Государственная поверочная схема для средств измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 10 до 100 пс

(утв. Приказом Росстандарта от 01.08.2023 № 1537)

Утверждена Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 августа 2023 г. № 1537

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 10 ДО 100 ПС

1. Область применения

1.1. Настоящая государственная поверочная схема распространяется на средства измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 10 до 100 пс и устанавливает порядок передачи единиц напряженностей импульсных электрического — вольт на метр (В/м) — и магнитного — ампер на метр (А/м) — полей от государственного первичного специального эталона с помощью вторичных (рабочих) эталонов средствам измерений с указанием погрешностей, неопределенностей и основных методов передачи единиц.

1.2. Графическая часть государственной поверочной схемы для средств измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 10 до 100 пс представлена в приложении А.

2. Государственный первичный специальный эталон

2.1. Государственный первичный специальный эталон (далее — ГПСЭ) единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 10 до 100 пс включает в себя:

полеобразующую систему;

комплект генераторов перепада импульсов напряжения;

комплект ответвителей для измерений параметров импульсов напряжения в конической полеобразующей системе;

измерительную систему импульсных электромагнитных полей со сверхкороткой длительностью фронта.

2.2. Диапазоны значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 10 до 100 пс, воспроизводимых ГПСЭ, составляют от 1,0·10-1 до 3,0·10 В/м и от 2,6·10-4 до 7,9·10-2 А/м.

Длительность фронта \tau_{\text{ф}} воспроизводимых импульсов напряженностей электрического и магнитного полей между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды составляет от 10·10-12 до 10·10-11 с.

Максимальная длительность \tau_{\text{и}} воспроизводимых импульсов напряженностей электрического и магнитного полей на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды — не более 1·10-9 с.

Частота следования воспроизводимых импульсов от 1 до 1·104 Гц, а также воспроизводится однократный импульс.

2.3. ГПСЭ обеспечивает воспроизведение единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 10 до 100 пс со средним квадратическим отклонением результата измерений Sо не более 0,2·10-2 при 50 независимых наблюдениях (количество усреднений при каждом наблюдении не менее 100).

Неисключенная систематическая погрешность \Theta_{\text{оЕ}} воспроизведения единицы напряженности импульсного электрического поля (доверительная вероятность P = 0,99, коэффициент k = 1,4) не превышает 5,6·10-2 — в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и 2,8·10-2 — в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс.

Неисключенная систематическая погрешность \Theta_{\text{о}H} воспроизведения единицы напряженности импульсного магнитного поля (доверительная вероятность P = 0,99, коэффициент k = 1,4) не превышает 5,6·10-2 — в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и 2,8·10-2 — в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс.

Стандартные неопределенности uA(E), uB(E) измерений при воспроизведении единицы напряженности импульсного электрического поля:

оцененная по типу A uA(E) составляет не более 0,2·10-2;

оцененная по типу B uB(E) составляет не более 2,4·10-2 — в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и 1,2·10-2 — в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс.

Суммарная стандартная неопределенность uC(E) измерений при воспроизведении единицы напряженности импульсного электрического поля составляет не более 2,4·10-2 — в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и 1,2·10-2 — в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс.

Стандартные неопределенности uA(H), uB(H) измерений при воспроизведении единицы напряженности импульсного магнитного поля:

оцененная по типу A uA(H) составляет не более 0,2·10-2;

оцененная по типу B uB(H) составляет не более 2,4·10-2 — в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и 1,2·10-2 — в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс.

Суммарная стандартная неопределенность uC(H) измерений при воспроизведении единицы напряженности импульсного магнитного поля составляет не более 2,4·10-2 — в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и 1,2·10-2 — в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс.

Нестабильность \nu ГПСЭ за год составляет 2·10-4.

2.4. ГПСЭ применяют для передачи единиц величин вторичным (рабочим) эталонам и высокоточным средствам измерений методом прямых измерений или сличением при помощи компаратора. Доверительные границы \delta_{o} относительной погрешности при передаче единиц величин при доверительной вероятности 0,95 (P = 0,95, k = 1,1) составляют от 3,0·10-2 до 5,0·10-2 в интервале от 20 до 150 пс от начала импульса (уровень 0,5 на фронте импульса) и от 1,0·10-2 до 3,0·10-2 в установившемся режиме от 150 пс до 1,0 нс при 10 независимых наблюдениях (количество усреднений при каждом наблюдении не менее 100).

3. Вторичные эталоны

3.1. В качестве вторичных (рабочих) эталонов единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей применяют:

а) вторичные (рабочие) эталоны единицы напряженности импульсного электрического поля на основе измерительных преобразователей, полеобразующей системы и осциллографического регистратора в диапазоне от 1,0·10-1 до 1,0·106 В/м с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 1·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды, длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 1·10-11 до 5·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и доверительными границами суммарной относительной погрешности \delta_{o} воспроизводимой единицы величины (доверительная вероятность P = 0,95) от 3,0·10-2 до 7,0·10-2;

б) вторичные (рабочие) эталоны единицы напряженности импульсного магнитного поля на основе измерительных преобразователей, полеобразующей системы и осциллографического регистратора в диапазоне от 2,6·10-4 до 2,6·103 А/м с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 1·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды, длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 1·10-11 до 5·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и доверительными границами суммарной относительной погрешности \delta_{o} воспроизводимой единицы величины (доверительная вероятность P = 0,95) от 3,0·10-2 до 7,0·10-2;

в) вторичные (рабочие) эталоны единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей на основе вибраторов и возбуждающих генераторов импульсного напряжения в диапазонах от 1,0·10-2 до 1,0·104 В/м и от 2,6·10-5 до 2,6·10 А/м с длительностью фронта \tau_{\text{ф}} импульсов от 1·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды, длительностью \tau_{\text{и}} импульсов 1·10-11 до 1·10-8 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и доверительными границами суммарной относительной погрешности \delta_{o} воспроизводимых единиц величин (доверительная вероятность P = 0,95) от 3,0·10-2 до 8,0·10-2;

г) вторичные (рабочие) эталоны единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей на основе TEM-камеры и возбуждающих генераторов импульсного напряжения в диапазонах от 1,0 до 5,0·105 В/м и от 2,6·10-3 до 1,3·103 А/м с длительностью фронта \tau_{\text{ф}} импульсов от 5·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды, длительностью \tau_{\text{и}} импульсов от 1·10-10 до 1·10-5 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и доверительными границами суммарной относительной погрешности \delta_{o} воспроизводимых единиц величин (доверительная вероятность P = 0,95) от 3,0·10-2 до 8,0·10-2;

д) вторичные (рабочие) эталоны единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей на основе TEM-рупоров и возбуждающих генераторов импульсного напряжения в диапазонах от 1,0 до 1,0·106 В/м и от 2,6·10-3 до 2,6·103 А/м с длительностью фронта \tau_{\text{ф}} импульсов от 1·10-11 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды, длительностью \tau_{\text{и}} импульсов от 1·10-11 до 1·10-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и доверительными границами суммарной относительной погрешности \delta_{o} воспроизводимых единиц величин (доверительная вероятность P = 0,95) от 3,0·10-2 до 8,0·10-2.

3.2. Вторичные (рабочие) эталоны применяют для поверки средств измерений методом прямых измерений или сличением при помощи компаратора. Доверительные границы \delta_{o} относительной погрешности при передаче единиц величин при доверительной вероятности 0,95 (P = 0,95, k = 1,1) составляют от 1,0·10-2 до 1,0·10-1 при 10 независимых наблюдениях (количество усреднений при каждом наблюдении не менее 100).

4. Средства измерений

4.1 В качестве средств измерений применяют:

а) высокоточные измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 2,0·10-4 до 2,6·103 А/м, с коэффициентом преобразования кпр от 5,0·10-4 до 1,0·10 В·А-1·м, с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 1·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды и длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 2·10-11 до 1·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 3,0·10-2 до 7,0·10-2;

б) генераторы напряженностей импульсных электрического и магнитного полей в диапазонах от 1,0·10-1 до 1,0·106 В/м и от 2,6·10-4 до 2,6·103 А/м, с длительностью фронта импульсов от 1·10-11 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды и длительностью \tau_{\text{и}} импульсов от 1·10-11 до 1·10-5 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 4,5·10-2 до 1,5·10-1;

в) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1,0·10-2 до 2,0·106 В/м, с коэффициентом преобразования кпр от 5,0·10-6 до 1,0·10 В·В-1·м, с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 1·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды и длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 2·10-11 до 3·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 4,0·10-2 до 2,0·10-1;

г) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1,0·10-1 до 1,0·105 В/м, с коэффициентом преобразования кпр от 1,0·10-8 до 5,0·10-2 В·В-1·м, с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 1·10-10 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды и длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 2·10-10 до 1·10-6 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 4,0·10-2 до 2,0·10-1;

д) измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 2,0·10-4 до 2,0·103 А/м, с коэффициентом преобразования кпр от 5,0·10-5 до 5,0·10 В·А-1·м, с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 1·10-10 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды и длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 2·10-10 до 1·10-6 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 4,0·10-2 до 2,0·10-1;

е) измерители амплитуды импульсов напряженности электрического поля в диапазоне от 1,0·10 до 1,0·106 В/м с длительностью \tau_{\text{и}} измеряемых импульсов от 5·10-11 до 1·10-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 5,0·10-2 до 3,0·10-1;

ж) высокоточные измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1,0·10-2 до 2,0·106 В/м, с коэффициентом преобразования кпр от 5,0·10-6 до 1,0·10 В·В-1·м, с временем нарастания \tau_{\text{н}} переходной характеристики от 5·10-12 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения амплитуды и длительностью \tau_{\text{пх}} переходной характеристики от 2·10-11 до 1·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения амплитуды и пределами допускаемой относительной погрешности \Delta_{0} от 3,0·10-2 до 7,0·10-2.

4.2. Пределы \Delta_{0} допускаемой относительной погрешности средств измерений при доверительной вероятности 0,95 (P = 0,95, k = 1,1) указаны при 10 независимых наблюдениях (количество усреднений при каждом наблюдении не менее 100).

Приложение А

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 10 ДО 100 ПС

---

Вложения

• 1537_А.PDF