Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0 до 67 ГГц
(утв. Приказом Росстандарта от 16.08.2023 № 1678)
Примечание
В соответствии с Приказом Росстандарта от 16.08.2023 № 1678 данный документ введен в действие с 25.08.2023.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["ГОСТ Р 8.813-2013"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-8-813-2013" "ГОСТ Р 8.813-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений... (ут" n1["Государственная поверочная схема... (от 16.08.2023 N 1678)"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/shema-1678" "Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0 до " n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
Утверждена Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 августа 2023 г. № 1678
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА
ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, КОМПЛЕКСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ В КОАКСИАЛЬНЫХ ВОЛНОВОДАХ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 0 ДО 67 ГГЦ
1. Область применения
Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0 до 67 ГГц (далее — ГПС) распространяется на средства измерений волнового сопротивления (далее — ВС), комплексных коэффициентов отражения (далее — ККО) и комплексных коэффициентов передачи (далее — ККП) в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0 до 67 ГГц, с измерительными соединителями отечественного и зарубежного производства типов II, VIII, № 75, III, N, IX; 3,5 мм, 2,92 мм, I, 2,4 мм, 1,85 мм и 1 мм и присоединительными размерами соответствующими ГОСТ 13317 и международному стандарту IEEE Std 287.1TM-2021, и устанавливает порядок передачи единиц ВС, ККО и ККП от государственного первичного эталона единицы волнового сопротивления в коаксиальных волноводах (далее — ГПЭ) с помощью вторичных и рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов поверки.
Допускается проводить передачу единиц эталонам и средствам измерений, соединители которых изготовлены по другим стандартам, но с требованиями к присоединительным размерам соединителей не ниже, чем требования, установленные в ГОСТ 13317 и IEEE Std 287.1TM-2021.
Допускается проводить передачу единиц эталонам и средствам измерений, не указанным в настоящем документе, при условии их прослеживаемости к ГПЭ.
Графическая часть ГПС представлена в приложении А.
Пояснения применяемых терминов и сокращений, используемых в данном документе, приведены в ГОСТ IEC 60027-2-2015 и ГОСТ Р МЭК 60027-3-2016.
2. Нормативные ссылки
В настоящем документе использованы нормативные ссылки на следующие стандарты <1>:
<1> Примечание — при пользовании настоящим документом целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим документом, следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
ГОСТ 8.381-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения точности»;
ГОСТ 13317-89 «Элементы соединения СВЧ трактов радиоизмерительных приборов. Присоединительные размеры»;
IEEE Std 287.1TM-2021 Стандарт института инженеров по электротехнике и электронике для прецизионных коаксиальных соединителей для радиочастот, микроволн и частоты миллиметровых волн. Часть 1: Общие требования, определения и подробные спецификации. [IEEE Std 287.1TM-2021 IEEE Standard for Precision Coaxial Connectors at RF, Microwave, and Millimeter-Wave Frequencies-Part 1: General Requirements, Definitions, and Detailed Specifications];
ГОСТ Р 8.875-2014 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений угла фазового сдвига между двумя электрическими сигналами в диапазоне частот от 0,1 МГц до 67 ГГц»;
ГОСТ IEC 60027-2-2015 «Обозначения буквенные, применяемые в электротехнике. Часть 2. Электросвязь и электроника»;
ГОСТ Р МЭК 60027-3-2016 «Государственная система обеспечения единства измерений. Обозначения буквенные, применяемые в электротехнике. Часть 3. Логарифмические и относительные величины и единицы измерений»;
Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока, утвержденная приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456;
Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы, утвержденная приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520.
3. Эталоны
3.1. Государственный первичный эталон
3.1.1 ГПЭ состоит из:
средств воспроизведения единиц ВС и комплектов калибровочных мер для коаксиальных волноводов, поддерживаемых эталоном;
компаратора эталона — комплекса технических и программных средств, на базе векторного анализатора цепей, обеспечивающего процедуры передачи единиц ВС, ККО и ККП;
средств сравнения, для передачи единиц ВС, ККО и ККП вторичным эталонам и средствам измерений.
3.1.2. Номинальные значения ВС, воспроизводимые эталоном, составляют 50 и 75 Ом.
Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единиц ВС, ККО и ККП в коаксиальных волноводах с соединителями типов II, VIII, № 75, III, N, IX; 3,5 мм, 2,92 мм, I, 2,4 мм, 1,85 мм и 1 мм.
Метрологические характеристики воспроизведения единиц ВС приведены в таблице 1. Указанные в таблице 1 значения погрешностей и неопределенностей измерений представляют максимальные значения для всего диапазона частот применения коаксиального волновода. Наименование типов соединителей приведено в соответствии с ГОСТ 13317 и IEEE Std 287.1TM-2021.
На постоянном токе воспроизведение единиц ВС, ККО и ККП осуществляется косвенным методом с помощью прослеживаемых к ГЭТ 13-2023 рабочим эталонам 3-го разряда и прослеживаемых к ГЭТ 14-2014 рабочим эталонам 4-го разряда.
В диапазоне рабочих частот воспроизведение единиц ККО и ККП осуществляется путем прослеживаемости к эталону ГЭТ 207-2013.
Характеристики в таблице 1 приведены в относительной форме. Характеристики погрешности измерений So и uA определены при 5 наблюдениях.
Погрешности и неопределенности измерений при воспроизведении единиц ВС
3.1.3 Эталон обеспечивает воспроизведение единиц ККО в диапазонах значений:
Эталон обеспечивает воспроизведение единиц ККП в диапазонах значений:
от 0,0032 до 1 для модуля ККП (от 0 до минус 50 дБ для модуля ККП в логарифмическом масштабе);
Диапазоны значений расширенных неопределенностей при воспроизведении единиц ККО и ККП при 4 наблюдениях UККО(0,95), UККП(0,95) для мнимой и действительной частей, в зависимости от частоты и номинального значения, без учета знака, приведены в таблице 2.
Расширенные неопределенности измерения при воспроизведении единиц ККО и ККП
3.1.4. Государственный первичный эталон применяют для передачи единиц ВС, ККО и ККП вторичным эталонам (установкам) методом сличения при помощи средств сравнения и вторичным эталонам в виде мер ККО, ККП методом прямых измерений, рабочим эталонам, средствам измерений методом сличения при помощи средств сравнения и средствам измерений в виде мер ВС, ККО и ККП (коаксиальным линиям, нагрузкам, аттенюаторам, переходам) методом прямых измерений.
В коаксиальном волноводе 1,0/0,434 мм с соединителем типа 1 мм передача единиц осуществляется только средствам измерений.
3.2. Вторичные эталоны
3.2.1. В качестве вторичных эталонов используют установки для измерения ККО и ККП, состоящие из компаратора и калибровочных мер ККО, а также меры ВС, ККО и ККП в виде коаксиальных волноводов с воздушным заполнением, коаксиальных нагрузок и аттенюаторов.
Диапазон рабочих частот вторичных эталонов от 0 до 67 ГГц.
3.2.2 Эталоны обеспечивают передачу единиц ККО в диапазонах значений:
Эталоны обеспечивают передачу единиц ККП в диапазонах значений:
от 0 до минус 50 дБ для модуля ККП в логарифмическом масштабе;
3.2.3. Доверительные границы суммарной погрешности измерения установок для измерения ККО \delta_{|\text{ККО }|} и \delta_{\phi\text{ККО}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения, частоты и типа коаксиального тракта составляют:
\delta_{|\text{ККО }|} = \pm (5 - 50) \cdot 10^{- 3} — по модулю ККО; \delta_{\phi\text{ККО}} = \pm (0,8° - 5,0°) — по фазе ККО <2>.
<2> Здесь и далее погрешности измерения фазы ККО приведены для модуля ККО более 0,1.
3.2.4. Доверительные границы суммарной погрешности измерения установок для измерения ККП \delta_{|\text{ККП }|} и \delta_{\phi\text{ККП}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения, частоты и типа коаксиального тракта составляют:
\delta_{|\text{ККП }|} = \pm (0,03 - 0,25)\text{дБ} по модулю ККП; \delta_{\phi\text{ККП}} = \pm (0,5^{\circ} - 5,0^{\circ}) по фазе ККП.
3.2.5. Доверительные границы суммарной погрешности мер ККО \delta_{|\text{ККО }|} и \delta_{\phi\text{ККО}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения и частоты составляют:
\delta_{|\text{ККО }|} = \pm (2 - 50) \cdot 10^{- 3} — по модулю ККО; \delta_{\phi\text{ККО}} = \pm (0,5^{\circ} - 5,0^{\circ}) — по фазе ККО.
3.2.6. Доверительные границы суммарной погрешности мер ККП \delta_{|\text{ККП }|} и \delta_{\phi\text{ККП}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения и частоты составляют:
\delta_{|\text{ККП }|} = \pm (0,02 - 0,15)\text{дБ} по модулю ККП; \delta_{\phi\text{ККП}} = \pm (0,3^{\circ} - 5,0^{\circ}) по фазе ККП.
3.2.7. Номинальные значения ВС, измеряемого вторичными эталонами составляют 50 и 75 Ом. Доверительные границы суммарной погрешности измерения волнового сопротивления мер ККП в виде коаксиальных волноводов с воздушным заполнением при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях составляют \Delta_{Z} = \pm (0,5 - 5,0)\text{Ом} . Доверительные границы суммарной погрешности мер волнового сопротивления в виде коаксиальных волноводов с воздушным заполнением при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях составляют \Delta_{Z} = \pm (0,2 - 5,0)\text{Ом} .
3.2.8. Матрицы погрешностей вторичного эталона для мер ККО и ККП, в зависимости от номинальных значений и диапазонов частот приведены в приложении Б.
3.2.9. Нестабильность вторичных эталонов за межповерочный интервал не должна превышать доверительных границ суммарной погрешности измерения.
3.2.10. Вторичные эталоны применяют для поверки рабочих эталонов, скалярных и векторных анализаторов цепей, нагрузок коаксиальных, аттенюаторов и переходов методом прямых измерений. При поверке средств измерений по ККП менее минус 50 дБ использовать для воспроизведения единицы КПП каскадное соединение мер КПП.
3.3. Рабочие эталоны
3.3.1. В качестве рабочих эталонов используют установки для измерения ККО и ККП, состоящие из компаратора и калибровочных мер ККО, а также меры ВС, ККО и ККП в виде коаксиальных линий, коаксиальных нагрузок и аттенюаторов.
Диапазон рабочих частот рабочих эталонов — от 0 до 67 ГГц.
3.3.2 Эталоны обеспечивают передачу единиц ККО в диапазонах значений:
Эталоны обеспечивают передачу единиц ККП в диапазонах значений:
от 0 до минус 50 дБ для модуля ККП в логарифмическом масштабе;
3.3.3. Доверительные границы суммарной погрешности измерения установок для измерения ККО \delta_{|\text{ККО }|} и \delta_{\phi\text{ККО}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения, частоты и типа коаксиального тракта составляют:
\delta_{|\text{ККО }|} = \pm (5 - 50) \cdot 10^{- 3} — по модулю ККО; \delta_{\phi\text{ККО}} = \pm (1° - 7°) — по фазе ККО.
3.3.4. Доверительные границы суммарной погрешности измерения установок для измерения ККП \delta_{|\text{ККП }|} и \delta_{\phi\text{ККП}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения, частоты и типа коаксиального тракта составляют:
\delta_{|\text{ККП }|} = \pm (0,05 - 0,5)\text{дБ} по модулю ККП; и \delta_{\phi\text{ККП}} = \pm (1^{\circ} - 10^{\circ}) по фазе ККП;
3.3.5. Доверительные границы суммарной погрешности мер ККО \delta_{|\text{ККО }|} и \delta_{\phi\text{ККО}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения, частоты и типа коаксиального тракта составляют:
\delta_{|\text{ККО }|} = \pm (5 - 50) \cdot 10^{- 3} — по модулю ККО; \delta_{\phi\text{ККО}} = \pm (1^{\circ} - 7^{\circ}) — по фазе ККО.
3.3.6. Доверительные границы суммарной погрешности мер ККП \delta_{|\text{ККП }|} и \delta_{\phi\text{ККП}} при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения и частоты составляют:
\delta_{|\text{ККП }|} = \pm (0,08 - 0,50)\text{дБ} по модулю ККП; и \delta_{\phi\text{ККП}} = \pm (1^{\circ} - 10^{\circ}) по фазе ККП;
3.3.7. Номинальные значения ВС, измеряемого рабочими эталонами 50 и 75 Ом. Доверительные границы суммарной погрешности измерения волнового сопротивления мер ККП в виде коаксиальных волноводов с воздушным заполнением при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях составляют \Delta_{Z} = \pm (0,5 - 5,0)\text{Ом} . Доверительные границы суммарной погрешности мер волнового сопротивления в виде коаксиальных волноводов с воздушным заполнением при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях составляют
\Delta_{Z} = \pm (0,5 - 5,0)\text{Ом} .
3.3.8. Нестабильность рабочих эталонов за межповерочный интервал не должна превышать доверительных границ суммарной погрешности измерения.
3.3.9. Рабочие эталоны применяют для поверки средств измерений методом прямых измерений. Соотношение погрешностей рабочих эталонов и средств измерений — 1/2.
4. Средства измерений
4.1. В качестве средств измерений применяют скалярные и векторные анализаторы цепей, измерительные линии, измерители параметров неоднородностей в коаксиальных волноводах коаксиальные нагрузки, аттенюаторы и переходы.
Диапазон рабочих частот средств измерений — от 0 до 67 ГГц.
от 0 до минус 130 дБ для модуля ККП в логарифмическом масштабе;
4.2. Пределы допускаемых погрешностей скалярных и векторных анализаторов цепей, измерительных линий, измерителей параметров неоднородностей в коаксиальных волноводах:
\Delta_{|\text{ККО }|} = \pm (0,7 - 30) \cdot 10^{- 2} — по модулю ККО; \Delta_{\phi\text{ККО}} = \pm (0,5^{\circ} - 20^{\circ}) — по фазе ККО;
\Delta_{|\text{ККП }|} = \pm (0,05 - 0,5)\text{дБ} — по модулю ККП; \Delta_{\phi\text{ККП}} = \pm (0,5^{\circ} - 20^{\circ}) — по фазе ККП.
4.3. Доверительные границы погрешности оценки измерений величин ККО \delta_{\text{ККО}} и \delta_{\phi\text{ККО}} и ККП \delta_{\text{ККП}} и \delta_{\phi\text{ККП}} нагрузок коаксиальных, аттенюаторов и переходов при доверительной вероятности 0,95 и 4 наблюдениях, в зависимости от номинального значения и частоты составляют:
\delta_{|\text{ККО }|} = \pm (2 - 10) \cdot 10^{- 2} — по модулю ККО; \delta_{\phi\text{ККО}} = \pm (2^{\circ} - 15^{\circ}) — по фазе ККО;
\delta_{|\text{ККП }|} = \pm (0,1 - 1,0)\text{дБ} — по модулю ККП; \delta_{\phi\text{ККП}} = \pm (2^{\circ} - 10^{\circ}) — по фазе ККП.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, КОМПЛЕКСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ В КОАКСИАЛЬНЫХ ВОЛНОВОДАХ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 0 ДО 67 ГГц
Приложение Б
(рекомендуемое)
Матрица доверительных границ суммарной погрешности мер ККО разряда вторичного эталона (без учета знака) при доверительной вероятности 0,95 при 4 наблюдениях — модуль ККО \delta_{\text{ККО}} .
Матрица доверительных границ суммарной погрешности мер ККО разряда вторичного эталона (без учета знака) при доверительной вероятности 0,95 при 4 наблюдениях — фаза ККО \delta_{\phi\text{ККО}} , градусы.
Матрица доверительных границ суммарной погрешности мер ККП разряда вторичного эталона (без учета знака) при доверительной вероятности 0,95 при 4 наблюдениях — модуль ККП \delta_{\text{ККП}} , дБ.
Матрица доверительных границ суммарной погрешности мер ККП разряда вторичного эталона (без учета знака) при доверительной вероятности 0,95 при 4 наблюдениях — фаза ККП \delta_{\phi\text{ККП}} , градусы.