ГОСТ 8.540-2015. Межгосударственный стандарт. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс

(введен в действие Приказом Росстандарта от 09.10.2015 № 1517-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ 8.540-85"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-58479-2019" "ГОСТ 8.540-85. Межгосударственный стандарт. Государственная поверочная схема для средств измерений максимальных значений напряженности импульсивных электрического и магнитного поле"
  n1["ГОСТ 8.540-93"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-58258-2018" "ГОСТ 8.540-93. Межгосударственный стандарт. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений максимальных значений... "
  n2["ГОСТ 8.540-2006"]:::rst
  click n2 "https://bukva.ai/docs/ukazanie-ukazaniya-muk-4-1-1356-03" "ГОСТ 8.540-2006. Межгосударственный стандарт. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений максимальных значений н"
  n3["ГОСТ 8.540-2011"]:::rst
  click n3 "https://bukva.ai/docs/popravka-popravki-gost-4523-77" "ГОСТ 8.540-2011. Межгосударственный стандарт. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений максимальных значений н"
  n4["ГОСТ 8.540-2015"]:::rst
  click n4 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-8-540-2015" "ГОСТ 8.540-2015. Межгосударственный стандарт. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений напряженностей импульсн"
  n5["Государственная поверочная схема... (от 29.12.2021 N 3086)"]:::doc
  click n5 "https://bukva.ai/docs/shema-3086" "Государственная поверочная схема для средств измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей и высокого импульсного электрического напряжения (утв. Приказом Р"
  n4 --> n5
  n3 --> n4
  n2 --> n3
  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;

Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 октября 2015 г. № 1517-ст

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 0,1 ДО 10,0 НС

State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification scheme for means of measuring the impulse electric and magnetic fields strengths with the pulse rise time over the range 0,1 — 10,0 ns

ГОСТ 8.540-2015

Группа Т 84.8

МКС 17.020

Дата введения 1 сентября 2016 года

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП «ВНИИОФИ»)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. № 80-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 октября 2015 г. № 1517-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.540-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2016 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 8.540-2011

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на государственный первичный специальный эталон и государственную поверочную схему для средств измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс (рисунок А.1 приложения А), и устанавливает назначение государственного первичного специального эталона единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс, комплекс основных средств измерений, входящих в его состав, основные метрологические характеристики эталона и порядок передачи единиц напряженностей импульсных электрического — вольт на метр (В/м) и магнитного — ампер на метр (А/м) полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс от государственного первичного специального эталона единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс с помощью вторичных (рабочих) эталонов рабочим средствам измерений с указанием погрешностей, неопределенностей и основных методов поверки.

2 Эталоны

2.1 Государственный первичный специальный эталон

2.1.1 Государственный первичный специальный эталон предназначен для воспроизведения и хранения единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс и передачи единицы при помощи вторичных (рабочих эталонов) рабочим средствам измерений с целью обеспечения единства измерений.

2.1.2 В основу измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс должны быть положены единицы, воспроизводимые указанным эталоном.

2.1.3 Государственный первичный специальный эталон состоит из комплекса следующих технических средств, вспомогательных устройств и специальных инженерных сооружений:

• полеобразующая система ПС-1 типа ТЕМ-ячейки с двумя рабочими зонами в наносекундном диапазоне;
• полеобразующая система ПС-2 типа ТЕМ-ячейки в субнаносекундном диапазоне;
• генератор импульсов высокого напряжения экспоненциальной формы с источником питания Г-1;
• высоковольтный генератор ступенчатых импульсов с кабельным накопителем Г-2;
• высоковольтный полупроводниковый генератор ступенчатых импульсов Г-3;
• комплект генераторов ступенчатых импульсов напряжения Г-4;
• компаратор напряженности импульсного электрического поля экспоненциальной формы КЕ-1;
• компаратор напряженности импульсного магнитного поля экспоненциальной формы КН-1;
• компаратор напряженности импульсного электрического поля ступенчатой формы КЕ-2;
• компаратор напряженности импульсного электрического поля ступенчатой формы КЕ-3;
• система стабилизации и управления;
• система регистрации и обработки результатов измерений в составе:
• специальных лабораторных экранированных помещений с требуемыми климатическими условиями.

Государственный первичный специальный эталон обеспечивает режимы работы в соответствии со схемами воспроизведения, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Режимы работы государственного первичного специального эталона

2.1.4 Диапазоны значений импульсных напряженностей электрического E и магнитного H полей, в которых воспроизводятся единицы, с указанием длительности фронта импульсов \tau_{\text{ф}} между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности, постоянной времени спада \tau_{\text{с}} на уровне 0,367 от установившегося значения напряженности и длительности импульса \tau_{\text{и}} на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Диапазоны значений, в которых воспроизводятся единицы

2.1.5 Первичный специальный эталон обеспечивает воспроизведение единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс со средним квадратическим отклонением So результата измерений, не превышающим 0,4·10-2 при импульсах экспоненциальной и ступенчатой формы при 50 независимых наблюдениях.

Границы неисключенной систематической погрешности \Theta_{\text{о}} , стандартной неопределенности uA, оцененной по типу A, стандартной неопределенности uB, оцененной по типу B, суммарной стандартной неопределенности uС и расширенной неопределенности UР при доверительной вероятности 0,99 и коэффициенте охвата 1,71 для установленных режимов работы эталона при воспроизведении импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс не превышают установленных значений, приведенных в таблице 3.

Таблица 3

Значения погрешностей и неопределенностей в установленных режимах работы эталона

Нестабильность государственного первичного специального эталона v за год составляет 2·10-3.

2.1.6 Для обеспечения воспроизведения единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс с указанной точностью должны соблюдать правила содержания и применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

2.1.7 Государственный первичный специальный эталон применяют для передачи единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс вторичным (рабочим) эталонам непосредственным сличением и методом прямых измерений и рабочим средствам измерений методом прямых измерений. Расширенные неопределенности передачи единиц Uро при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 1·10-2 до 4·10-2, относительные погрешности \delta_{\epsilon o} при доверительной вероятности 0,95 составляют от 1·10-2 до 4·10-2.

2.2 Вторичные (рабочие) эталоны

2.2.1 В качестве вторичных (рабочих) эталонов единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей применяют:

а) меры напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1·102 до 5·105 В/м с длительностью фронта импульсов \tau_{\text{ф}} от 0,5·10-6 до 5,0·10-6 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью импульсов \tau_{\text{и}} от 1·10-3 до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

б) меры напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1·102 до 5·105 В/м с длительностью фронта импульсов \tau_{\text{ф}} от 1·10-10 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью импульсов \tau_{\text{и}} от 1·10-9 до 1·10-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

в) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1·102 до 5·105 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-9 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-8 до 1·10-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

г) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1·102 до 5·105 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-10 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-9 до 1·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

д) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 до 5·105 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 0,8·10-10 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-10 до 1·10-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

е) меры напряженностей импульсных электрического поля и магнитного полей в диапазонах от 1 до 3·106 В/м и от 2,6·10-3 до 8,0·103 А/м с длительностью фронта импульсов \tau_{\text{ф}} от 5,0·10-11 до 5·10-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью импульсов \tau_{\text{и}} от 1·10-10 до 1·10-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

ж) меры напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от ₀,25 до 1,0·103 А/м с длительностью фронта импульсов \tau_{\text{ф}} от 0,5·10-6 до 5,0·10-6 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью импульсов \tau_{\text{и}} от 1·10-3 до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

и) меры значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 2,6·10-3 до 8,0·103 А/м с длительностью фронта импульсов \tau_{\text{ф}} от 5·10-11 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью импульсов \tau_{\text{и}} от 1·10-10 до 1·10-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

к) измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 от 1,0·103 А/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-9 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-8 до 1·10-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

л) измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 1,0·103 А/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-10 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-9 до 1·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности.

2.2.2 Расширенные неопределенности вторичных (рабочих) эталонов Uр при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 2·10-2 до 6·10-2, относительные погрешности \delta_{o} при доверительной вероятности 0,95 составляют от 3·10-2 до 8·10-2.

2.2.3 Вторичные (рабочие) эталоны применяют для передачи единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей рабочим средствам измерений методом прямых измерений и сличением с помощью компаратора. Расширенные неопределенности Uро передачи единиц при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 1,5·10-2 до 7·10-2, относительные погрешности \delta_{\epsilon o} при доверительной вероятности 0,95 составляют от 2·10-2 до 10·10-2.

3 Рабочие средства измерений

3.1 В качестве рабочих средств измерений применяют:

а) высокоточные измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 1·106 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 5·10-11 до 1·10-6 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 5·10-10 до 1·10-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

б) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 5·105 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-6 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-3 до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

в) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 5·105 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-9 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-6 до 1·10-2 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

г) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 5·105 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-10 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-9 до 1·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

д) измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 до 3·106 В/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 5·10-11 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-10 до 1·10-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

е) измерительные преобразователи максимального значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 1,5·103 А/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-6 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-3 до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

ж) измерительные преобразователи максимального значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 2,6·10-3 до 8,0·103 А/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-10 до 1·10-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·10-7 до 1·10-2 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

и) измерительные преобразователи максимального значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 1,5·103 А/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 1·10-10 до 1·10-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 1·0-9 до 1·10-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

к) высокоточные измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 2,5·103 А/м с временем нарастания переходной характеристики \tau_{\text{н}} от 5·10-11 до 1·10-6 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики \tau_{\text{пх}} от 5,0·10-10 до 1·10-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности.

3.2 Расширенные неопределенности измерений напряженностей E и H полей рабочих средств измерений Uр при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 5·10-2 до 15·10-2, относительные погрешности рабочих средств измерений \delta_{o} при доверительной вероятности 0,95 составляют от 7·10-2 до 20·10-2.

Приложение А (обязательное)

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАКСИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ 0,1 — 10 нс

Обозначения:

\tau_{\text{ф}} — длительность фронта импульса между уровнями 0,1 — 0,9;

\tau_{\text{и}} — длительность импульса на уровне 0,5;

\tau_{\text{н}} — время нарастания переходной характеристики между уровнями 0,1 — 0,9;

\tau_{\text{пх}} — длительность переходной характеристики на уровне 0,5;

\tau_{\text{с}} — постоянная времени спада на уровне 0,367;

\nu — нестабильность за год;

Sо — среднее квадратическое отклонение;

UPE, UPH — расширенные неопределенности для значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей соответственно;

\Theta_{oE} , \Theta_{oH} — неисключенные систематические погрешности для значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей соответственно;

Uро — расширенная неопределенность передачи единиц;

UР — расширенная неопределенность измерений напряженностей E и H полей средства измерений;

\delta_{\epsilon o} — погрешность передачи единиц;

\delta_{o} — погрешность измерений напряженностей E и H полей средства измерений

Рисунок А.1