Назначение
Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1 (далее частотомеры) предназначены для измерения частоты, периода, количества импульсов, пикового напряжения синусоидальных или импульсных сигналов, а в модели АКИП-5102 дополнительно: временного интервала, длительности импульсов, фазового сдвига между сигналами, отношения частот, коэффициента заполнения импульсов, времени нарастания и времени спада.
Описание
Электронно-счетные частотомеры АКИП-5102, АКИП-5102/1 используют технологию цифровой обработки сигнала в реальном времени, которая применяется для одновременного анализа потока входных данных, вычислений и получения новых показаний индикатора. Частотомеры выполнены в металлическом корпусе, имеют съемные демпфирующие накладки, поворотную ручку-подставку. На передней панели частотомеров расположены: 12- разрядный матричный индикатор, кнопка включения питания, органы управления измерениями, настройками и дополнительными режимами, ряд контекстных кнопок, входные разъемы, цифровая клавиатура и курсорные кнопки . Частотомеры имеют встроенный кварцевый генератор с тактовой частотой 10 МГц. Стабильность по частоте кварцевого генератора определяется установленной опцией.
На задней панели частотомеров расположены - разъем для подключения сетевого кабеля, входной разъем внешнего запуска, вход 10 МГц для подключения внешнего источника тактовой частоты 10 МГц, выход 10 МГц с внутреннего опорного генератора, интерфейсы дистанционного управления USB и LAN, гнездо для установки опционального интерфейса.
Частотомеры имеют возможность модернизации путем установки следующих опций: - установка одной из опций опорного генератора;
- установка дополнительного интерфейса управления GPIB;
- расширение частотного диапазона третьего канала до 20 ГГц (только в модели АКИП-5102);
- исключение третьего канала (только в модели АКИП-5102).
Модернизация осуществляется заводом-изготовителем или специализированным сервис-центром. Об установленной опции свидетельствует наклейка на задней панели частотомера.
При выполнении измерений обеспечивается математическая и статистическая обработка результата измерения: среднее, минимальное, максимальное и относительное значения, СКО, девиация Аллана.
Модификации (модели) частотомеров различаются числом измерительных входов, частотным диапазоном и измерительными функциями.
Фотография общего вида представлена на рисунке 1. На рисунке 2 представлен вид задней панели частотомеров.
Технические характеристики
1 Основные отличия в моделях:
Таблица 1
| Характеристики | АКИП-5102/1 | АКИП-5102 | АКИП-5102 с опцией 0 |
| Число каналов | 1 | 3 | 2 |
| Диапазоны измерения частоты | 1 канал: от 1 мГц до 400 МГц | 2 канала: от 1 мГц до 400 МГц 1 канал: 375 МГц до 6 ГГц с возможностью расширения до 20 ГГц | 2 канала: от 1мГц до 400 МГц |
| Измерительные функции | Частота, период, количество импульсов, пиковое напряжение | Частота, период, количество импульсов, длительность импульсов, временные интервалы, отношение частот, время нарастания и спада, фазовый сдвиг, пиковое напряжение |
2 Характеристики Канала 1 для АКИП-5102/1 и Каналов 1 и 2 для АКИП-5102
2.1 Диапазоны измеряемых частот:
Связь DC: от 1 мГц до 400 МГц,
Связь по входу AC: от 200 кГц до 400 МГц (входное сопротивление 50 Ом),
Связь по входу AC: от 30 Гц до 400 МГц (входное сопротивление 1 МОм)
2.2 Диапазоны измеряемых периодов
Связь DC: от 2,5 нс до 1000 с,
Связь по входу AC: от 2,5 нс до 5 мкс (входное сопротивление 50 Ом),
Связь по входу AC: от 2,5 нс до 33 мс (входное сопротивление 1 МОм)
2.3 Диапазоны уровней входного синусоидального сигнала (чувствительность):
от 20 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 1 мГц до 225 МГц,
от 30 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 225 мГц до 400 МГц
2.4 Диапазоны уровней входного импульсного сигнала (чувствительность):
от 80 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов от 1,5 нс до 10 нс,
от 50 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов > 10 нс
2.5 Входное сопротивление: 1 МОм/24 пФ или 50 Ом
2.6 Входной аттенюатор: х1 или х10
2.7 Фильтр нижних частот: 100 кГц
2.8 Уровень внутренних шумов: 200 мкВскз
2.9 Уровень синхронизации: от - 5В до +5В
2.10 Абсолютная погрешность установки уровня синхронизации исинхр:
A Ucuhxp = ±( 0,01- Ucuhxp + 15 мВ) (1)
3 Характеристики Канала 3 для частотомеров АКИП-5102
3.1 Диапазоны измеряемых частот (периодов):
от 375 МГц до 6 ГГц стандартно (от 2,66 нс до 166,66 пс),
от 250 МГц до 20 ГГц с опцией (от 0,4 нс до 50 пс).
3.2 Диапазоны уровней входного сигнала:
- 16 дБм ... +15 дБм для частот от 375 МГц до 500 МГц
- 20 дБм ... +15 дБм для частот от 500 МГц до 1 ГГц
- 23 дБм . +15 дБм для частот от 1 ГГц до 2 ГГц
- 25 дБм . +15 дБм для частот от 2 ГГц до 4 ГГц
- 21 дБм . +15 дБм для частот от 4 ГГц до 5 ГГц
- 20 дБм . +15 дБм для частот от 5 ГГц до 5,5 ГГц
- 17 дБм . +15 дБм для частот от 5,5 ГГц до 6 ГГц.
3.3 Диапазоны уровней входного сигнала с опцией opt02:
- 22 дБм . +23 дБм для частот от 250 МГц до 500 МГц
- 27 дБм . +23 дБм для частот от 500 МГц до 14 ГГц
- 21 дБм . +23 дБм для частот от 14 ГГц до 15 ГГц
- 19 дБм . +23 дБм для частот от 15 ГГц до 16 ГГц
- 17 дБм . +23 дБм для частот от 16 ГГц до 19 ГГц
- 13 дБм . +23 дБм для частот от 19 ГГц до 20 ГГц.
3.3 Входное сопротивление: 50 Ом.
4 Характеристики измерительных функций
4.1 Диапазон измерения длительности импульсов: от 1,5 нс до 105 с.
4.2 Диапазон временных интервалов между сигналами, поступающими на вход 1 и 2: от - 0,5 нс до 105 с.
4.3 Диапазон измерения коэффициента заполнения импульсов (для входов 1 и 2): от 0 до 1.
4.4 Диапазон измерения разности фаз двух синхронных синусоидальных сигналов- вход 1 относительно входа 2 (в диапазоне частот до 300 МГц): от -180° до 360°.
4.5 Диапазон измерения отношения частот: от 10-10 до 1011.
4.6 Диапазон измерения времени нарастания и спада импульсного сигнала (для входов 1 и 2): от 2 нс до 105 с.
4.7 Диапазон измерения пикового напряжения (до 300 МГц): от -5,1 В до +5,1 В.
4.8 Диапазон измерения количества импульсов: от 0 до 1015.
5 Характеристики внутреннего кварцевого генератора
5.1 Номинальное значение частоты внутреннего кварцевого генератора 10 МГц.
5.2 Пределы допускаемой относительной погрешности по частоте за год 80
Таблица 2
| Тип внутреннего кварцевого генератора | 80 |
| Стандартный | ±1x 10-6 |
| Опция 100 | ±2x 10—7 |
| Опция 101 | ±5 x 10-8 |
| Стандарт частоты рубидиевый FE-5680A | С 1 A-Ю ±5 x 10 |
6 Абсолютная погрешность измерения частоты и периода рассчитывается по формуле:
А f Р = ±(Асис + 2 • Лслуч) (2),
где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.
Асист рассчитывается по формуле:
А сист =±(8о -Д" ) • f (P) (3),
t сч
Аслуч при автоматическом времени счета рассчитывается по формуле:
Аслуч =±( '•' и + (2 •А2- ) ) • f (р) (4), t сч
Аслуч при ручном времени счета рассчитывается по формуле:
А,„ =±(4^А2и + (2_А2-п))• f (P) (5), t • л/ N
1сч
где 80 - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;
f - измеряемое значение частоты, Гц;
P - измеряемое значение периода, с;
\ ап - погрешность, обусловленная системой запуска, с;
t сч - время счета прибора, с:
для автоматического счета t сч =f / n,
n - количество выборок для автоматического времени счета:
n = 1 для канала 1 или 2 при f < 1 МГц,
n = 4 для канала 1 или 2 при f > 1 МГц, n = 128 для канала 3;
для ручного счета t сч устанавливается в меню частотомера.
N - количество выборок для ручного времени счета:
N = t сч 'f при f < 200 кГц,
N = tсч -200 000 приf > 200 кГц;
Лсис - системная погрешность: 12040-12с;
Ли - погрешность разрешения индикатора: 4040-12 с.
Погрешность, обусловленная системой \ ап запуска рассчитывается по формуле:
U U шума + U шумаСигнала
зап
(6),
т
зап
где ишума — уровень шума усилителя: 350 • 10-6 В
ишумаСигнала — эффективное шумовое напряжение входного сигнала, В; тзап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.
7 Абсолютная погрешность измерения временных интервалов, длительности импульсов, времени нарастания и времени спада импульсов рассчитывается по формуле:
Л X = ± ( Л с ис + 2 • Л случ ) (7),
где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения
Асист рассчитывается по формуле:
л сист =± ( <5q • X + Л . .. + 500 • 10 -12 с) (8),
где 80 - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;
X - измеренное значение, с;
куровняЗап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, с.
Погрешность установки уровня запуска куровняЗап рассчитывается по формуле: где изапсгарг — уровень запуска в начальной точке измерений, В;
Л •
уровняЗап
= ±( 0,015 В + 0,01 • U3ancmapm + 0,015В + 0,01 • U3-стоп ) (9)
т
зап
т
зап
изапсгоп — уровень запуска в конечной точке измерений, В;
тзап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.
Аслуч рассчитывается по формуле:
Л случ = ± ( Л и + Л запСтарт + Л запСтоп ) (10), где
Ли - погрешность разрешения индикатора: 40-10-12 с;
Л запстарт и Л запСтоп - погрешности, обусловленные системой запуска в начальной и конечной точках измерений, рассчитанные по формуле (6).
8 Абсолютная погрешность измерения сдвига фаз рассчитывается по формуле :
Л фаз =± ( Л сис + 2 •Л случ ) (11),
где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.
Асист рассчитывается по формуле:
\ ит = ±(^уровняЗап + 500 • 10-12 с) ' fuM ' 360°) (12),
где куровняЗап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, рассчитывается по формуле (8);
f им — измеряемая частота, Гц.
Лслуч рассчитывается по формуле:
Л,, =±(^(Л2. + 2А2 ■) • (1 + (360°) 2 ) • f... • 360° (13),
где Ли - погрешность разрешения индикатора: 40Ч0-12 с;
\ ап — погрешность, обусловленная системой запуска, рассчитываемая по формуле (6);
Ф - измеряемая фаза;
f изм — измеряемая частота, Гц.
9 Абсолютная погрешность измерения коэффициента заполнения импульсов рассчитывается по формуле:
Л Кзап = ± (д/(Л сис + Д и )2 + 2-Д ,J) • (1 + Q !) • fизм ) (14).
где ксис - системная погрешность: 400-10-12 с;
Ли - погрешность разрешения индикатора: 40-10-12 с;
\ ап — погрешность, обусловленная системой запуска, определяемая по формуле (6);
Q - измеряемый коэффициент заполнения импульсов;
/изм - измеряемая частота сигнала, Гц.
10 Абсолютная погрешность измерения количества импульсов: ±1 импульс.
11 Абсолютная погрешность измерения отношения частот определяется по формулам:
Л f1/f2: —-—
F • t 2 сч
Л f2/f1: —1—
F • t t сч
Л f1/f3:-------- Л f3/f1:--------
F3 • tсч F1 • tсч (15), где
F2(1,3) - Измеренная частота по каналу 2 (1,3), Гц; t сч - установленное время счета прибора, с.
13 Общие характеристики:
13.1 Габаритные размеры, не более, мм:
длина
ширина
высота
13.2 Масса прибора, не более, кг
14 Рабочие условия применения:
0 - 40;
20 - 80;
50/60 (± 5 %);
110/220 (± 10 %);
80.
- температура окружающего воздуха, °С
- относительная влажность воздуха, %,
- частота питающей сети, Гц
- напряжение питающей сети переменного тока, В Потребляемая мощность, ВА, не более
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят типографским способом на обложку руководства по эксплуатации и на корпус частотомеров в правом верхнем углу индикаторной панели.
Комплектность
Частотомер 1 шт.
Шнур питания 1 шт.
Руководство по эксплуатации 1 экз.
Методика поверки 1 экз.
Коробка упаковочная 1 шт.
Поверка
осуществляется по документу 54882137/1-14МП «Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1. Методика поверки», утвержденному ФБУ «ЦСМ Московской области» 31 марта 2014 г.
Основные средства поверки:
- стандарт частоты рубидиевый FS725 № Госреестра 31222-06, погрешность частоты за год ±5^10-10;
- стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А, № Госреестра 23671-02, погрешность ± 1,540-12 за год;
- компаратор частотный Ч7-1014, № Госреестра 40727-09, погрешность ± 1,5•10-12 за год;
- генератор импульсов 81150А, № Госреестра 41402-09, частотный диапазон от 1 мкГц до 240 МГц, погрешность c внешней опорной частотой ± 540-10 (± 1,5^10-12) за год;
- генератор сигналов измерительный E8257D с опцией 540, № Госреестра 36797-08, диапазон частот от 250 кГц - 40 ГГц, погрешность c внешней опорной частотой ± 5^10-10 (± 1,540-12) за год;
- вольтметр диодный компенсационный В3-49, № Госреестра 5477-76, пределы измерения 10 мВ - 100 В, диапазон частот 20 Гц - 1000 МГц, относительная погрешность 5U< ± (0,2+(0,08/иизм))%.
- ваттметры поглощаемой мощности М3-51, № Госреестра 7055-79 , пределы измерения 1 мкВт - 10 мВт, диапазон частот 0,02-17,85 ГГц, основная относительная погрешность ± 4%.
Сведения о методах измерений
Методики (методы) измерений приведены в руководстве по эксплуатации частотомеров.
Нормативные документы
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
Техническая документация фирмы изготовителя.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
