Способ поверки высокочастотных калибраторов фазы и устройство для его осуществления

 

Использование: для электрои радиотехнических измерений и при сличении фазовых мер друг с другом, например образцовых мер с эталоном. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ, включает калибраторы 1,5, конвертер 2, генератор 3, фазоизмрритель 4, блоки 6,7,11, линии 8,9,10 связи. Выполнение фазоизмерителя двухканальным, введение конвертера 2 и блока 6 позволяет повысить точность измерений. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G01 R 25/00

ГОСУДАР CT В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л)

О (лЭ

4 (61) 1298680 (21) 4703922/21 (22) 12,06,89 (46) 15,05.92. Бюл. ¹ 18 (71) Научно-производственное объединение

Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии (72) С.А.Кравченко, В,В.Кудряшев, Г.С.Михайлова, И,Х,Шорох, В.П.Дмитриев и В,В,Соленый (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1298680 кл, G 01 R 25/00, 1985.... Ж 1734037 А2 (54) СПОСОБ ПОВЕРКИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАЛИБРАТОРОВ ФАЗЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: для электро- и радиотехнических измерений и при сличении фазовых мер друг с другом, например образцовых мер с эталоном. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ. включает калибраторы 1,5, конвертер 2, генератор 3, фазоизмеритель 4, блоки 6,7,11, линии 8,9,10 связи. Выполнение фазоизмерителя двухканальным, введение конвертера 2 и блока 6 позволяет повысить точность измерений. 2 с. и 1 з,п, ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1734037

Изобретение относится к области электро- и радиотехнических измерений и может быть применено при сличении фазовых мер друг с другом, например, образцовых средств измерений с эталоном, и является дополнительным к авт. св. N 1298680, Цель изобретения — повышение точности при обеспечении одновременной поверки и калибраторов фазы (где n = 2,3,4„.), которые различаются по частоте, а также повышение точности при обеспечении одновременной поверки двух калибраторов фазы, которые различаются по частоте, На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства поверки высокочастотных калибраторов фазы, реализующее способ поверки высокочастотных калибраторов фазы, Устройство поверки высокочастотных калибраторов фазы включает первый калибратор 1 фазы, частотно-фазовый конвертор

2, диапазонный генератор 3, фазоизмеритель 4, второй калибратор 5 фазы, блок 6 канала общего пользования, вычислительный блок 7, кодовые линии связи 8 — 10; распределительный блок 11.

Калибратор 1 соединен с входами частотно-фазового конвертора 2, на который сигнал гетеродина поступает от генератора

3. Выход конвертора 2 подключен на два входа а и б первого канала фазоизмерителя

4. Входы а и б второго канала фазоизмерителя 4 соединены с выходами калибратора

5, Блок 6 канала общего пользования связан с вычислительным блоком 7 кодовыми линиями связи 8 — 10, которые подходят к входам программного управления всех кодоуправляемых приборов: 8 — к генератору 3; 9 — к фазоизмерителю 4; 10 — к распределительному блоку 11, Устройство поверки калибраторов фазы работает следующим образом, Производят аттестацию первого канала (входы а и б) фазоизмерителя 4 llo первому калибратору 1 путем разделения погрешностей калибратора 1 и первого канала фазоизмерителя 4. Разделение погрешностей осуществляется смещением функции погрешности калибратора 1 по отношению к функции погрешности первого канала фазоизмерителя 4 с помощью дополнительных

RC ôàçoâðàùàòåëåé, находящихся в частотно-фазовом конверторе 2. Методика разделения погрешностей подробно описана в авт, св, N 1298680, При низких частотах используются только RC-фазовращатели, при высоких частотах производят еще и преобразование частоты. Проводят 4 серии измерений.

I серия. Устанавливают дополнительным фазовращателем угол фазового сдвига (УФС), равный Оо, при нулевом значении

УФС на калибраторе 1 проводят "обнуление" индикатора фазоизмерителя 4 нажатием кнопки "Установка О"; последовательно устанавливают УФС 90,180,270 на калибраторе 1 и определяют после установки каждого из них, включая и нулевой, отклонения показаний первого канала фазоизмерителя

4 от номинальных значений УФС на входах первого канала, равных сумме УФС на калибраторе 1 и УФС на дополнительном фазовращателе (ДФ), т.е, от 0,90,180 и 270 соответственно; зап исы вают отклонения д11, д21, дз1, д41 (1-е, 2-е, 3-е и 4-е измере15 ния, серия).

И серия. После установки УФС 270 на калибраторе 1 и снятия показаний первого

20 канала фазоизмерителя 4 устанавливают

УФС 90 на ДФ; последовательно устанавливают УФС 0,90 и 180 на калибраторе 1 и после установки каждого из них определяют отклонения показаний первого канала фа- г

25 зоизмерителя от значений УФС на входах первого канала фазоизмерителя, т.е, от ) и

0,90,180 и 270 ; записывают найденные отклонения ия д12, д22, дз2 . д42 (1-е, 2-е, 3-е и 4-е измерения; II серия).

30 III серия. После установки УФС 180 на калибраторе 1 и снятия показаний первого канала фазоизмерителя 4 устанавливают

УФС 180 на ДФ, последовательно устанавливают УФС 270, О и 90 на калибраторе 1 и

35 после установки каждого из них определяют отклонения показаний первого канала фазоизмерителя от номинальных значений

УФС на входах первого канала фазоизмерителя, т,е, от О, 90, 180 и 270" соответственно;

40 записывают найденные отклонения д1з, д2з, дзз, д4з (1-е, 2-е, 3-е и 4-е измерения; III серия).

IY серия. После установки 90 на калибраторе 1 и снятия показаний первого

45 канала фазоизмерителя последовательно устанавливают УФС 180, 270, О на калибраторе 1 и после установки каждого из них определяют отклонения показаний первого канала фазоизмерителя от О, 90, 180, 270 соответственно; записывают найденные отклонения д14, д24, дз4, д44(1-е, 2-е, З-е, 4-е измерения, IY серия), В полученной матрице погрешностей (см. таблицу) используются 4 точки: О, 90, 180 и 270, из которых 90 и 270 — точки максимальной погрешности.

При высоких частотах используется гетеродинное преобразование частоты с помощью конвертора 2 с целью точного

1734037

Йк ="= н- — (g1 — 4) .

8 определения погрешности калибратора 1 в высокочастотном диапазоне, 3а погрешность первого канала фазоизмерителя принимают полуразрядность между максимальным и минимальным значениями сумм (крайний правый столбец) погрешностей первого канала фазоизмерителя, поделенную на 4. Например, если, . 1 = макс и g 3 = мин, то

3а погрешность калибратора 1 принимают полуразность между максимальным и минимальным значениями сумм погрешностей (нижняя строка) калибратора 1, поделенную на 4, Например, если С2 = макс и

С4 = мин, то

1 — (С 2 — С 4)

Д1 — 2 — + — (С2 — С4), 4

Далее производят аттестацию второго канала фазоизмерителя 4 аналогично (входы а и б), Получают погрешность второго канала

Жк = + — (> „, — gÄÄ ) Аналогично получают погрешность калибратора 1, ° „1

Л1 = — (Смакс Смин)

Далее включают все входы двух каналов фазоизмерителя 1 (т.е. а и а, б и б ) параллельно на выходы калибратора 1 и определяют разностную характеристику фазоизмерителя д (hp) . Так как характеристики каналов почти полностью идентичны, то при вычитании, т,е, использовании режима компарирования по фазе (p1) и по частоте (f) погрешность фазоизмерителя

"исчезает", становясь величиной второго порядка малости, т,е. д (.Лр) = Л) к - 6 к = О, 1 — 0,01 Л . гДЕ Л=Л1К =йК.

Затем включают второй, подлежащий аттестации калибратор 5 на входы второго канала фазоизмерителя, например, íà вхо10

55 ды а и б, а первый калибратор — на входы первого канала а и б и производят их сличение (компарирование), задавая на равных частотах той и другой меры одинаковый шаг по УФС, например, 30 или 10 у обоих мер, получают погрешность

Ж = PV,1 + P1 М2 + д фр) ° где ум1 и ру2 — показания первого и второго каналов фазоизмерителя соответст 1 +

ВЕННО; Л1 =

2 — погрешность калибратора 1, усредненная по измерениям двумя каналами фазоизмерителя, учитывая, что рм1 = ру2, так как устанавливается одно значение в двух калибраторах (например, 10 К или 30 К, где К вЂ” число шагов, то Ьг=

= й1 +д(Ьр).

Таким образом данное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить точность поверки (компарирования) калибраторов примерно на порядок за счет того. что вначале, используя высокую разрешающую способность каналов.фазоизмерителя, определяют функцию погрешности первого, затем второго каналов, а далее разностную функцию каналов, т.е, только убедившись, что разностная функция фазоизмерителя обеспечивает второй порядок малости, проводят поверку (компарирование) двух мер: аттестованной (по двум каналам) и подлежащей аттестации.

Формула изобретения

1, Способ поверки высокочастотных калибраторов фазы по авт, св. М 1298680, о тл и ча ю щи йс я тем,что, с цельюповышения точности при обеспечении одновременной поверки п калибраторов фазы (где

n = 2,3,4...,), которые различаются по частоте, дополнительно подают сигнал от первого калибратора фазы последовательно на и-1 фазоизмерителей, фиксируют результаты на их выходах и определяют их погрешности по результатам измерения, подают сигнал от первого калибратора фазы параллельно на и-1 фазоизмерителей, фиксируют результат на их выходах и определяют разностную функцию для каждого канала фазоизмерителя относительно первого по результатам измерения, устанавливают на и калибраторах фазы одинаковые значения фазы и подают сигналы от них на и соответствующих фазоизмерителей и фиксируют их показания, а результат поверки каждого калибратора фазы определяют по результату измерения соответствующего фазоизмерителя с учетом его разностной функции.

1734037 ополнительный УФС, и и С УФС на вхв

1 4 !

180 1

27 д1г д11

90о дгг

180О дзз дзг дз1

270 д4з д4г д41 д4

Ал гебраическая сумма погрешностей меры

С4

30

Составитель В.Ежов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор М.Товтин

Заказ 1668 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2. Устройство поверки высокочастотных калибраторов фазы, включающее диапазонный генератор, первый фазоизмеритель, распределительный блок, вычислительный блок и клеммы для подключения первого поверяемого калибратора фазы. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности при одновременной поверке двух калибраторов фазы, которые различаются по частоте, введены второй фазоизмеритель, частотно-фазовый конвертор, блок канала общего пользования и клеммы для подключения второго калибратора фазы, причем выход диапазонного генератора соединен с гетеродинным входом частотнофазового конвертора, входы которого соединены с клеммами для подключения первого поверяемого калибратора фазы, выходы частотно-фазового конвертора соединены с входом первого фазоизмерителя, входы второго фазоизмерителя соединены с клеммами для подключения второго поверяемого калибратора фазы, выходы первого и

5 второго фазоизмерителей соединены с входом блока канала общего пользования, выход которого соединен с вычислительным блоком, первый выход блока канала общего пользования соединен с управляющим вхо10 дом диапазонного генератора, а второй выход соединен с распределительным блоком, первый и второй выходы которого являются клеммами для подключения управляемых входов первого и второго поверяемых ка15 либраторов фазы соответственно, 3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что первый и второй фазоизмерители структурно обьединены в автоматизированный компаратор угла фазового сдвига.