Государственная поверочная схема для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц
(утв. Приказом Росстандарта от 30.12.2019 № 3461)
Примечание
В соответствии с Приказом Росстандарта от 30.12.2019 № 3461 данный документ введен в действие с 01.01.2020.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["ГОСТ Р 8.562-96"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/metodicheskie-ukazaniya-po" "ГОСТ Р 8.562-96. Государственный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений мощно" n1["ГОСТ Р 8.562-2007"]:::rst click n1 "https://bukva.ai/docs/pravila-pmg-122-2013" "ГОСТ Р 8.562-2007. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений мощнос" n2["Государственная поверочная схема... (от 30.12.2019 N 3461)"]:::doc click n2 "https://bukva.ai/docs/shema-3461" "Государственная поверочная схема для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц (утв. Приказом Росстандарта от 30.12.2019 N 3461)" n1 --> n2 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 30 декабря 2019 г. № 3461
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 9 кГц ДО 37,5 ГГц
1. Область применения
Настоящая государственная поверочная схема распространяется на средства измерений мощности электромагнитных колебаний (далее — мощности) и отношений мощностей в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц и устанавливает порядок передачи единицы мощности — ватта (Вт) и единицы отношений мощностей от государственного первичного эталона при помощи вторичных и рабочих эталонов 1-го, 2-го и 3-го разрядов (далее — РЭ) средствам измерений (далее — СИ) с указанием погрешностей и основных методов поверки.
Графическая часть государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц представлена в приложении А.
2. Нормативные ссылки
В настоящем документе использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.569-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Ваттметры СВЧ малой мощности диапазона частот 0,02 — 178,6 ГГц. Методика поверки и калибровки.
ГОСТ 13317-89 Элементы соединения СВЧ трактов радиоизмерительных приборов. Присоединительные размеры.
ГОСТ Р 8.813-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0,01 до 65 ГГц.
А также на Государственную поверочную схему для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1·10-1 до 2·109 Гц, утвержденную приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 1053 от 29.05.2018 г.
3. Эталоны
3.1 Первичный эталон
3.1.1 Государственный первичный эталон состоит из комплекса следующих технических средств:
эталонные ваттметры проходного и оконечного типов на каждый тип тракта: волноводные 35x15, 28,5x12,6, 23x10, 16x8, 5,5x11, 7,2x3,4 мм и коаксиальные 7/3,04 мм, 3,5/1,52 мм;
микрокалориметры и калориметрические преобразователи волноводные 35x15, 28,5x12,6, 23x10, 16x8, 5,5x11, 7,2x3,4 мм и коаксиальные 7/3,04 мм;
измерители комплексного коэффициента отражения.
3.1.2 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы мощности P от 1·10-3 до 1·10-2 Вт и единицы отношений мощностей K от 2·10-1 до 1 в диапазоне частот от 0,03 до 37,5 ГГц.
3.1.3 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы мощности с относительным средним квадратическим отклонением S0 результата измерений, не превышающим 2·10-4 при десяти независимых измерениях. Относительная неисключенная систематическая погрешность не превышает:
4·10-3 — для волноводов 35x15, 23x10, 16x8 мм;
7·10-3 — для волновода 11x5,5 мм;
1,2·10-2 — для волновода 7,2x3,4 мм;
2·10-3 — для коаксиалов 7/3,04 мм и 3,5/1,52 мм на частоте 50 МГц;
5·10-3 — для коаксиала 7/3,04 мм при частоте до 6 ГГц;
8·10-3 — для коаксиала 7/3,04 мм при частоте от 6 ГГц до 18 ГГц;
7·10-3 — для коаксиала 3,5/1,52 мм при частоте до 6 ГГц;
1,0·10-2 — для коаксиала 3,5/1,52 мм при частоте от 6 ГГц до 18 ГГц;
1,2·10-2 — для коаксиала 3,5/1,52 мм при частоте от 18 ГГц до 26 ГГц.
Нестабильность первичного эталона за год составляет 2·10-3.
3.1.4 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы отношений мощности с относительным средним квадратическим отклонением S0 результата измерений, не превышающим 5·10-5 при десяти независимых измерениях. Относительная неисключенная систематическая погрешность не превышает 5·10-4.
3.1.5 Государственный первичный эталон применяют для передачи единицы мощности вторичным эталонам, рабочим эталонам 1-го и 2-го разрядов методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона или косвенных измерений.
3.2 Вторичные эталоны
3.2.1 В качестве вторичных эталонов единицы мощности применяют:
ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10-3 до 1·10-2 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,1;
ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10-3 до 1·10-2 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода ГЭ не более 0,03 или не более 0,20 при известных значениях фазы и модуля ГЭ с доверительными границами абсолютной погрешности модуля ГЭ +/- 0,01.
3.2.2 Доверительные границы K_{\Sigma}S_{\Sigma} суммарной относительной погрешности +/- 1,2·10-2 при доверительной вероятности 0,95.
3.2.3 Предел допускаемой нестабильности vo ВЭТ единицы мощности не более 3·10-3 за год.
3.2.4 Вторичные эталоны применяют для передачи единицы мощности РЭ 1-го, 2-го и 3-го разрядов методом непосредственного сличения на частотах по ГОСТ 8.569-2000 с учетом действительных значений комплексных коэффициентов отражения ваттметров.
4. Рабочие эталоны 1-го разряда
4.1 В качестве РЭ 1-го разряда единицы мощности используют:
ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10-5 до 1·10-1 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,1;
ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10-5 до 1·10-1 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода ГЭ не более 0,03 или не более 0,30 при известных значениях фазы и модуля ГЭ с доверительными границами абсолютной погрешности модуля ГЭ +/- 0,02 при доверительной вероятности 0,95.
4.2 В качестве РЭ 1-го разряда единицы отношений мощности используют измерители отношений в виде ваттметров, калибраторов мощности и измерительных приемников с диапазоном измерений от 0 до 40 дБ с модулем коэффициента отражения входа не более 0,1.
4.3 Доверительные границы \delta_{0} относительной погрешности измерений при доверительной вероятности 0,95:
от +/- 1,2·10-2 до +/- 2,0·10-2 для ваттметров поглощаемой мощности;
от +/- 1,2·10-2 до +/- 2,5·10-2 для ваттметров проходящей мощности.
4.4 Доверительные границы \delta_{0} относительной погрешности измерений отношений мощности РЭ 1-го разряда единицы отношений мощности +/- 0,01 дБ/10 дБ при доверительной вероятности 0,95.
4.5 Ваттметры и калибраторы мощности применяют для передачи единицы мощности РЭ 2-го, 3-го разрядов и СИ методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона измерений и непосредственного сличения.
4.6 Измерители отношений применяют для передачи единицы отношений мощности РЭ 2-го, 3-го разрядов и СИ методами прямых измерений или сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется источник СВЧ сигналов.
5. Рабочие эталоны 2-го разряда
5.1 В качестве РЭ 2-го разряда единицы мощности используют:
ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10-6 до 1 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,16;
ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10-5 до 1·10-1 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода ГЭ не более 0,06 или не более 0,30 при известных значениях фазы и модуля ГЭ с доверительными границами абсолютной погрешности модуля ГЭ +/- 0,03 при доверительной вероятности 0,95.
5.2 В качестве РЭ 2-го разряда единицы отношений мощности используют:
измерители отношений в виде ваттметров, калибраторов мощности, измерительных приемников, анализаторов спектра и анализаторов цепей, с диапазоном измерений от 0 до 100 дБ с модулем коэффициента отражения входа не более 0,2;
преобразователи масштабные фиксированные с диапазоном измерений от 3 до 30 дБ с модулями коэффициента отражения входа и выхода не более 0,06;
преобразователи масштабные переменные с диапазоном измерений от 1 до 40 дБ с изменением модулей коэффициента отражения входа и выхода не более 0,03.
5.3 Доверительные границы \delta_{0} относительной погрешности измерений мощности при доверительной вероятности 0,95:
от +/- 2,0·10-2 до +/- 4,0·10-2 для ваттметров поглощаемой мощности;
от +/- 1,5·10-2 до +/- 3,0·10-2 для ваттметров проходящей мощности.
5.4 Доверительные границы \delta_{0} относительной погрешности измерений отношений мощностей при доверительной вероятности 0,95:
от +/- 0,01 до +/- 0,03 дБ/10 дБ для измерителей отношений;
+/- 0,10 дБ для преобразователей масштабных фиксированных;
+/- 0,05 дБ/10 дБ для преобразователей масштабных переменных.
5.5 Допускается применение масштабных преобразователей, фиксированных и переменных, аттестованных по государственной поверочной схеме единицы волнового сопротивления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разрядов или государственной поверочной схеме единицы ослабления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разрядов, при соответствии технических и метрологических характеристик требованиям п.п. 5.2 и 5.4.
5.6 Допускается определение коэффициентов преобразования коаксиальных масштабных преобразователей и ваттметров поглощаемой мощности при расширении диапазона измерений мощности проводить при помощи заимствованных эталонов напряжения постоянного или переменного тока.
5.7 Ваттметры и калибраторы мощности применяют для передачи единицы мощности РЭ 3-го разряда и СИ методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона измерений и непосредственного сличения.
5.8 Измерители отношений применяют для передачи единицы отношений мощности РЭ 3-го разряда и СИ методами прямых измерений или сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется источник СВЧ сигналов.
6. Рабочие эталоны 3-го разряда
6.1 В качестве РЭ 3-го разряда единицы мощности используют:
ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10-10 до 1·102 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,3;
ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10-6 до 1·102 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода ГЭ не более 0,06 или не более 0,30 при известных значениях фазы и модуля ГЭ с доверительными границами абсолютной погрешности модуля ГЭ +/- 0,03 при доверительной вероятности 0,95.
6.2 В качестве РЭ 3-го разряда единицы отношений мощности используют:
измерители отношений в виде ваттметров, калибраторов мощности, измерительных приемников, анализаторов спектра и анализаторов цепей с диапазоном измерений от 0 до 100 дБ с модулем коэффициента отражения входа не более 0,3;
преобразователи масштабные фиксированные с диапазоном измерений от 3 до 30 дБ с модулями коэффициента отражения входа и выхода не более 0,10.
преобразователи масштабные переменные с диапазоном измерений от 1 до 100 дБ с изменением модулей коэффициента отражения входа и выхода не более 0,06.
6.3 Доверительные границы \delta_{0} относительной погрешности измерений мощности при доверительной вероятности 0,95 от +/- 3,0·10-2 до +/- 8,0·10-2.
6.4 Доверительные границы \delta_{0} относительной погрешности измерений отношений мощностей при доверительной вероятности 0,95:
от +/- 0,03 до +/- 0,10 дБ/10 дБ для измерителей отношений;
от +/- 0,10 до +/- 0,20 дБ для преобразователей масштабных фиксированных;
от +/- 0,05 до +/- 0,15 дБ/10 дБ для преобразователей масштабных переменных.
6.5 Допускается применение масштабных преобразователей, фиксированных и переменных, аттестованных по государственной поверочной схеме единицы волнового сопротивления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разряда или государственной поверочной схеме единицы ослабления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разряда, при соответствии технических и метрологических характеристик требованиям п.п. 6.2 и 6.4.
6.6 Для расширения частотного диапазона РЭ 3-го разряда единицы мощности и единицы отношения мощностей вниз до 9 кГц применяют рабочие эталоны, заимствованные из других поверочных схем:
рабочий эталон напряжения переменного тока 3-го разряда в диапазоне частот от 9·103 до 3·107 Гц с диапазоном значений 1·10-1 — 3·101 В и доверительными границами \delta_{0} относительных погрешностей измерений напряжения +/- (0,1 — 1,5)·10-2 при доверительной вероятности 0,95 (см. для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1·10-1 до 2·109 Гц);
рабочий эталон комплексного коэффициента отражения 2-го разряда в диапазоне частот 1·107 — 1·109 Гц с диапазоном измерения модуля коэффициента отражения от 0 до 1 и доверительными границами погрешностей измерений модуля коэффициента отражения +/- (0,5 — 1,5)·10-2 при доверительной вероятности 0,95 (см. ГОСТ Р 8.813).
Размер единицы мощности в диапазоне частот от 9 кГц до 30 МГц устанавливают методом косвенных измерений.
6.7 Ваттметры и калибраторы мощности применяют для передачи единицы мощности СИ методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона измерений и непосредственного сличения.
6.8 Измерители отношений применяют для передачи единицы отношений мощности СИ методами прямых измерений или сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется источник СВЧ сигналов.
7. Средства измерений
7.1 В качестве СИ мощности и отношений мощностей используют:
ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений мощности от 1·10-10 до 1·104 Вт;
ваттметры проходящей мощности с диапазоном измерений мощности от 1·10-6 до 1·104 Вт;
анализаторы спектра, измерительные приемники с диапазоном измерений мощности от 1·10-13 до 1 Вт;
генераторы сигналов с диапазоном измерений мощности от 1·10-13 до 1·104 Вт;
преобразователи масштабные фиксированные с диапазоном измерений от 3 до 40 дБ;
преобразователи масштабные переменные с диапазоном измерений от 1 до 100 дБ.
7.2 Средства измерений должны иметь стандартизованные по ГОСТ 13317 соединители.
7.3 Пределы допускаемой относительной погрешности измерений ваттметров от +/- 4·10-2 до +/- 25·10-2, анализаторов спектра, измерительных приемников от +/- 0,2 до +/- 5,0 дБ, генераторов сигналов от +/- 0,5 до +/- 5,0 дБ, преобразователей масштабных фиксированных от +/- 0,2 до +/- 2,0 дБ, преобразователей масштабных переменных от +/- 0,15 до +/- 0,5 дБ/10 дБ.
7.4 Средства измерений могут применяться при поверке других средств измерений при соотношении их пределов допускаемых погрешностей не более 1/2.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 9 кГц ДО 37,5 ГГц
ПОЯСНЕНИЯ ПРИМЕНЕННЫХ ТЕРМИНОВ
Пояснения терминов, специфических для системы обеспечения единства измерений мощности электромагнитных колебаний и отношений мощностей, приведены в таблице Б.1.
