Назначение
Измерители фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1 (далее - измерители) предназначены для измерений количественных характеристик фликера и эмиссии гармонических составляющих тока.
Описание
Принцип действия измерителей основан на преобразовании входного напряжения измеряемого сигнала в двоичный код с выделением первой гармоники напряжения при помощи БПФ (быстрого преобразования Фурье).
Измерители представляют собой многофункциональные приборы с программным обеспечением, работающие в трех режимах: «Гармоники тока», «Фликерметр» и «Тестовый».
В состав измерителей входят:
- источник питания;
- устройство измерения, обработки и управления;
- аналого-цифровой преобразователь;
- цифровой генератор тестовых сигналов.
Источник питания (ИП) вырабатывает выходное стабилизированное переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц и постоянные напряжения, необходимые для работы составных частей измерителя. Входящий в состав ИП корректор коэффициента мощности регулирует сдвиг фазы между входным током и напряжением, поддерживая входной cos ф на уровне не менее 0,98 при различном характере нагрузки. Выходное сопротивление ИП переключается в зависимости от режима работы прибора. ИП оснащён устройствами защиты от перегрузки по току, короткого замыкания выхода и перегрева.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) делает выборку из входных сигналов и направляет данные в устройство измерения, обработки и управления, где производится расчет, анализ, а также накопление и вывод информации на монитор и принтер. В его состав входят материнская плата, процессор, модуль оперативной памяти, видеоадаптер, накопители на жёстких и гибких магнитных дисках.
Цифровой генератор тестовых сигналов (ГТС) вырабатывает сигналы, используемые при проверке и калибровке прибора. В ГТС использованы два 12-ти разрядных цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) с дифференциальной нелинейностью не более ±0,025 %. Частота дискретизации - 12800 Гц.
Программное обеспечение (ПО)
Измеритель имеет встроенное и внешнее программное обеспечение (ПО). Характеристики ПО приведены в таблице 1.
Встроенное ПО (микропрограмма) реализовано аппаратно и является метрологически значимым. Вклад ПО в суммарную погрешность измерителя фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1 незначителен, так как определяется погрешностью дискретизации (погрешностью АЦП), являющейся ничтожно малой по сравнению с погрешностью измерителя.
Внешнее ПО (оболочка для управления измерителем, подменяющая графический интерфейс операционной системы), устанавливаемое на персональный компьютер, предусматривает различные экранные формы для отображения в удобном виде значений параметров (текущих и архивных, измеренных и вычисленных) и проведение контроля за текущими параметрами.
Внешнее ПО содержит форму ввода данных (коэффициентов, предназначенных для проведения калибровки измеряемых среднеквадратичных значений напряжения и тока), доступ к которой защищен pin -кодом.
Внешнее ПО является метрологически значимым.
Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния ПО.
Таблица 1- Характеристики программного обеспечения измерителя
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Встроенное | Микропрограмма | 1.0 | - | - |
| Внешнее | «ИФГ 20.1» | 5.21 | 24c188734ac4df29660d6 378ee886fdd | md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Место пломбирования
Общий вид измерителей фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики измерителей приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Характеристика | Значение |
| Выходное напряжение источника питания, В | 220 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки выходного напряжения источника питания, % | ± 2 |
| Частота выходного напряжения источника питания, Гц | 50 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты выходного напряжения источника питания, % | ± 0,2 |
| Максимальное значение тока источника питания, А, не менее | 20 |
| Диапазон измеряемых гармонических составляющих тока | 1..........40 |
| Состав гармонических составляющих выходного напряжения источника питания в режиме «Г армоники тока» - коэффициент гармонической составляющей выходного напряжения 3 порядка, %, не более - коэффициент гармонической составляющей выходного напряжения 5 порядка , %, не более - коэффициент гармонической составляющей выходного напряжения 7 порядка, %, не более - коэффициент гармонической составляющей выходного напряжения 9 порядка, %, не более - коэффициент четных гармонических составляющих выходного напряжения порядка от 2 до 10, %, не более - коэффициент гармонических составляющих выходного напряжения порядка от 11 до 40, %, не более | В соответствии с приложением А2 ГОСТ Р 51317.3.2-2006 0,9 0,4 0,3 0,2 0,2 0,1 |
| Коэффициент гармоник выходного напряжения источника питания в режиме «Фликерметр», %, не более | 3 |
| Полное выходное сопротивление измерителя, Ом, в режиме «Фликерметр» | 0,47 ± 10 % |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения среднеквадратического значения (СКЗ) выходного тока, мА, не более | ± (0,003 х 1изм+ 10 мА), где 1изм — показания измерителя |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения СКЗ выходного напряжения, не более | ± (0,003 хиизм + 10 мВ), где иизм - показания измерителя |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения коэффициента n-й гармонической составляющей выходного тока, %, не более | ± (0,003 xKin + 0,01), где KIn - измеренный коэффициент n-ой гармонической составляющей выходного тока |
| Интервал наблюдения в режиме «Фликерметр» - кратковременный, мин - длительный, ч | 10 2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки длительностей кратковременного и длительного интервала наблюдения, % | ± 5 |
| Диапазон измерения относительного изменения напряжения AU/U, % | 0:20 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения кратковременной и длительной дозы фликера, % | ± 5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения относительного изменения напряжения, % | ± 8 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения эффективного синусоидального напряжения на входе «Вход АЦП» измерителя, не более | ± (0,003 х Щм + 10 мВ), где Uh3m - показания измерителя |
| Смодулированный синусоидальный сигнал частотой (50±0,025) Гц, вырабатываемый генератором тестовых сигналов: - значение эффективного напряжения, В - значение коэффициента гармоник, %, не более | 2.5-3.5 0,1 |
| Модулированный синусоидальный сигнал частотой 50 Гц, вырабатываемый генератором тестовых сигналов: - значение эффективного напряжения, В - частота модулирующего сигнала в форме меандра, Гц - пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты модулирующего сигнала в форме меандра, % - глубина модуляции модулирующего сигнала в форме меандра, % | 2,5 - 3,5 2,94 ± 1 1 |
| Обобщенная частотная характеристика | В соответствии с п. 4.1 ГОСТ Р 51317.4.15-99 Таблица 2.1 |
| Питание: | |
| - напряжение, В | 184 ... 242 |
| - частота, Гц | 50 ± 0,5 |
| Г абаритные размеры измерителя, мм, не более | |
| - длина | 710 |
| - ширина | 520 |
| - высота | 560 |
| Масса измерителя, кг, не более | 120 |
| Рабочий диапазон температур, °С | 10 ... 45 |
| Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более | 80 |
| Атмосферное давление, мм рт. ст. | 537 ... 800 |
Таблица 2.1- Обобщенная частотная характеристика измерителя
| Амплитуда относительных изменений напряжения, % | | Амплитуда относительных изменений напряжения, % |
| Форма колебаний | Синусоидальная | Прямоугольная | Форма колебаний | Синусоидальная | Прямоугольная |
| Частота, Гц | - | - | Частота, Гц | - | - |
| 0,5 | 2,34 | 0,514 | 10,0 | 0,260 | 0,205 |
| 1,0 | 1,432 | 0,471 | 10,5 | 0,270 | 0,213 |
| 1,5 | 1,080 | 0,432 | 11,0 | 0,282 | 0,223 |
| 2,0 | 0,882 | 0,401 | 11,5 | 0,296 | 0,234 |
| 2,5 | 0,754 | 0,374 | 12,0 | 0,312 | 0,246 |
| 3,0 | 0,654 | 0,355 | 13,0 | 0,348 | 0,275 |
| 3,5 | 0,568 | 0,345 | 14,0 | 0,388 | 0,308 |
| 4,0 | 0,500 | 0,333 | 15,0 | 0,432 | 0,344 |
| 4,5 | 0,446 | 0,316 | 16,0 | 0,480 | 0,376 |
| 5,0 | 0,398 | 0,293 | 17,0 | 0,530 | 0,413 |
| 5,5 | 0,360 | 0,269 | 18,0 | 0,584 | 0,452 |
| 6,0 | 0,328 | 0,249 | 19,0 | 0,640 | 0,498 |
| 6,5 | 0,300 | 0,231 | 20,0 | 0,700 | 0,546 |
| 7,0 | 0,280 | 0,217 | 21,0 | 0,760 | 0,586 |
| 7,5 | 0,266 | 0,207 | 22,0 | 0,824 | 0,604 |
| 8,0 | 0,256 | 0,201 | 23,0 | 0,890 | 0,680 |
| 8,8 | 0,250 | 0,199 | 24,0 | 0,962 | 0,743 |
| 9,5 | 0,254 | 0,200 | 25,0 | 1,042 | - |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на переднюю панель измерителей методом трафаретной печати со слоем защитного покрытия и на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта печатным способом.
Комплектность
В комплект измерителей фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1 входят составные части, принадлежности и документация, приведенные в таблице 3.
Таблица 3 - Комплектность измерителей фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1
| Наименование | Тип | Количество |
| Измеритель | ИФГ 20.1 | 1 |
| Руководство по эксплуатации | ИФГ.001.004 РЭ | 1 |
| Паспорт | ИФГ.001.004 ПС | 1 |
| Методика поверки | | 1 |
| Монитор | Покупные изделия | 1 |
| Клавиатура | 1 |
| Мышь | 1 |
| Принтер | 1 |
| Розетка для подключения измерителя к питающей сети | 1 |
| Сетевая вилка для подключения к выходу «20А» | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП 21498-11 «Измерители фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» в мае 2011 г.
Основные средства поверки приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Основные средства поверки
| Наименование, обозначение | Тип | Требуемые характеристики |
| 1. Мультиметр | 34401A | Диапазон частот 3 Гц ...300 кГц; Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты: в поддиапазоне частот 10 Гц.40 Гц - 0,0003 О, в поддиапазоне частот 40 Гц...300 кГц - 0,000060 , где D-показание прибора |
| Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения переменного тока в поддиапазоне частот 10 Гц.. .20 кГц: 0,0004 0+0,00030, где D-показание прибора, Е-верхнее граничное значение диапазона измерения |
| Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения силы переменного тока в поддиапазоне частот 10 Гц...5 кГц: 0,0010 0+0,00040, где D-показание прибора, Е-верхнее граничное значение диапазона измерения |
| 2 Измеритель нелинейных искажений | СК6-13 | Диапазон частот при измерении коэффициента гармоник 10 Гц-120 кГц; диапазон измеряемых коэффициентов гармоник 0,03-100 %, 5 коэффициента гармоник не более 10 %. |
| 3 Калибратор переменного напряжения и тока многофункциональный | Ресурс-К2 | Диапазон воспроизведения коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения KU от 0,1 до 30 %, относительная погрешность ±0,3 % |
| Диапазон воспроизведения коэффициентов n-й гармонической составляющей напряжения KU(n), относительная погрешность ± 0,25 % |
| Диапазон воспроизведения глубины провала напряжения от 10 до 100 %, относительная погрешность 0,05 % |
| Диапазон воспроизведения длительностей провала напряжения и временного перенапряжения от 0,01 до 60 с, абсолютная погрешность 0,001 с |
| Наименование, обозначение | Тип | Требуемые характеристики |
| 1.1.1 | Диапазон воспроизведения установившегося отклонения напряжения от 0 до 20 %, относительная погрешность 0,05 % |
| 1.1.2 | Диапазон воспроизведения отклонения частоты ± 5 Гц, абсолютная погрешность 0,005 Гц |
| 1.1.3 | Диапазон воспроизведения коэффициентов несим-метрии напряжения по обратной последовательности от 0 до 30 %, абсолютная погрешность 0,1 % |
| 1.1.4 | Диапазон воспроизведения коэффициентов несим-метрии напряжения по нулевой последовательности от 0 до 30 %, абсолютная погрешность 0,1 % |
Сведения о методах измерений
Сведения приведены в руководстве по эксплуатации ИФГ.001.004 РЭ.
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94 «Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
2. ГОСТ Р 51317.3.2-2006 «Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний».
3. ГОСТ Р 51317.3.3-2008 «Ограничение изменений напряжения, колебаний напряжения и фликера в низковольтных системах электроснабжения общего назначения. Технические средства с потребляемым током не более 16А (в одной фазе), подключаемые к электрической сети при несоблюдении определенных условий подключения. Нормы и методы испытаний».
4. ГОСТ Р 51317.4.15-99 «Фликерметр. Технические требования и методы испытаний».
5. ТУ 6684-001-12863479-11 «Измерители фликера, колебаний напряжения и гармонических составляющих тока ИФГ 20.1. Технические условия».
Рекомендации к применению
- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям;
