Поверка цифрового осциллографа (На примере TDS2012С)

Проверяют режим хранения в памяти состояния органов управления и сигналов. На вход канала 1 от генератора Г3-112 подают гармонический сигнал частотой 1 МГц и размахом 1 В (5 делений на коэффициенте отклонения 0,2 В/дел). В меню выбирают пункт «Save». Клавишами перемещения выбирают ячейку с случайным номером. Нажатием клавиши «Save»сохраняют текущее состояние экрана и настройку. Отключают сигнал от входа канала 1 и выключают прибор, предварительно запомнив состояние его органов управления и индикации. Через 10 минут включают прибор и проверяют состояние его органов управления и индикации. Выбирают в меню пункт «Save», клавишами перемещения в нем выбирают функцию «Recall» и затем – ячейку памяти, в которую ранее были сохранены данные. После этого проверяют наличие на экране запомненного сигнала, при этом на экране должна быть надпись «Hold».Проверяют возможность удаления из памяти содержимого экрана и связанной с ним настройки. В меню выбирают пункт «Save», клавишами перемещения выделяют функцию «Delete», затем клавишами перемещения выбирают необходимую ячейку памяти, подтверждают выполнение операции. Проверяют удаление запомненного сигнала и его настройки.Результаты проверки считают удовлетворительными, если все требования, изложенные в настоящем пункте, выполняются.6.8 Определение метрологических характеристик6.8.1 Проверку диапазона коэффициентов отклонения осциллографа и определение основной погрешности при цифровом измерении напряжения постоянного тока между двумя маркерами проводят следующим образом. Включают канал 1, в меню выбирают режим измерения постоянного тока «DC». На вход канала 1 от вольтметра-калибратора В1-28 подают напряжение постоянного тока, указанное в таблице 8. Коэффициент отклонения осциллографа устанавливают в соответствии с таблицей 8. Далее измерения проводят в следующей последовательности:- нажав клавишу «CH1 MENU», клавишами перемещение выбирают подменю «CURSOR», и в нем выбирают значок «=». На экране должно появиться изображение двух горизонтальных курсоров;- клавишами вертикального перемещения выбирают верхний курсор;- устанавливают коэффициент отклонения 5 мВ/дел осциллографа и коэффициент развертки 500 мкс/дел;- соответствующими ручками «Положение» устанавливают изображение сигнала в центре экрана;- клавишами перемещения совмещают курсор с верхним участком сигнала;- клавишами вертикального перемещения выбирают нижний курсор;- клавишами перемещения совмещают курсор на центральную горизонтальную линию сетки экрана осциллографа.Результат измерения считывают с экрана в цифровом виде в области показаний. Повторяют измерения для остальных значений коэффициента отклонения, указанных в таблице 8. Повторяют измерения для канала 2.Результаты проверки считают удовлетворительными, если обеспечивается изменение коэффициента отклонения по вертикали от 5 мВ/дел до 10 В/дел и при измерении напряжения на всех значениях коэффициента отклонения, результаты измерений не выходят за пределы, указанные в таблице 8.Рисунок 8 - Настройка калибровки по напряжениюТаблица 3 - Результаты калибровкиКоэффициент отклоненияЗначение напряжения сигналаДопустимые значения5 мВ/дел15 мВот 14,4 мВ до 15,6 мВ10 мВ/дел30 мВот 28,7 мВ до 31,3 мВ20 мВ/дел60 мВот 57,5 мВ до 62,5 мВ50 мВ/дел150 мВот 144 мВ до 156 мВ100 мВ/дел300 мВот 287 мВ до 313 мВ200 мВ/дел600 мВот 575 мВ до 625 мВ500 мВ/дел1,5 Вот 1,44 В до 1,56 В1 В/дел3 Вот 2,9 В до 3,1 В2 В/дел6 Вот 5,7 В до 6,3 В5 В/дел15 Вот 14,4 В до 15,6 В10 В/дел30 Вот 29,46 В до 30,54 В6.8.2Определение основной погрешности автоматического измерения размаха сигнала проводят следующим образом. Включают канал 1, в меню выбирают режим измерения постоянного тока «DC». На вход канала 1 от вольтметра-калибратора В1-28 подают напряжение постоянного тока, указанное в таблице 9. Коэффициент отклонения осциллографа устанавливают в соответствии с таблицей 9. Далее измерения проводят в следующей последовательности: нажав клавишу «CH1 MENU», клавишами перемещение выбирают подменю «CURSOR», и в нем выбирают пункт «Auto».Далее из меню автоматических измерений выбирается определенный параметр, для нашего случая – “DC”.Результат измерения считывают с экрана в цифровом виде в области показаний. Повторяют измерения для остальных значений коэффициента отклонения, указанных в таблице 9. Повторяют измерения для канала 2.Результаты проверки считают удовлетворительными, если при измерении размаха на всех значениях коэффициента отклонения, результаты измерений не выходят за пределы, указанные в таблице 9.Таблица 9 - Пределы по результатам измеренийКоэффициент отклоненияЗначение напряжения сигналаДопустимые значения5 мВ/дел15 мВот 14,6 мВ до 15,4 мВ10 мВ/дел30 мВот 29,2 мВ до 30,8 мВ20 мВ/дел60 мВот 58,4 мВ до 61,6 мВ50 мВ/дел150 мВот 146 мВ до 154 мВ100 мВ/дел300 мВот 292 мВ до 308 мВ200 мВ/дел600 мВот 584 мВ до 616 мВ500 мВ/дел1,5 Вот 1,46 В до 1,54 В1 В/дел3 Вот 2,92 В до 3,08 В2 В/дел6 Вот 5,84 В до 6,16 В5 В/дел15 Вот 14,6 В до 15,4 В10 В/дел30 Вот 29,2 В до 30,8 В6.8.3 Проверку диапазона коэффициентов развертки, определение основной погрешности при цифровом измерении временных интервалов между двумя курсорами проводят по следующей методике.- включают вход 1 или 2;- нажав клавишу «CH1 MENU», клавишами перемещение выбирают подменю «CURSOR», и в нем выбирают значок «║». На экране должно появиться изображение двух вертикальных курсоров;- устанавливаю коэффициент отклонения 500 мВ/дел;- синхронизация по фронту импульса.На вход осциллографа подают импульсный сигнал амплитудой 2 В, периодом 2 с; 80 мс; 2 мс; 10 мкс; 200 нс; 50 нс и длительностью порядка 1/10 периода от генератора Г5-75. Коэффициент развертки устанавливают по таблице 10. В контрольных точках с периодом 100 нс и 10 нс генератор Г5-75 заменяют на генератор Г4-176. С помощью вертикальных курсоров проводят измерение заданного временного интервала следующим образом:- нажав клавишу «CH1 MENU», клавишами перемещение выбирают подменю «CURSOR», и в нем выбирают значок «║». На экране должно появиться изображение двух вертикальных курсоров;- клавишами горизонтального перемещения выбирают левый курсор;- устанавливают коэффициент развертки 500 мс/дел осциллографа;- соответствующими ручками «Положение» устанавливают изображение сигнала в центре экрана;- клавишами перемещения совмещают курсор с фронтом импульса;- клавишами горизонтального перемещения выбирают правый курсор;- клавишами перемещения совмещают курсор со срезом импульса.Результат измерения считывают с экрана в цифровом виде в области показаний. Повторяют измерения для остальных значений коэффициента развертки, указанных в таблице 9. Повторяют измерения для канала 2.Результаты проверки считают удовлетворительными, если обеспечивается установка коэффициентов развертки во всех положениях и при измерении временного интервала результаты измерений лежат в пределах, указанных в таблице 9.Рисунок 9 - Схема поверки осциллографаТаблица 10 - Результаты измеренийКоэффициент разверткиВременной интервалДопустимый временной интервал500 мс/дел2 сот 1,96 с до 2,04 с 20 мс/дел80 мсот 78,4 мс до 81,6 мс500 мкс/дел2 мсот 1,96 мс до 2,04 мс2 мкс/дел10 мксот 9,9 мкс до 10,1 мкс50 нс/дел200 нсот 188 нс до 212 нс20 нс/дел50 нсот 45,3 нс до 54,8 нс10 нс/дел40 нсот 36,8 нс до 43,2 нс100 нс/дел400 нсот 392 нс до 408 нс6.8.4 Определение основной погрешности автоматического измерения периода сигнала проводят следующим образом. На вход осциллографа подают импульсный сигнал амплитудой 2 В, периодом 2 с; 80 мс; 2 мс; 10 мкс; 200 нс; 50 нс и длительностью порядка 1/10 периода от генератора Г5-75. Коэффициент развертки устанавливают по таблице 11. В контрольных точках с периодом 100 нс и 10 нс генератор Г5-75 заменяют на генератор Г4-176. Далее измерения проводят в следующей последовательности: нажав клавишу «CH1 MENU», клавишами перемещение выбирают подменю «CURSOR», и в нем выбирают пункт «Auto».Далее из меню автоматических измерений выбирается определенный параметр, для нашего случая – “Time”.Результат измерения считывают с экрана в цифровом виде в области показаний. Повторяют измерения для остальных значений коэффициента отклонения, указанных в таблице 11. Повторяют измерения для канала 2.Результаты проверки считают удовлетворительными, если при измерении размаха на всех значениях коэффициента отклонения, результаты измерений не выходят за пределы, указанные в таблице 11.Таблица 11 - Пределы по результатам измеренийКоэффициент разверткиВременной интервалДопустимый временной интервал500 мс/дел2 сот 1,96 с до 2,04 с 20 мс/дел80 мсот 78,4 мс до 81,6 мс500 мкс/дел2 мсот 1,96 мс до 2,04 мс2 мкс/дел10 мксот 9,9 мкс до 10,1 мкс50 нс/дел200 нсот 196 нс до 204 нс20 нс/дел50 нсот 49 нс до 51 нс10 нс/дел40 нсот 39,2 нс до 40,8 нс100 нс/дел400 нсот 392 нс до 408 нс6.8.5 Определение параметров сигнала калибратора производят по следующей методике. Сигнал с выхода калибратора осциллографа подается на вход вольтметра универсального В7-53, результат поверки считается удовлетворительным, если показания вольтметра не выходят из диапазона (30,018) В.6.8.6 Определение параметров переходной характеристики цифрового осциллографа проводят методом прямых измерений в следующей последовательности. К осциллографу подключают генератор испытательных импульсов И1-17. Поверяемый осциллограф переводят в режим внешнего запуска с помощью соответствующей клавиши на передней панели осциллографа, генератор – в режим внутреннего запуска, устанавливают минимальное значение коэффициента развертки при помощи ручки «Секунд/дел». Регулируя синхронизацию и задержку осциллографа и генератора, добиваются устойчивого изображения сигнала на экране осциллографа. Измерение параметров ПХ производится в соответствии с рисунком 12 настоящей методики, относительные значения параметров δхв процентах определяются по формуле: (1)где - абсолютное значение параметра, единица напряжения или единица длины; А – амплитуда изображения испытательного импульса, единица напряжения или единица длины.Рисунок 11 - Схема поверки Рисунок 12 - Осциллограмма при поверке где tr − время нарастания; τy − время установления, в пределах которого неравномерность ΔАну может превышать заданное значение ΔАн; ΔА − выброс; ΔАну − неравномерность на участке установления; ΔАн − неравномерность; А1 − установившееся значение ПХПараметры переходной характеристики определяют для всех фиксированных значений коэффициента отклонения из таблицы 12 при положительной или отрицательной полярности испытательных импульсов. Проверку повторяют для второго канала.4.9 Оформление результатов поверки49.1Результаты поверки оформляются протоколом по форме Приложения А.6.9.2 Положительные результаты поверки удостоверяются нанесением оттиска поверительного клейма и(или)свидетельством по форме СТБ 8003-93.Примечание – При отсутствии возможности нанесения оттиска поверительного клейма на средство измерений допускается наносить его на эксплуатационные документы.6.9.3В случае, если по результатам поверки осциллограф не удовлетворяет предъявленным к нему требованиям, он бракуется и выдается извещение о непригодности с указанием причин (приложение Г СТБ 8003-93). При этом оттиск поверительного клейма подлежит погашению, а свидетельство аннулируется.ЗаключениеВ рамках данной работы проедена разработка методики поверки осциллографа TDS2012С.Выполнены следующие работы:- проведена общая характеристика технологий использования цифровых осциллографов;- рассмотрены основные характеристики цифрового осциллографа TDS2012С;- разработана методика поверки осциллографа в соответствии с действующими стандартами.Список использованных источников1. Технические характеристики цифрового осциллографа TDS2012С. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.samarapribor.ru/dop_materials/tds2012c+++tex_specification.pdf2. Цифровой осциллограф TDS2012С. [Электронный ресурс]. Режимдоступа: http://www.eliks.ru/kio/index.php ?SECTION_ID=113 9&ELEME NT_ID = 385063. ПОOpenChoice.[Электронный ресурс]. Режим доступа:https://ru.tek.com/oscilloscope/tds210-software-3МРБ МП.1686 – 2007 «Методы и средства первичной (после ремонта) и периодической поверок осциллографа – мультиметраFluke серии 12Х»ГОСТ 8.311 – 78 «Государственная система обеспечения единства измерений. Осциллографы электронно-лучевые универсальные. Методы и средства поверки»Поверка средств измерений: методическое пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 1 – 54 01 04 «Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей» дневной формы обучения / А. П. Белошицкий. – Минск: БГУИР, 2009. – 16 с.Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. / Под общей редакцией Б.Н. Тихонова –М.: Горячая линия -Телеком, 2007 – 374 с.: ил.Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника: Учебное пособие / К.К. Ким, Г.Н. Анисимов, В.Ю. Барбарович, Б.Я. Литвинов. – СПб.: Питер, 2008. – 368 с.: ил.Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. / Под ред. В. И. Нефедова, А. С. Сигова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005. - 599c.: илПриложение АПРОТОКОЛ № ____________поверки осциллографа _____ № ____________Принадлежащего ___________________________________________________Эталонные средства: РМ №Наименование НД, на основании которого проводилась поверка: __________Условия поверки: - температура окружающей среды _________ºС - относительная влажность _________%1 Внешний осмотр _______________2 Опробование __________________3 Определение метрологических характеристик3.1 Проверка диапазона коэффициентов отклонения осциллографа и определение основной погрешности при цифровых измерении напряжения постоянного тока между двумя маркерами Коэффициент отклоненияЗначение напряжения сигналаДопустимые значения5 мВ/дел15 мВот 14,4 мВ до 15,6 мВ10 мВ/дел30 мВот 28,7 мВ до 31,3 мВ20 мВ/дел60 мВот 57,5 мВ до 62,5 мВ50 мВ/дел150 мВот 144 мВ до 156 мВ100 мВ/дел300 мВот 287 мВ до 313 мВ200 мВ/дел600 мВот 575 мВ до 625 мВ500 мВ/дел1,5 Вот 1,44 В до 1,56 В1 В/дел3 Вот 2,9 В до 3,1 В2 В/дел6 Вот 5,7 В до 6,3 В5 В/дел15 Вот 14,4 В до 15,6 В10 В/дел30 Вот 29,46 В до 30,54 В3.2 Определение основной погрешности автоматического измерения размаха сигналаКоэффициент отклоненияЗначение напряжения сигналаДопустимые значения5 мВ/дел15 мВот 14,6 мВ до 15,4 мВ10 мВ/дел30 мВот 29,2 мВ до 30,8 мВ20 мВ/дел60 мВот 58,4 мВ до 61,6 мВ50 мВ/дел150 мВот 146 мВ до 154 мВ100 мВ/дел300 мВот 292 мВ до 308 мВ200 мВ/дел600 мВот 584 мВ до 616 мВ500 мВ/дел1,5 Вот 1,46 В до 1,54 В1 В/дел3 Вот 2,92 В до 3,08 В2 В/дел6 Вот 5,84 В до 6,16 В5 В/дел15 Вот 14,6 В до 15,4 В10 В/дел30 Вот 29,2 В до 30,8 В3.2 Проверка диапазона коэффициентов развертки, определение основной погрешности при цифровых измерении временных интервалов между двумя маркерами Коэффициент разверткиВременной интервалДопустимый временной интервал500 мс/дел2 сот 1,96 с до 2,04 с 20 мс/дел80 мсот 78,4 мс до 81,6 мс500 мкс/дел2 мсот 1,96 мс до 2,04 мс2 мкс/дел10 мксот 9,9 мкс до 10,1 мкс50 нс/дел200 нсот 188 нс до 212 нс20 нс/дел50 нсот 45,3 нс до 54,8 нс10 нс/дел40 нсот 36,8 нс до 43,2 нс100 нс/дел400 нсот 392 нс до 408 нс3.3 Определение основной погрешности автоматического измерения периода сигналаКоэффициент разверткиВременной интервалДопустимый временной интервал500 мс/дел2 сот 1,96 с до 2,04 с 20 мс/дел80 мсот 78,4 мс до 81,6 мс500 мкс/дел2 мсот 1,96 мс до 2,04 мс2 мкс/дел10 мксот 9,9 мкс до 10,1 мкс50 нс/дел200 нсот 196 нс до 204 нс20 нс/дел50 нсот 49 нс до 51 нс10 нс/дел40 нсот 39,2 нс до 40,8 нс100 нс/дел400 нсот 392 нс до 408 нс3.3 Определение параметров сигнала калибратораUк= _________ Допуск: (30,018) В3.4 Определение параметров переходной характеристикиКоткл., В/делПоложительная полярностьОтрицательная полярностьtнарВыб-росНеравномер-ностьtустНеравномерность на участке установ-ленияtнарВыб-росНеравномер-ностьtустНеравномерность на участке установления0,0050,010,020,050,10,20,5125Допуск3,5 нс6 %3 %17,5 нс6 %3,5 нс6 %3 %17,5 нс6 %Вывод: ___________________________________________________________Дата проведения: ____________________________Поверку проводил: ______________________________