Назначение
Генераторы магнитного поля эталонные П1-33 (далее — П1-33) предназначены для возбуждения переменного синусоидального магнитного поля с известным значением напряженности магнитного поля (далее — НМП) в диапазоне частот от 5 Гц до 50 МГц.
П1-33 применяется в качестве рабочего эталона 2 разряда согласно Государственной поверочной схеме для средств измерений напряженности магнитного поля в диапазоне частот от 0,000005 до 1000 МГц, утвержденной приказом Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3469.
Воспроизводимой физической величиной является среднее квадратическое значение модуля вектора НМП (А/м).
Описание
Принцип действия П1-33 основан на возбуждении в рабочей зоне полеобразующего устройства на базе колец Гельмгольца однородного линейно поляризованного переменного магнитного поля с НМП, пропорциональной силе протекающего в них переменного электрического тока. Воспроизводимые значения НМП вычисляются по формулам измерения, связывающим их с напряжением или мощностью, измеряемыми на контрольном выходе устройства.
Диапазон частот П1-33 состоит из двух поддиапазонов (0,005-100) кГц и (0,1-50) МГц, отличающихся схемой соединений и составом вспомогательного оборудования.
Конструктивно П1-33 состоит из модуля полеобразующего МПКГ-50 (далее - МПКГ-50), штанги для зажима поверяемых (калибруемых) антенн, устройства согласующего низкочастотного УС-НЧ (далее - УС-НЧ), комплекта соединительных кабелей и комплекта адаптеров.
МПКГ-50 состоит из двух одновитковых круглых катушек Гельмгольца диаметром 250 мм, расположенных на расстоянии 125 мм. Катушки изготовлены из коаксиального кабеля РК 50-4-21 с характеристическим сопротивлением 50 Ом и расположены в пазах круглых каркасов из пластмассы ПА6. Электрические токи, текущие по катушкам, возбуждают в центре МПКГ-50 линейно поляризованное магнитное поле, обладающее высокой однородностью. Катушки включены параллельно-синфазно. Для достижения равномерности частотной характеристики применена симметричная схема питания катушек.
УС-НЧ предназначено для согласования МПКГ-50 с усилителем мощности низкой частоты и защиты от перегрузки в частотном поддиапазоне (0,005-100) кГц. Входное сопротивление УС-НЧ совместно с МПКГ-50 равно 4 Ом.
С каждой боковой стороны основания МПКГ-50 установлены бобышки, на которых устанавливается штанга для зажима поверяемых (калибруемых) антенн. При работе с П1-33 измерительные преобразователи поверяемого (калибруемого) средства измерения помещаются в рабочую зону МПКГ-50. Затем в рабочей зоне устанавливается требуемое значение НМП и производится ее измерение с помощью поверяемого средства измерения.
При работе с П1-33 используется вспомогательное оборудование, приведенное в таблице 1.
Таблица 1 - Вспомогательное оборудование
| Наименование вспомогательного оборудования (требуемые характеристики) | Рекомендуемые типы | Количество, шт | Назначение |
| Генератор синусоидального сигнала (частотный диапазон от 5 Гц до 50 МГц, диапазон выходных напряжений от 0,01 до 3 В) | Tektronix AFG 3101 | 1 | Задающий генератор |
| Измеритель мощности оконечного типа (частотный диапазон от 0,009 до 50 МГц, диапазон измерения мощности от -40 до +20 дБ (1мВт), пределы допускаемой погрешности ±6 %) | Keysight E9304A | 1 | Измерение мощности на контрольном выходе МПКГ-50 в поддиапазоне частот (0,1-50) МГц |
| Вольтметр переменного тока (частотный диапазон от 5 Гц до 100 кГц, диапазон измерения переменного напряжения от 0,002 до 10 В, пределы допускаемой погрешности ±2,5 %) | Keysight 34465A | 1 | Измерение напряжения переменного тока на контрольном выходе МПКГ -50 в поддиапазоне частот (0,005-100) кГц |
| Усилитель мощности низкочастотный (частотный диапазон от 0,005 до 100 кГц, выходная мощность на нагрузке 4 Ом не менее 100 Вт) | T+A PA 2000 R, Rotel A14 MKII | 1 | Усиление мощности задающего генератора в поддиапазоне частот (0,005-100) кГц |
| Усилитель мощности высокочастотный (частотный диапазон от 0,1 до 50 МГц, номинальное сопротивление нагрузки 50 Ом, выходная мощность не менее 100 Вт) | Teseq CBA 400M-110, SPA-9K-250M-100 | 1 | Усиление мощности задающего генератора в поддиапазоне частот (0,1-50) МГц |
| Компаратор магнитного поля (частотный диапазон от 0,005 до 300 кГц, диапазон компарирования НМП от 50 до 500 мА/м, СКО не более 1 %) | Экофизика-КМП-05 | 1 | Передача единицы НМП при поверке(калибровке) П1-33 на частотах от 5 Гц до 300 кГц |
| Компаратор магнитного поля (частотный диапазон от 0,3 до 50 МГц, диапазон компарирования НМП от 20 до 500 мА/м, СКО не более 1 %) | КМП-03/50М | 1 | Передача единицы НМП при поверке(калибровке) П1-33 на частотах от 0,3 до 50 МГц |
Допускается применять аналогичное вспомогательное оборудование вместо рекомендуемых в таблице 1 типов при условии удовлетворения его требуемым характеристикам.
Генератор синусоидального сигнала, измеритель мощности и вольтметр переменного тока должны быть зарегистрированы в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений и поверены.
Для воспроизведения НМП на вход МПКГ-50 подается напряжение переменного тока требуемой частоты от задающего генератора синусоидального сигнала через соответствующий усилитель мощности. Измеритель мощности оконечного типа предназначен для измерения мощности на контрольном выходе МПКГ-50 в поддиапазоне частот (0,1-50) МГц.
Вольтметр переменного тока предназначен для измерения напряжения переменного тока на контрольном выходе МПКГ-50 в поддиапазоне частот (0,005-100) кГц. Компараторы магнитного поля применяются для передачи размера единицы НМП методом компарирования от вышестоящих по поверочным схемам эталонов при поверке (калибровке) П1-33.
Воспроизводимое в рабочей зоне МПКГ-50 значение НМП определяется косвенным методом по формулам (формулам измерения), связывающим его в поддиапазоне частот (0,005-100) кГц с напряжением, или в поддиапазоне частот (0,1-50) МГц с мощностью сигнала переменного тока, измеряемого на контрольном выходе МПКГ-50. В формулы также входят калибровочные коэффициенты, определяемые при первичной градуировке МПКГ-50.
Общий вид составных частей П1-33 представлен на рисунках 1 и 2. На рисунке 1 представлен общий вид П1-33 с МПКГ-50 и штангой для зажима поверяемых (калибруемых) антенн. На рисунке 2 изображен общий вид УС-НЧ.
Схема пломбировки П1-33 от несанкционированного доступа представлена на рисунках 3а и 3б.
Места нанесения заводских номеров, состоящих из двух цифр, указаны на рисунках 1 и 2. Заводской номер наносится на шильдики, изготовленные методом струйной печати на полиэстеровой пленке и расположенные на боковой поверхности каркаса МПКГ-50 и боковой поверхности УС-НЧ.
Место нанесения знака утверждения типа и место знака поверки указаны на рисунке 1.
4
3
П
е П1-»
6
7
2
5
1 - МПКГ-50
2 - штанга для зажима поверяемых (калибруемых) антенн
3 - место подключения УС-НЧ;
4 - место нанесения знака утверждения типа;
5 - место нанесения заводского номера;
6 - место нанесения знака поверки
7 - поверяемая (калибруемая) антенна
Рисунок 1 - Общий вид П1-33 с МПКГ-50 и штангой для зажима поверяемых (калибруемых) антенн, места нанесения знака утверждения типа, заводского номера и знака поверки
1
1 - место нанесения заводского номера;
Рисунок 2 - Общий вид УС-НЧ из состава П1-33
а) общий вид б) вид снизу
1 - места пломбировки от несанкционированного доступа
Рисунок 3 - Места пломбировки П1-33 от несанкционированного доступа
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Частотный диапазон воспроизведения НМП | от 5 Гц до 50 МГц включ. |
| Диапазон воспроизведения НМП, А/м в диапазоне частот от 5 Гц до 0,1 МГц включ. в диапазоне частот св. 0,1 до 50 МГц включ. на частоте 5 МГц | от 0,02 до 10,00 включ. от 0,02 до 1,00 включ. от 0,02 до 10,00 включ. |
| Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения НМП, % в диапазоне частот от 5 Гц до 30 МГц включ. в диапазоне частот св. 30 до 50 МГц включ. | ±5,0 ±12,0 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания | |
| напряжение переменного тока, В | от 209 до 231 |
| частота переменного тока, Гц | от 49,5 до 50,5 |
| Габаритные размеры МПКГ-50 из состава П1-33, мм, не более | |
| длина | 520 |
| ширина | 460 |
| высота | 450 |
| Максимальные размеры поверяемых (калибруемых) антенн, мм, не более | |
| сферической формы | 120 |
| рамочные | 180 |
| Масса МПКГ-50 из состава П1-33, кг, не более | 17,0 |
| Рабочие условия применения | |
| температура окружающего воздуха, °С | от +15 до +25 |
| относительная влажность окружающего воздуха, % | от 30 до 80 |
| атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) | от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800) |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы документов АВНР.411171.010 РЭ «Генератор магнитного поля эталонный П1-33. Руководство по эксплуатации» и АВНР.411171.010 ФО «Генератор магнитного поля эталонный П1-33. Формуляр» типографским способом и на шильдик на корпусе МПКГ-50.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность П1-33
| Наименование | Обозначение | Количество |
| 1 Модуль полеобразующий МПКГ-50 | АВНР.411171.011 | 1 шт. |
| 2 Устройство согласующее низкочастотное УС-НЧ | АВНР.685561.001 | 1 шт. |
| 3 Штанга для зажима поверяемых (калибруемых) антенн | АВНР.411171.012 | 1 шт. |
| 4 Комплект соединительных кабелей в составе: П1-33-КНЧ1 П1-33-КНЧ2 П1-33-КНЧ3 П1-33-КВЧ1 П1-33-КВЧ2 | АВНР.411171.013 | 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. |
| 5 Комплект адаптеров в составе: аттенюатор N-типа 3дБ/50Вт адаптер угловой Х-гнездо/Х-вилка адаптер Х-гнездо/В1Х-вилка | АВНР.411171.014 | 1 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. |
| 6 Руководство по эксплуатации | АВНР.411171.010 РЭ | 1 экз. |
| 7 Формуляр | АВНР.411171.010 ФО | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 7 «Порядок работы» документа АВНР.411171.010 РЭ «Генератор магнитного поля эталонный П1-33. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3469 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений напряженности магнитного поля в диапазоне частот от 0,000005 до 1000 МГц»;
АВНР.411171.010 ТУ «Генератор магнитного поля эталонный П1-33. Технические условия».
