Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности мощности шумового радиоизлучения в диапазоне частот от 0,002 до 178,3 ГГц

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии · № 2801Действующий акт

(утв. Приказом Росстандарта от 07.11.2022 № 2801)

Примечание

Текст документа приведен в соответствии с публикацией на сайте https://www.rst.gov.ru/portal/gost по состоянию на 07.11.2022. В соответствии с Приказом Росстандарта от 07.11.2022 № 2801 данный документ введен в действие с 01.01.2023.

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ Р 8.860-2013"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-8-860-2013" "ГОСТ Р 8.860-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений... (ут"
  n1["Государственная поверочная схема... (от 07.11.2022 N 2801)"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/shema-2801" "Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности мощности шумового радиоизлучения в диапазоне частот от 0,002 до 178,3 ГГц (утв. Приказом Росстандарта "
  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 7 ноября 2022 г. № 2801

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ШУМОВОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 0,002 ДО 178,3 ГГц

1. Область применения

1.1. Настоящая государственная поверочная схема распространяется на средства измерений спектральной плотности мощности шумового радиоизлучения (далее — СПМШ) в диапазоне частот от 0,002 до 178,3 ГГц и устанавливает порядок передачи единицы СПМШ — Вт/Гц от государственного первичного эталона при помощи вторичных и рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов передачи единицы (поверки и калибровки).

Графическая часть государственной поверочной схемы для средств измерений спектральной плотности мощности шумового радиоизлучения в диапазоне частот от 0,002 до 178,3 ГГц представлена в приложении А.

2. Сокращения и обозначения

ВЭТ — вторичный эталон

ГПЭ — государственный первичный эталон

ГШ ВТ — высокотемпературный генератор шума

ГШ НТ — низкотемпературный генератор шума

КВ — коаксиальный волновод

КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению

НСП — неисключенная систематическая погрешность

ПВ — прямоугольный волновод

СКО — среднеквадратическое отклонение

СПМШ — спектральная плотность мощности шумового радиоизлучения

3. Эталоны

3.1 Первичный эталон

3.1.1. Первичный эталон состоит из комплекса следующих технических средств, вспомогательных устройств и специальных инженерных сооружений:

Тепловые низкотемпературные генераторы шума в волноводных трактах сечений 23 x 10, 16 x 8, 11 x 5,5, 7,2 x 3,4, ₅,2 x 2,6, 3,6 x 1,8, 2,4 x 1,2, 1,6 x 0,8 мм и в коаксиальных трактах 7/3,04 мм, 3,5/1,52 мм.
Компарирующие установки в волноводных трактах: ЭУ 12,05 — 17,44 ГГц, ЭУ 17,44 — 25,95 ГГц, ЭУ 25,95 — 37,5 ГГц, ЭУ 37,5 — 53,57 ГГц, ЭУ 53,57 — 78,33 ГГц, ЭУ 78,33 — 118,1 ГГц, ЭУ 118,1 — 178,3 ГГц и в коаксиальных трактах: ЭУ 0,002 — 0,2 ГГц, ЭУ 0,2 — 1,0 ГГц, ЭУ 1,0 — 12,1 ГГц, ЭУ 1 — 26,5 ГГц.
Вспомогательные средства измерений и оборудование, необходимые для контроля стабильности эталона и при передаче единицы, перечисленные в приложении к паспорту первичного эталона.

3.1.2. Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение номинальной избыточной спектральной плотности мощности шумового радиоизлучения от 1,07·10-21 до 2,12·10-21 Вт/Гц в диапазоне частот от 0,002 до 178,3 ГГц, что соответствует воспроизведению единицы эквивалентной шумовой температуры в диапазоне значений от 77,4 до 153,5 К. Диапазон значений эквивалентной шумовой температуры в диапазоне частот от 0,002 до 178,3 ГГц, в котором воспроизводится шкала единицы, составляет от 77,4 до 20000 К.

3.1.3. Государственный первичный эталон воспроизводит единицу и шкалу единицы эквивалентной шумовой температуры со средним квадратическим отклонением (СКО) результата измерений при 5 независимых наблюдениях и неисключенной систематической погрешностью (НСП) приведенными в таблице 1:

Таблица 1

Метрологические характеристики ГПЭ

Диапазон частот, ГГц	СКО, К	НСП воспроизведения единицы, К	НСП воспроизведения шкалы в диапазоне значений
Диапазон частот, ГГц	СКО, К	НСП воспроизведения единицы, К	от 77,4 до 153,5 К, К	от 153,5 до 20000 К, %
0,002 — 12,05	0,04	0,2 — 0,3	0,3 — 0,4	0,5 — 0,7
1,00 — 26,50	0,10	0,1 — 0,3	0,2 — 0,7	0,3 — 0,7
12,05 — 37,50	0,06	0,3	0,5	0,8
37,50 — 53,57	0,6	0,6	1,4	1,5
53,57 — 78,33	0,5	0,7	2,0	1,9
78,33 — 118,10	0,7	1,0	2,0 — 3,0	1,8
118,1 — 178,3	0,7	1,0	3,0 — 4,0	2,2

3.1.4 Неопределенность измерений при воспроизведении единицы:

стандартная неопределенность, оцененная по типу A от 0,04 до 0,7 К;

стандартная неопределенность, оцененная по типу B от 0,1 до 1,3 К;

расширенная неопределенность от 0,21 до 2,95 К при коэффициенте охвата k = 2.

3.1.5. Государственный первичный эталон применяют для передачи единицы СПМШ вторичным эталонам, рабочим эталонам 1-го и 2-го разрядов методом прямых измерений.

3.2 Вторичные эталоны

3.2.1. К вторичным эталонам относятся эталоны-копии и эталоны сравнения. Эталоны-копии применяют для передачи размера единицы СПМШ в диапазоне частот 0,002 — 37,5 ГГц рабочим эталонам 1-го разряда методом сравнения при помощи компараторов. В качестве эталонов-копий применяют генераторы шума низкотемпературные (далее — ГШ НТ) с характеристиками точности при передаче размера единицы, указанными в таблице 2, где S \sum , К, — суммарное СКО (uC — суммарная стандартная неопределенность) результатов измерений, обусловленное влиянием случайных погрешностей и НСП первичного эталона.

Таблица 2

Метрологические характеристики ГШ НТ: эталоны-копии

Диапазон частот, ГГц	Линия передачи		Эквивалентная шумовая температура, К	КСВН, не более	Характеристики точности S \sum (u_{C}) , К
Диапазон частот, ГГц	Тип	Сечение, мм	Эквивалентная шумовая температура, К	КСВН, не более	Характеристики точности S \sum (u_{C}) , К
0,002 — 1,0	КВ	7/3,04	77 — 82	1,1	0,5
1,0 — 18,0		3,5/1,52; 7/3,04	78 — 90	1,2	0,2 \div 0,5
18,0 — 26,5		3,5/1,52	85 — 90	1,3	0,6
12,05 — 37,5	ПВ	16 x 8; 11 x 5,5; 7,2 x 3,4	80 — 86	1,2	0,5 \div 0,7

3.2.2. Эталоны сравнения предназначены для международных сличений национальных эталонов. В качестве эталонов сравнения применяют генераторы шума высокотемпературные (далее — ГШ ВТ) с метрологическими характеристиками, указанными в таблице 3, где U0(0,95), %, — расширенная неопределенность при сличениях.

Таблица 3

Метрологические характеристики ГШ ВТ: эталоны сравнения

Диапазон частот, ГГц	Линия передачи		Избыточная СПМШ, отн. ед.	КСВН, не более	Характеристики точности U0, %
Диапазон частот, ГГц	Тип	Сечение, мм	Избыточная СПМШ, отн. ед.	КСВН, не более	Характеристики точности U0, %
0,002 — 1,0	КВ	7/3,04	3 — 70	1,2	0,8 \div 1,6
1,0 — 18,0		3,5/1,52; 7/3,04		1,3	0,7 \div 1,6
18,0 — 26,5		3,5/1,52; 7/3,04		1,3	1,5
12,05 — 37,5	ПВ	16 x 8; 11 x 5,5; 7,2 x 3,4	50 — 70	1,2 — 1,3	1,4 \div 1,8

3.2.3. Передача размера единицы СПМШ осуществляется с помощью применяемых компараторов (радиометрических приемников) с погрешностью передачи единицы S_{\xi} \sum = 0,12 \div 0,9\text{К} .

3.2.4. Соотношение пределов допускаемых погрешностей государственного первичного эталона (ГПЭ) и вторичных эталонов (ВЭТ) должны быть не более 1/2.

4. Рабочие эталоны 1-го разряда

4.1. В качестве рабочих эталонов 1-го разряда применяют ГШ НТ и ГШ ВТ. Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для поверки рабочих эталонов 2-го разряда и рабочих средств измерений повышенной точности в диапазоне частот 0,002 — 37,5 ГГц; рабочих средств измерений в диапазоне частот выше 37,5 ГГц.

4.2. Передача размера единицы СПМШ осуществляется с помощью применяемых компараторов (радиометрических приемников) ГШ ВТ с погрешностью передачи единицы S_{\xi} \sum = 0,5 \div 1,1\% в диапазоне частот 0,002 — 37,5 ГГц и S_{\xi} \sum = 2,6 \div 4,8\% в диапазоне частот от 37,5 до 178,3 ГГц; ГШ НТ с погрешностью передачи единицы S_{\xi} \sum = 0,15 \div 1,0\text{К} в диапазоне частот 0,002 — 37,5 ГГц и S_{\xi} \sum = 4 \div 5\text{К} в диапазоне частот от 37,5 до 178,3 ГГц.

4.3. Соотношение пределов допускаемых погрешностей ГПЭ и рабочих эталонов 1-го разряда должно быть не более 1/3.

4.4. Характеристики точности рабочих эталонов 1-го разряда, ГШ НТ, указаны в таблице 4, где S \sum , К, — суммарное СКО (uC — суммарная стандартная неопределенность) результатов измерений, обусловленное влиянием случайных погрешностей и НСП эталонов-копий.

Таблица 4

Метрологические характеристики ГШ НТ: рабочие эталоны 1-го разряда

Диапазон частот, ГГц	Линия передачи		Эквивалентная шумовая температура, К	КСВН, не более	Характеристики точности S \sum (u_{C}) , К
Диапазон частот, ГГц	Тип	Сечение, мм	Эквивалентная шумовая температура, К	КСВН, не более	Характеристики точности S \sum (u_{C}) , К
0,002 — 1,0	КВ	3,5/1,52; 7/3,04	77 — 82	1,1	0,3
1,0 — 18,0		3,5/1,52; 7/3,04	78 — 90	1,2	0,3 \div 0,4
18,0 — 26,5		3,5/1,52	85 — 90	1,3	0,7
12,05 — 37,5	ПВ	16 x 8; 11 x 5,5; 7,2 x 3,4	80 — 86	1,2	0,5 \div 0,6
37,5 — 78,33		5,2 x 2,6; 3,6 x 1,8	86 — 100	1,3	1,2 \div 2
78,33 — 178,3		2,4 x 1,2; 1,6 x 0,8	90 — 160	1,3	2 \div 4

4.5. Характеристики точности рабочих эталонов 1-го разряда, ГШ ВТ, указаны в таблице 5, где S \sum 0 , %, — суммарное СКО (u_C0 - суммарная стандартная неопределенность) результатов измерений, обусловленное влиянием случайных погрешностей и НСП: эталонов-копий в диапазоне частот 0,002 — 37,5 ГГц; первичного эталона в диапазоне частот выше 37,5 ГГц.

Таблица 5

Метрологические характеристики ГШ ВТ: рабочие эталоны 1-го разряда

Диапазон частот, ГГц	Линия передачи		Избыточная СПМШ, отн. ед.	КСВН, не более	Характеристики точности S \sum {}_{0}(u_{C0}) , %
Диапазон частот, ГГц	Тип	Сечение, мм	Избыточная СПМШ, отн. ед.	КСВН, не более	Характеристики точности S \sum {}_{0}(u_{C0}) , %
0,002 — 1,0	КВ	7/3,04	3 — 70	1,2	0,5
1,0 — 18,0		3,5/1,52; 7/3,04		1,3	0,4 \div 0,7
18,0 — 26,5		3,5/1,52		1,3	0,8
12,05 — 37,5	ПВ	16 x 8; 11 x 5,5; 7,2 x 3,4	50 — 70	1,2 — 1,3	0,7 \div 0,8
37,5 — 78,33	ПВ	5,2 x 2,6; 3,6 x 1,8	40 — 64	1,4	4,0 \div 7,0
78,33 — 178,3	ПВ	2,4 x 1,2; 1,6 x 0,8	10 — 40	1,5	5,0 \div 8,0

5. Рабочие эталоны 2-го разряда

5.1. В качестве рабочих эталонов 2-го разряда применяют ГШ ВТ (полупроводниковые и газоразрядные) и ГШ НТ с метрологическими характеристиками, указанными в таблицах 6 и 7.

Таблица 6

Метрологические характеристики ГШ НТ: рабочие эталоны 2-го разряда

Диапазон частот, ГГц	Линии передачи		Эквивалентная шумовая температура, К	КСВН, не более	Пределы допускаемых абсолютных погрешностей \Delta , К
Диапазон частот, ГГц	Тип	Сечение, мм	Эквивалентная шумовая температура, К	КСВН, не более	Пределы допускаемых абсолютных погрешностей \Delta , К
0,002 — 1,0	КВ	3,5/1,52; 7/3,04	78 — 82	1,2	2,0 — 3,0
1,0 — 18,0		3,5/1,52; 7/3,04	78 — 90	1,2 — 1,3	1,0 \div 2,0
18,0 — 26,5		3,5/1,52	80 — 90	1,2 — 1,3	2,0 — 3,0
12,05 — 37,5	ПВ	16 x 8; 11 x 5,5; 7,2 x 3,4	78 — 86	1,2	1,0 — 3,0

Таблица 7

Метрологические характеристики ГШ ВТ: рабочие эталоны 2-го разряда

Диапазон частот, ГГц	Линии передачи		Избыточная СПМШ, отн. ед.	КСВН, не более	Пределы допускаемых относительных погрешностей \Delta_{0} , %
	Тип	Сечение, мм
0,002 — 1,0	КВ	3,5/1,52; 7/3,04	3 — 70	1,2	1,0 — 2,0
1,0 — 18,0				1,3	1 \div 2
18,0 — 26,5		3,5/1,52		1,3	3,0
12,05 — 37,5	ПВ	16 x 8; 11 x 5,5; 7,2 x 3,4	50 — 70	1,2	2,0 \div 3,0

5.2. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для поверки средств измерений сравнением при помощи компаратора (радиометрического приемника) с погрешностью передачи единицы S_{\xi} \sum = 0,5 \div 5,0\% для ГШ ВТ и S_{\xi} \sum = 0,2 \div 2,5\text{К} для ГШ НТ.

5.3. Соотношения пределов допускаемых погрешностей ГПЭ и рабочих эталонов 2-го разряда должны быть не более 1/3.

6. Средства измерений

6.1 В качестве средств измерений применяют ГШ НТ и ГШ ВТ.

6.2. Передача размера единицы СПМШ осуществляется с помощью применяемых компараторов (радиометрических приемников) с погрешностью передачи единицы S_{\xi} \sum = 0,5 \div 5,0\% для высокотемпературных генераторов шума и S_{\xi} \sum = 0,2 \div 2,5\text{К} для низкотемпературных генераторов шума в диапазоне частот 0,002 — 37,5 ГГц. В диапазоне частот от 37,5 до 178,3 ГГц для ГШ ВТ S_{\xi} \sum = 2,6 \div 4,8\% и S_{\xi} \sum = 4 \div 5\text{К} для ГШ НТ.

6.3. Соотношения пределов допускаемых погрешностей рабочих эталонов 1-го разряда и поверяемых по ним средств измерений должны быть не более 1/3.

6.4. Соотношения пределов допускаемых погрешностей рабочих эталонов 2-го разряда и поверяемых по ним средств измерений должны быть не более 1/3.

6.5. Метрологические характеристики средств измерений приведены в таблице 8.

Таблица 8

Метрологические характеристики средств измерений

Диапазон частот, ГГц	Линии передачи		Пределы допускаемых погрешностей при поверке
	Тип	Сечение, мм	по рабочим эталонам 1-го разряда		по рабочим эталонам 2-го разряда
	Тип	Сечение, мм	ГШ НТ \Delta , К	ГШ ВТ \Delta_{0} , %	ГШ НТ \Delta , К	ГШ ВТ \Delta_{0} , %
0,002 — 1,0	КВ	7/3,04; 3,5/1,52; 2,4/1,04 16/6,95 <1>; 16/4,6 <1>	4 — 5	3 — 5	6 — 20	5 — 20
1,0 — 2,0		7/3,04; 3,5/1,52; 2,4/1,04 16/6,95 <1>; 16/4,6 <1>	2	2 — 3	4 — 20	4 — 20
2,0 — 4,0		7/3,04; 3,5/1,52; 16/6,95 <1>	2	2 — 3	4 — 20	3 — 20
4,0 — 8,15		7/3,04; 3,5/1,52, 2,4/1,04	2	2 — 4	4 — 20	4 — 20
8,15 — 12,42		7/3,04; 3,5/1,52, 2,4/1,04	2 — 3	2 — 4	4 — 20	4 — 20
12,05 — 18,0		7/3,04; 3,5/1,52, 2,4/1,04	2 — 4	2 — 4	4 — 20	4 — 20
18,0 — 26,5		3,5/1,52, 2,4/1,04	3 — 5	3 — 5	5 — 20	5 — 20
26,5 — 50,0		2,4/1,04	3 — 5	3 — 5	5 — 20	5 — 20
12,05 — 17,44	ПВ	16 x 8	3	3 — 5	5 — 20	6 — 20
17,44 — 37,5		11 x 5,5; 7,2 x 3,4	3 — 5	4 — 6	5 — 20	6 — 20
37,5 — 78,33		5,2 x 2,6; 3,6 x 1,8	8 — 20	7 — 20	-	-
78,33 — 178,3		2,4 x 1,2; 1,6 x 0,8	10 — 20	8 — 20	-	-

<1> Сечение применяют только для ГШ ВТ

Приложение А

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ШУМОВОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ 0,002 ... 178,3 ГГц.

Вложения

2801.PDF