Разработка методики калибровки низкочастотного генератора
ВВЕДЕНИЕ
Развитие науки и техники немыслимо без измерений. В результате научно технического прогресса происходит усложнение современных средств измерений, что приводит к увеличению требований к качеству их функционирования и к точности измерений различных физических величин. Состояние и перспективы развития информационных технологий в начале XXI века характеризуются широким практическим использованием техники цифровой обработки сигналов (ЦОС) – одной из самых динамичных и быстро развивающихся технологий в мире инфокоммуникаций и радиотех ники. Методы и техника ЦОС вызывают повышенный интерес ученых и специалистов, работающих в различных областях, таких как связь и системы управления, радиотехника и электроника, акустика и сейсмология, радиовещание и телевидение, измерительная техника и приборостроение. Ежегодно в мире проводятся десятки международных научно технических конференций и семинаров, посвященных решению актуальных проблем ЦОС. Издаются многочисленные кни
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ……...…………………………………………...…………….. 9
1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ...…………...……………….… 11
1.1 Общие сведения построения сигналов, их типы и параметры…... 11
1.2 Способы построения низкочастотных генераторов…………....…. 14
1.2.1 Генераторы RC типа……………….…....…………………..… 16
1.2.2 Генераторы LC типа ..……………………………………..… 18
1.3 Генераторы низких частот……………………………..…………… 20
1.3.1 Генератор сигналов низкочастотный Г3 118…..................... 20
1.3.2 Генератор сигналов низкочастотный Г3 123….................... 21
1.3.3 Генератор сигналов низкочастотный Г3131……………….. 23
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГЕНЕРАТОРУ Г3109 ..……...…. 26
2.1 Назначение…………………………………...……………………… 26
2.2 Технические требования………………………….…………………27
2.3 Состав генератора…………………………………………………… 28
2.4 Маркирование и пломбирование…………..…….…………………29
2.5 Технические требования к методике калибровки………………… 29
3 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГЕНЕРАТОРА Г3-109..……………... 31
3.1 Принцип действия генератора...……..………………………..……. 31
3.2 Структурная схема генератора…………………………..…………. 31
3.3 Порядок работы с генератором……………………….….………… 33
3.3.1 Расположение органов управления…………….…….………. 33
3.3.2 Использование генератора………………..…………..………. 35
3.3.3 Описание органов управления……...………………………… 35
3.3.3.1 Установка числовых значений параметров….…….… 35
3.3.3.2 Предварительная установка параметров выходного сигнала……………………………………………………….…….… 35
3.3.3.3 Предварительная установка частоты выходного сигнала……………………………………………………….…….… 37
4 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСЦИЛЛОГРАФА ЦИФРОВОГО DSO………………………………….………………….. 38
4.1 Назначение…………………......……..………………………..……. 38
4.2 Сборка осциллографа………...…………………………..…………. 38
4.3 Принцип действия осциллографа………………………..………… 43
4.4 Структурная схема осциллографа...................................................... 45
4.5 Порядок работы с осциллографом.…..…………………………….. 47
5 МЕТОДИКА КАЛИБРОВКИ ГЕНЕРАТОРА Г 3 109…………….... 48
5.1 Вводная часть…………………......…..………………………..……. 48
5.2 Операции калибровки………...…………………………..…………. 48
5.2.1 Нормативные ссылки……………….……………..…………. 49
5.3 Средства калибровки…………….………………………..………… 49
5.4 Требования безопасности………….……………………..………… 51
5.5 Условия калибровки……………........................................................ 51
5.6 Подготовка к калибровке………....…..…………………………….. 51
5.7 Проведение калибровки..………....…..…………………………….. 52
5.7.1 Внешний осмотр……………….………....…..……………….. 52
5.7.2 Опробование…………….……………...…….……………….. 52
5.7.3 Процедура измерений………....………....…..……………….. 53
5.7.3.1 Определение отклонения установки частоты….......... 53
5.7.3.2 Определение отклонения установки опорного значения выходного напряжения генератора……………………….......... 53
5.7.3.3 Определение ослабления встроенного аттенюатора... 53
5.8 Обработка результатов измерений...………………………………. 54
5.8.1 Оценка результатов измерения отклонения установки частоты……………….………………………………………….………….. 56
5.8.1.1 Модель измерения……………………………….......... 56
5.8.1.2 Анализ входных величин.……………………….......... 56
5.8.1.3 Бюджет неопределенности..…………………….......... 56
5.8.2 Оценка результатов измерения отклонения установки опорного значения выходного напряжения генератора.………………...59
5.8.2.1 Модель измерения……………………………….......... 59
5.8.2.2 Анализ входных величин.……………………….......... 59
5.8.2.3 Бюджет неопределенности..…………………….......... 61
5.8.3 Оценка результатов измерения отклонения установки ослабления встроенного аттенюатора…………………...………………... 62
5.8.3.1 Модель измерения……………………………….......... 62
5.8.3.2 Анализ входных величин.……………………….......... 62
5.8.3.3 Бюджет неопределенности..…………………….......... 62
5.9 Оформление результатов калибровки….………………..………… 63
6 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЕНЕРАТОРА ПРИ ОПРОБОВАНИИ МЕТОДИКИ КАЛИБРОВКИ ГЕНЕРАТОРА Г3 109…………………………………….....………... 64
6.1 Результаты экспериментальных исследований при определении отклонения установки частоты сигнала…………………..……...... 64
6.2 Результаты экспериментальных исследований при определении отклонения установки опорного значения выходного сигнала...... 65
6.3 Результаты экспериментальных исследований при определении ослабления встроенного аттенюатора….………….………………. 66
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАТРАТ НА РАЗРАБОТКУ МЕТОДИКИ КАЛИБРОВКИ СИГНАЛОВ НИЗКОЧАСТОТНОГО..……………………………………………… 68
7.1 Характеристика исследований генератора сигналов низкочастотного……………………………………………………. 68
7.2 Смета затрат на разработку методики калибровки генератора сигналов низкочастотного………….……………………………… 68
8 МЕРЫ ЗАЩИТЫ ПРИ РАБОТЕ С ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ.……….…………………………........................... 72
8.1 Сопротивление изоляции при работе с установками до 1000 В…. 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....……………………….……………..………………….. 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…...…………..…........ 78
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
[1] Мишулин, Ю. Е. Аналоговая схемотехника: учеб. пособие / Ю. Е. Мишулин. – Владимир: Высшая школа, 2021. – 212 с.
[2] Поверка средств радиоэлектронных измерений : учеб. пособие / О. П. Реут [и др.] ; под ред. О. П. Реута, В. Л. Гуревича – Минск : БНТУ, 2016. – 35 с
[3] Газпром колледж Волгоград [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://volgograd-college.gazprom.ru/d/textpage/53/339/izmeritelnye-generatory.pdf.
[4] Белошицкий, А. П. Измерения в оптическом и микроволновом диапазонах длин волн : учебно-методическое пособие. В 2 ч. Ч. 1. / А. П. Белошицкий, А. В. Гусинский, А. М. Кострикин. – Минск : БГУИР, 2016. – 91 с.
[5] ГОСТ 8.311-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Осциллографы электронно-лучевые универсальные. Методы и средства поверки. – Введ. 1979–07–01. – Минск : Госстандарт Респ. Беларусь, 2019.
[6] Дьяков, В. П. Генерация и генераторы сигналов: учеб. пособие / В. П. Дьяков. – Москва: Высшая школа, 2009. – 380 с.
[7] ТКП 8.003–2011. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Правила проведения работ. – Введ. 2001–01–01. – Минск : Госстандарт Респ. Беларусь, 2012.
[8] Научно-техническая библиотека имени В. А. Обручева [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://www.lib.tpu.ru/fulltext/c/2013/C01/V1/104.pdf.
Основная приведенная погрешность установки опорного значения напряжения на гнезде «ВЫХОД 1» при положении аттенюатора «15 V» не превышает ± 2 %. Дополнительная погрешность установки опорного значения выходного напряжения на гнезде «ВЫХОД 1» при положении аттенюатора «15 V», обусловленная изменением температуры окружающего воздуха на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур, не превышает ± 2 %. В генераторе на гнезде «ВЫХОД 1» предусмотрена ступенчатая регулировка выходного напряжения. Регулировка должна осуществляться с помощью встроенного аттенюатора 60 дБ ступенями через 10 дБ. Погрешность ослабления встроенного аттенюатора при активной нагрузке 50 Ом в рабочем диапазоне температур не превышает ± 6 %. В генераторе предусмотрен внешний аттенюатор 40 дБ для подключения к гнезду «ВЫХОД 1». Погрешность ослабления внешнего аттенюатора при активно нагрузке 50 Ом в рабочем диа