Государственная поверочная схема для средств измерений угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц

(утв. Приказом Росстандарта от 06.12.2019 № 2882)

Утверждена Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2882

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ УГЛА ФАЗОВОГО СДВИГА МЕЖДУ ДВУМЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 1·10-2 ДО 2·107 Гц

1. Область применения

1.1. Государственная поверочная схема для средств измерений угла фазового сдвига (далее — ГПС УФС) между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц устанавливает порядок передачи единиц УФС от Государственного первичного специального эталона угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц рабочим эталонам и средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов передачи единицы.

1.2. Графическая часть государственной поверочной схемы для средств измерений угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц представлена в Приложении А.

Примечание:

допускается осуществлять передачу единиц угла фазового сдвига средствам измерений, не указанным в настоящей государственной поверочной схеме, при условии их прослеживаемости к Государственному первичному специальному эталону угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц (ГЭТ 61-88).

2. Государственный первичный эталон

2.1. Государственный первичный специальный эталон ГЭТ 61-88 предназначен для воспроизведения и хранения единицы УФС между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц и передачи единицы при помощи разрядных рабочих эталонов средствам измерений.

2.2 В состав Государственного первичного эталона входят:

канал воспроизведения УФС между двумя электрическими напряжениями на частоте 1 кГц. В состав канала входят синтезатор частоты Ч6-31 (блоки БОЧ и БСЧ), делитель частоты Ф5093, источник фазовых сдвигов ИФС и источник временных сдвигов И1-8;

канал воспроизведения УФС между двумя электрическими напряжениями на частотах 1 кГц, 100 кГц, 1 МГц, 10 МГц и 20 МГц. В состав канала входят преобразователь частоты на 10 МГц, счетчик импульсов Ф5264, блок преобразования частоты БПЧ, блок управления фазочастотный БУФЧ, синтезатор частоты Ч6-31 (блоки БОЧ и БСЧ1, 2) и фазометры ФК2-35 и Ф2-34;

канал воспроизведения УФС между двумя электрическими напряжениями на частоте 0,01 Гц. В состав канала входят калибратор фазы Ф5224 и частотомер электронно-счетный CNT-90.

В качестве опорных частот 5 и 10 МГц с нестабильностью частоты +/- 5·10-10 (относительные безразмерные единицы) в эталоне использован сигнал, поступающий от стандарта частоты рубидиевого FS725.

2.3. Диапазон значений УФС между двумя электрическими напряжениями, воспроизводимых эталоном, составляет от 0° до 360°.

2.4. Государственный первичный специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы УФС между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц с метрологическими характеристиками, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Метрологические характеристики ГЭТ 61-88

Угол фазового сдвига в градусах

Частота, F	Диапазон УФС, ...°	СКО (S), ....°	НСП (\theta) , ...°
0,01 Гц	0 — 360	0,003	0,003
1 кГц	0 — 360	0,001	0,002
100 кГц	0 — 360	0,002	0,002
1 МГц	0 — 360	0,002	0,002
10 МГц	0 — 360	0,004	0,003
20 МГц	0 — 360	0,008	0,010

Таблица 2

Неопределенности воспроизведения единицы угла фазового сдвига

Частота, F	Стандартная неопределенность по типу A uA, ...°	Стандартная неопределенность по типу B uB, ...°	Суммарная стандартная неопределенность uC, ...°	Расширенная неопределенность up = К x uC, ...°
0,01 Гц	3·10-3	1,57·10-3	3,39·10-3	6,78·10-3
1 кГц	1·10-3	1,05·10-3	1,45·10-3	2,90·10-3
100 кГц	2·10-3	1,05·10-3	2,29·10-3	4,58·10-3
1 МГц	2·10-3	1,05·10-3	2,29·10-3	4,58·10-3
10 МГц	4·10-3	1,57·10-3	4,30·10-3	8,60·10-3
20 МГц	8·10-3	5,25·10-3	9,57·10-3	19,14·10-3

Примечание: К — коэффициент охвата. К = 2 при доверительной вероятности P = 0,95.

2.5. Государственный первичный специальный эталон применяют для передачи единицы УФС методом сравнения с помощью компаратора рабочим эталонам 1 и 2 разряда — калибраторам фазы и методом прямых измерений — рабочим эталонам 1 разряда — измерителям УФС и уровней входных сигналов (Uвх).

Расширенная неопределенность измерений при передаче единицы УФС рабочим эталонам 1 разряда — калибраторам фазы для уровня доверия 0,95 в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·107 Гц находится в пределах от 0,001° до 0,009°.

Расширенная неопределенность измерений при передаче единицы УФС рабочим эталонам 1 разряда — измерителям УФС и уровней входных сигналов для уровня доверия 0,95 в диапазоне частот от 1 до 1·107 Гц находится в пределах от 0,001° до 0,006°.

2.6. Для обеспечения воспроизведения единицы УФС с указанной точностью должны быть соблюдены правила содержания и применения эталона.

3. Рабочие эталоны

3.1 Рабочие эталоны 1-го разряда

3.1.1. В качестве рабочих эталонов 1-го разряда применяют калибраторы фазы, а также измерители УФС и уровней входных сигналов (Uвх в диапазоне от 2 мВ до 5 В).

3.1.2. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей калибраторов фазы лежат в диапазоне от 0,01° до 0,5° в диапазоне частот от 0,5 до 2·107 Гц.

3.1.3. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей измерителей УФС и уровней входных сигналов лежат в диапазоне от 0,03° до 0,7° в диапазоне частот от 1 до 1·107 Гц.

3.1.4. Соотношение пределов допускаемых абсолютных погрешностей рабочих эталонов 1 и 2 разрядов должно быть не более 1/2.

3.1.5. Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единицы УФС рабочим эталонам 2-го разряда (измерителям УФС и уровней входных сигналов, калибраторам фазы) и средствам измерений (измерителям УФС) методом прямых измерений.

Зависимости погрешностей рабочих эталонов 1 разряда от частоты приведены в таблицах Б1, Б2 Приложения Б.

3.2 Рабочие эталоны 2-го разряда

3.2.1. В качестве рабочих эталонов 2-го разряда применяют измерители УФС и уровней входных сигналов, а также калибраторы фазы.

3.2.2. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей измерителей УФС и уровней входных сигналов (Uвх в диапазоне от 2 мВ до 630 В) лежат в диапазоне от 0,05° до 2° в диапазоне частот от 0,5 до 2·107 Гц.

3.2.3. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей калибраторов фазы лежат в диапазоне от 0,06° до 1° в диапазоне частот от 1·10-2 до 2·105 Гц.

3.2.4. Соотношение пределов допускаемых абсолютных погрешностей рабочих эталонов 2 разряда и средств измерений должно быть не более 1/3.

3.2.5. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для поверки (калибровки) средств измерений — измерителей УФС, двухканальных генераторов, фазовых компараторов, фазовращателей методом прямых измерений.

3.2.6. Зависимости погрешностей рабочих эталонов 2 разряда от частоты приведены в таблицах Б3, Б4 Приложения Б.

4. Средства измерений

4.1. В качестве средств измерений применяют измерители УФС, двухканальные генераторы, фазовые компараторы, фазовращатели.

4.2. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей измерителей УФС лежат в диапазоне от 0,03° до 12° в диапазоне частот 0,5 до 2·107 Гц.

4.3. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей двухканальных генераторов лежат в диапазоне от 0,1° до 5° в диапазоне частот 2·101 до 1·107 Гц.

4.4. Значения пределов допускаемых абсолютных погрешностей фазовых компараторов и фазовращателей лежат в диапазоне от 0,2° до 2° в диапазоне частот 1·10-2 до 2·105 Гц.

Приложение Б

Таблица Б1

Метрологические характеристики рабочих эталонов 1 разряда (калибраторов фазы)

Угол фазового сдвига в градусах

Частота, F	Диапазон УФС, ...°	Доверительные границы погрешности, ...°
0,5 Гц	0 — 360	0,20
1 кГц		0,01
100 кГц		0,05
1 МГц		0,10
10 МГц		0,30
20 МГц		0,50

Таблица Б2

Метрологические характеристики рабочих эталонов 1 разряда (измерители УФС и уровней входных сигналов)

Угол фазового сдвига в градусах

Частота, F	Диапазон УФС, ...°	Доверительные границы погрешности, ...°
1 Гц	0 — 360	0,30
1 кГц		0,03
100 кГц		0,09
1 МГц		0,25
10 МГц		0,70

Таблица Б3

Метрологические характеристики рабочих эталонов 2 разряда (калибраторов фазы)

Угол фазового сдвига в градусах

Частота, F	Диапазон УФС, ...°	Доверительные границы погрешности, ...°
0,01 Гц	0 — 360	0,50
1 кГц		0,06
10 кГц		0,20
100 кГц		1,00

Таблица Б4

Метрологические характеристики рабочих эталонов 2 разряда (измерители УФС и уровней входных сигналов)

Угол фазового сдвига в градусах

Частота, F	Диапазон УФС, ...°	Доверительные границы погрешности, ...°
0,5 Гц	0 — 360	0,60
1 кГц		0,05
100 кГц		0,10
1 МГц		0,50
10 МГц		1,10
20 МГц		2,00

Приложение А

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ УГЛА ФАЗОВОГО СДВИГА МЕЖДУ ДВУМЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 1·10-2 ДО 2·107 Гц

---