Государственная поверочная схема для средств измерений комплексного коэффициента отражения и комплексного коэффициента передачи в волноводных трактах в диапазоне частот от 2,14 до 178,4 ГГц
(утв. Приказом Росстандарта от 05.08.2024 № 1796)
Примечание
Текст документа приведен в соответствии с публикацией на сайте https://www.rst.gov.ru/portal/gost по состоянию на 06.08.2024. В соответствии с Приказом Росстандарта от 05.08.2024 № 1796 данный документ введен в действие с 15.08.2024.
Утверждена Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 августа 2024 г. № 1796
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА
ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ И КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ В ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТАХ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 2,14 ДО 178,4 ГГЦ
1. Область применения
Настоящая государственная поверочная схема (далее — ГПС) распространяется на средства измерений (далее — СИ) комплексного коэффициента отражения (далее — ККО или Sii) и комплексного коэффициента передачи (далее — ККП или Sji) <1> в волноводных трактах <2> в диапазоне частот от 2,14 до 178,4 ГГц.
<1> Примечание — Sii и Sji — обозначения для ККО и ККП как элементов матрицы рассеяния, где i и j — порядковые номера строк и столбцов матрицы рассеяния.
<2> Примечание — здесь и далее под словосочетанием «волноводные тракты» следует понимать прямоугольные волноводные тракты.
ГПС устанавливает порядок передачи единиц ККО и ККП — безразмерных величин, выражаемых в относительных единицах, от государственного первичного эталона единиц комплексного коэффициента отражения и комплексного коэффициента передачи в волноводных трактах (Таблица 1) в диапазоне частот от 2,14 до 178,4 ГГц (далее — ГПЭ) с помощью вторичных и рабочих эталонов СИ с указанием погрешности и основных методов передачи.
Диапазоны рабочих частот и сечения волноводных трактов
Графическая часть ГПС для СИ ККО и ККП электромагнитных колебаний в волноводных трактах в диапазоне частот от 2,14 до 178,4 ГГц представлена в приложении А.
2. Нормативные ссылки
В настоящем документе использованы нормативные ссылки на следующие стандарты <3>:
<3> Примечание — при использовании настоящего документа 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 использовании настоящего документа следует руководствоваться замещающим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
ГОСТ 24204-80 Единица децибел для измерений уровней, затуханий и усилений в технике проводной связи
ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин
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
ГОСТ 8.381-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения точности
ГОСТ 18238-72 Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения
ГОСТ 23221-78 Модули СВЧ, блоки СВЧ. Термины, определения и буквенные обозначения
ГОСТ 8.061-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Поверочные схемы. Содержание и построение
ГОСТ Р 8.885-2024. Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Основные положения.
3. Эталоны
3.1 Государственный первичный эталон единиц комплексного коэффициента отражения и комплексного коэффициента передачи в волноводных трактах в диапазоне частот от 2,14 до 178,4 ГГц
3.1.1 ГПЭ состоит из следующих технических средств:
комплект средств воспроизведения ККО и ККП;
установка компарирующая волноводная в диапазоне частот от 2,14 до 37,5 ГГц;
установка компарирующая волноводная в диапазоне частот от 37,5 до 178,4 ГГц;
комплект нагрузок волноводных;
комплект СИ геометрических величин;
устройство управления, хранения и обработки измерительной информации;
система кондиционирования и термостатирования.
Воспроизведение единиц ККО и ККП в волноводных трактах на ГПЭ осуществляется с помощью мер из состава комплекта средств воспроизведения единиц ККО и ККП и установок компарирующих.
При воспроизведении единиц ККО и ККП прослеживаемость обеспечивается к государственным первичным эталонам единиц: частоты (ГЭТ 1), длины (ГЭТ 2) и ослабления (ГЭТ 193).
3.1.2 ГПЭ обеспечивает воспроизведение единиц ККО и ККП в волноводных трактах в диапазоне частот от 2,14 до 178,4 ГГц.
3.1.3 ГПЭ применяют для передачи единиц ККО и ККП вторичным эталонам методом сличения при помощи средств сравнения и мерам ККО и ККП из состава вторичных эталонов методом прямых измерений, рабочим эталонам и СИ методом прямых измерений. Передача может осуществляться независимо для единиц модуля ККО, фазы ККО, КСВН, модуля ККП и фазы ККП.
Метрологические характеристики ГПЭ приведены в таблице 2.
Метрологические характеристики ГПЭ
| Наименование метрологических характеристик | Значения метрологических характеристик |
|---|---|
| Диапазон частот, ГГц | от 2,14 до 178,4 |
| Диапазон значений модуля коэффициента отражения |Sii| | от 0 до 1 |
| Диапазон значений коэффициента стоячей волны по напряжению (далее — КСВН) | от 1 до 5 |
| Диапазон значений фазы коэффициента отражения, градус | от 0 до 360 |
| Диапазон значений модуля коэффициента передачи |Sji|, дБ | от 0 до минус 70 |
| Диапазон значений фазы коэффициента передачи, градус | от 0 до 360 |
| Неисключенная систематическая погрешность воспроизведения единицы модуля ККО при доверительной вероятности P = 0,99 (\Theta_{\|Sii\|}) | от 0,001 до 0,014 |
| Среднее квадратическое отклонение (далее — СКО) при воспроизведении единицы модуля ККО при 10 независимых наблюдениях (S|Sii|) | от 0,001 до 0,007 |
| Неисключенная систематическая погрешность воспроизведения единицы фазы ККО <4> (\Theta\phi_{Sii}) , градус | (180\pi) \cdot arcsin(\Theta_{Sii}\|S_{ii}\|) |
| СКО при воспроизведении единицы фазы ККО при 10 независимых наблюдениях (S\phi_{Sii}) , градус | (180\pi) \cdot arcsin(S_{Sii}\|S_{ii}\|) |
| Неисключенная систематическая погрешность КСВН при воспроизведении единицы модуля ККО (\Theta_{\text{К}}) при доверительной вероятности P = 0,99, % | 200 \cdot \Theta_{Sii}(1 - \|S_{ii}\|^{2}) |
| СКО КСВН при воспроизведении единицы модуля ККО (SК) при 10 независимых наблюдениях, % | 200·SSii/(1 — |Sii|2) |
| Неисключенная систематическая погрешность воспроизведения единицы модуля ККП (\Theta_{\|Sji\|}) при доверительной вероятности | от 0,02 до 0,50 |
| СКО при воспроизведении единицы модуля ККП (S|Sji|) при 10 независимых наблюдениях, дБ | от 0,01 до 0,20 |
| Неисключенная систематическая погрешность воспроизведения единицы фазы ККП, градус | (180\pi) \cdot arcsin(\Theta_{Sji}8,6) |
| СКО при воспроизведении единицы фазы ККП при 10 независимых наблюдениях, градус | (180\pi) \cdot arcsin(S_{Sji}8,6) |
| Стандартная неопределенность измерений при воспроизведении единицы модуля ККО, оцениваемая по типу A, uA | от 0,001 до 0,007 |
| Стандартная неопределенность измерений при воспроизведении единицы модуля ККО, оцениваемая по типу B, uB | от 0,0005 до 0,0060 |
| Суммарная стандартная неопределенность измерений модуля ККО | от 0,001 до 0,009 |
| Расширенная неопределенность измерений при воспроизведении единицы модуля ККО U|Sii| (0,95) | от 0,002 до 0,018 |
| Расширенная неопределенность измерений при воспроизведении единицы фазы ККО U\phi_{S11}(0,95) , градус | (180\pi) \cdot arcsin(U_{\|Sii\|}\|S_{ii}\|) |
| Расширенная неопределенность измерений при воспроизведении единицы КСВН UК (0,95) | 200·U|Sii|/(1 — |Sii|2) |
| Стандартная неопределенность измерений при воспроизведении единицы модуля ККП, оцениваемая по типу A, uA, дБ | от 0,01 до 0,20 |
| Стандартная неопределенность измерений при воспроизведении единицы модуля ККП, оцениваемая по типу B, uB, дБ | от 0,01 до 0,21 |
| Суммарная стандартная неопределенность измерений модуля ККП, | от 0,01 до 0,29 |
| Расширенная неопределенность измерений при воспроизведении единицы модуля ККП U|Sji| (0,95), дБ | от 0,02 до 0,57 |
| Расширенная неопределенность измерений при воспроизведении единицы фазы ККП U\phi_{Sji}(0,95) , градус | (180\pi) \cdot arcsin(U_{\|Sji\|}8,6) |
<4> Примечание — здесь и далее расчет проводить для значений аргумента функции арксинус <= 0,7.
3.2 Вторичные эталоны
3.2.1 В качестве вторичных эталонов применяются установки для измерений ККО и ККП в волноводных трактах, состоящие из компаратора и комплектов мер ККО и ККП.
3.2.2 Эталоны обеспечивают передачу единиц ККО и ККП в диапазонах значений:
от 0 до минус 70 дБ для модуля ККП;
3.2.3 Доверительные границы суммарной погрешности вторичных эталонов при доверительной вероятности 0,95 составляют:
\delta_{|Sii|} = \pm (4 \div 40) \cdot 10^{- 3} — для модуля ККО;
\delta\phi_{Sii} = \pm (2,2 \div 9,0)^{\circ} — для фазы ККО <5>;
\delta_{|Sji|} = \pm (0,05 \div 0,90)\text{дБ} — для модуля ККП;
\delta\phi_{Sji} = \pm (0,3 \div 6,0)^{\circ} — для фазы ККП <6>.
\delta_{0\text{К}} = \pm (0,7 \div 8,5)% — для КСВН <7>.
<5> Примечание — для фазы ККО доверительные границы суммарной погрешности рекомендуется определять с использованием формулы \delta\phi_{Sii} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\delta_{|Sii|}|S_{ii}|) (единица измерения — градус).
<6> Примечание — для фазы ККП доверительные границы суммарной погрешности рекомендуется определять с использованием формулы \delta\phi_{Sji} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\delta_{|Sji|}8,6) (единица измерения — градус).
<7> Примечание — для значений КСВН доверительные границы суммарной погрешности рекомендуется определять с использованием формулы \delta_{0\text{К}} = 200 \cdot \delta_{|Sii|}(1 - |S_{ii}|^{2}) (значение \delta_{0\text{К}} выражается в %).
3.2.4 Вторичные эталоны применяют для передачи единиц ККО и ККП рабочим эталонам, СИ методом прямых измерений. Передача может осуществляться независимо для единиц модуля ККО, фазы ККО, КСВН, модуля ККП и фазы ККП.
3.3 Рабочие эталоны
3.3.1 В качестве рабочих эталонов применяются СИ ККО и ККП, меры и комплекты мер ККО и ККП.
3.3.2 Рабочие эталоны обеспечивают передачу единиц ККО и ККП в диапазонах значений:
от 0 до минус 70 дБ для модуля ККП;
3.3.3 Доверительные границы погрешности рабочих эталонов при доверительной вероятности 0,95 составляют:
\delta_{|Sii|} = \pm (6 \div 60) \cdot 10^{- 3} — для модуля ККО (Таблица 3);
\delta\phi_{Sii} = \pm (3,5 \div 14,0)^{\circ} — для фазы ККО <8>;
\delta_{|Sji|} = \pm (0,1 \div 1,15)\text{дБ} — для модуля ККП (Таблица 4);
\delta\phi_{Sji} = \pm (0,6 \div 7,7)^{\circ} — для фазы ККП <9>;
\delta_{0\text{К}} = \pm (1,2 \div 12,8)% — для КСВН <10>.
<8> Примечание — для фазы ККО границы погрешности рабочих эталонов при доверительной вероятности 0,95 рекомендуется определять с использованием формулы \delta\phi_{Sii} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\delta_{|Sii|}|S_{ii}|) (единица измерения — градус).
<9> Примечание — для фазы ККП границы погрешности рабочих эталонов при доверительной вероятности 0,95 рекомендуется определять с использованием формулы \delta\phi_{Sji} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\delta_{|Sji|}8,6) (единица измерения — градус).
<10> Примечание — для значений КСВН границы погрешности рабочих эталонов при доверительной вероятности 0,95 рекомендуется определять с использованием формулы \delta_{0\text{К}} = 200 \cdot \delta_{|Sii|}(1 - |S_{ii}|^{2}) (значение \delta_{0\text{К}} выражается в %).
Доверительные границы погрешности рабочих эталонов при доверительной вероятности 0,95 в диапазоне измерений модуля ККО для волноводных трактов
Доверительные границы погрешности рабочих эталонов при доверительной вероятности 0,95 в диапазоне измерений модуля ККП для волноводных трактов
3.3.4 Рабочие эталоны применяют для передачи единиц ККО и ККП СИ методом прямых измерений или методом сличения при помощи компаратора. Соотношение показателей точности рабочих эталонов и СИ должно быть не более 1:2. Передача может осуществляться независимо для единиц модуля ККО, фазы ККО, КСВН, модуля ККП и фазы ККП. Допускается при поверке средств измерений по ККП менее минус 70 дБ использовать каскадное соединение мер ККП.
3.3.5 Допускается передача единицы модуля ККП при помощи:
рабочих эталонов, аттестованных по ГПС для средств измерений ослабления напряжения постоянного тока и электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 20 Гц до 178,4 ГГц,
рабочих эталонов отношения значений мощности по ГПС для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц.
4. Средства измерений
4.1 В качестве СИ применяются скалярные и векторные анализаторы цепей, измерительные линии, измерители ККО и ККП, СИ с нормируемыми метрологическими характеристиками по значениям ККО, ККП и КСВН.
4.2 СИ обеспечивают измерения единиц ККО и ККП в диапазонах значений:
от 0 до минус 130 дБ для модуля ККП;
4.3 Пределы допускаемой погрешности скалярных и векторных анализаторов цепей, измерительных линий, измерителей ККО и ККП:
\Delta_{|Sii|} = \pm (1,8 \div 18) \cdot 10^{- 2} — для модуля ККО;
\Delta\phi_{Sii} = \pm (11 \div 42)^{\circ} — для фазы ККО <11>;
\Delta_{|Sji|} = \pm (0,3 \div 7,5)\text{дБ} — для модуля ККП;
\Delta\phi_{Sji} = \pm (1,8 \div 45,0)^{\circ} — для фазы ККП <12>;
\Delta_{0\text{К}} = \pm (3,6 \div 40,0)% — для КСВН <13>.
<11> Примечание — для фазы ККО пределы допускаемой погрешности СИ рекомендуется определять с использованием формулы \Delta\phi_{Sii} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\Delta_{|Sii|}|S_{ii}|) (единица измерения — градус).
<12> Примечание — для фазы ККП пределы допускаемой погрешности СИ рекомендуется определять с использованием формулы \Delta\phi_{Sji} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\Delta_{|Sji|}8,6) (единица измерения — градус).
<13> Примечание — для КСВН пределы допускаемой погрешности СИ рекомендуется определять с использованием формулы \Delta_{0\text{К}} = 200 \cdot \Delta_{|Sii|}(1 - |S_{ii}|^{2}) (значение \Delta_{0\text{К}} выражается в %).
4.4 Доверительные границы погрешности измерений ККО и ККП при доверительной вероятности 0,95:
\delta_{|Sii|} = \pm (1,2 \div 12) \cdot 10^{- 2} — для модуля ККО;
\delta\phi_{Sii} = \pm (7 \div 28)^{\circ} — для фазы ККО <14>;
\delta_{|Sji|} = \pm (0,2 \div 5,0)\text{дБ} — для модуля ККП;
\delta\phi_{Sji} = \pm (1,2 \div 36,0)^{\circ} — для фазы ККП <15>;
\delta_{0\text{К}} = \pm (2,4 \div 26,0)% — для КСВН <16>.
<14> Примечание — доверительные границы погрешности измерений фазы ККО при доверительной вероятности 0,95 рекомендуется определять с использованием формулы \delta\phi_{Sii} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\delta_{|Sii|}|S_{ii}|) (единица измерения — градус).
<15> Примечание — доверительные границы погрешности измерений фазы ККП при доверительной вероятности 0,95 рекомендуется определять с использованием формулы \delta\phi_{Sji} = \pm (180\pi) \cdot arcsin(\delta_{|Sji|}8,6) (единица измерения — градус).
<16> Примечание — доверительные границы погрешности измерений КСВН при доверительной вероятности 0,95 рекомендуется определять с использованием формулы \delta_{0\text{К}} = 200 \cdot \delta_{|Sii|}(1 - |S_{ii}|^{2}) (значение \delta_{0\text{К}} выражается в %).
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ И КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ В ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТАХ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 2,14 ДО 178,4 ГГц
