств.

        Приборы подобного типа очень востребованы в фабричной и радиолюбительской практике, поскольку отличаются надежностью, точностью и удобством применения. Модель Г5-54 предназначена для эксплуатации в стандартных климатических условиях. Этот прибор позволяет проводить все необходимые исследования как на производстве, так и в лаборатории.

2.3 Технические характеристики.

     2.3.1 Прибор выдает видеоимпульсы переключаемой полярности прямоугольной формы в диапазоне длительности основных импульсов от 0,5 до 1000 мкс.

Диапазон  длительности 0,1 – 0,5 мкс согласно ГОСТ 11113 – 74 является дополнительным.

          2.3.2 Длительность основных импульсов (t) регулируется плавно – ступенчато

(8 поддиапазонов) от 0,1 до 1000 мкс (1 мс) и устанавливается в пределах:

0,1 –  0,3

0,3 –  1,0

1 –  3

3 –  10

10 –  30

30 –  100

100 –  300

300 –  1000 мкс. 

Основной  диапазон регулировки – при скважности более 5.

     Погрешность установки длительности основных импульсов  в основном диапазоне не превышает ± (0,1 t + 0,03 мкс). Поддиапазон регулировки длительности основных импульсов при скважности менее 5 (до 2) является дополнительным. Погрешность установки длительности в дополнительном поддиапазоне не нормируется.

     2.3.3  Нестабильность длительности основных импульсов за один час не превышает ± 3% от установленной величины. Паразитная модуляция длительности не превышает 3×10^-3t + 00,3 мкс.

     2.3.4 Максимальная амплитуда основных импульсов U_max на внешней нагрузке 500 Ом с параллельной емкостью 50 пФ не менее 50 В.

     Обеспечивается  плавная регулировка амплитуды  от U_max до 0,3U_max и ступенчатое ослабление с коэффициентами (К) ´1; ´0,3; ´0,1; ´0,03.

     Прибор  имеет два дополнительных выхода 1:10 и 1:100 при коэффициенте ослабления  х 0,03.

     2.3.5 Погрешность установки амплитуды в пределах плавноступенчатой регулировки не превышает ± (0,1U+К×1В), где К-коэффициент ступенчатого ослабления.

     2.3.6 Длительность фронта и среза основных импульсов на внешней нагрузке

500 Ом с параллельной емкостью 50 пФ, подключенной к концу кабеля длиной 400 мм (К2), не превышает соответственно 50 и 100 нс при скважности не менее 5, а при скважности менее 5 (до 2) – соответственно 75 и 120 нс. При подключении нагрузки с емкостью к концу кабеля длиной 1000 мм (К3) длительность фронта и среза не превышает соответственно 75 и 100 нс, при скважности не менее 5, а при скважности менее 5 (до 2) – соответственно 100 и 150 нс.

     2.3.7 Неравномерность вершины импульса и в паузе при работе на внешнюю нагрузку 500 Ом с параллельной емкостью 50 пФ не превышает 5% от амплитуды при скважности не менее 5, а при скважности от 5 до 2 неравномерность не нормируется. Выбросы на вершине и в паузе не превышают 5% от амплитуды.

     2.3.8 Временной сдвиг (задержка) основного импульса относительно синхроимпульса (D) регулируется плавно-ступенчато от 0,1 до 1000 мкс и устанавливается в пределах:

     0,1 – 0,3

     0,3 – 1,0

     1,0 – 3,0

     3,0 – 10

     10 – 30

     30 – 100

     100 – 300

     300 – 1000 мкс.

           Величина D не должна превышать 0,5 периода повторения основных импульсов.

           Обеспечивается установка 0 временного  сдвига с помощью специальной  кнопки. Основной диапазон регулировки  временного сдвига D≤0,2 Т (при величине сдвига не менее 0,2 периода повторения).

     Погрешность установки временного сдвига в основном диапазоне не превышает ±(0,1D+0,03 мкс). Дополнительный поддиапазон регулировки временного сдвига при его величине более 0,2Т  (до 0,5 Т).

     Погрешность установки в дополнительном поддиапазоне не нормируется.

     2.3.9 Нестабильность временного сдвига основного импульса относительно синхроимпульса за один час не превышает ±3% от установленной величины. Паразитная модуляция величины временного сдвига на превышает 3×10^-3 D + 0,01 мкс.

     2.3.10 Частота повторения импульсов (F) при внутреннем запуске регулируется плавно-ступенчато (8 поддиапазонов) от 0,01 до 100 кГц и устанавливается в пределах.

     0,01 – 0,03                                       1 – 3 

     0,03 – 0,1                                         3 – 10

     0,1 – 0,3                                           10 – 30

     0,3 – 1,0                                           30 – 100 кГц

     Погрешность установки частоты повторения импульсов  не превышает ± 0,1 F.

     2.3.11 Нестабильность частоты повторения импульсов за один час не превышает ±3% от установленной величины.

     2.3.12 Внешний запуск прибора обеспечивается:

     а) импульсами длительностью от 0,3 до 5 мкс с амплитудой от 1 до 20 В при частоте повторения до 100 кГц и длительностью фронта не более 0,3 мкс;