Назначение
Калибраторы универсальные Н4-6 (далее прибор) предназначены для воспроизведения напряжения и силы постоянного и переменного токов, а также сопротивления постоянному току.
Описание
Прибор состоит из трех блоков:
- основного блока;
- усилителя напряжения;
- усилителя силы тока.
В состав основного блока включены традиционные узлы и устройства:
1) источник опорного напряжения в составе мер напряжения постоянного и переменного
тока;
2) резистивный ЦАП постоянного и переменного напряжения, разрядность которого определяется требуемой разрешающей способностью калибратора (двадцать двоичных разрядов);
3) буферный усилитель, реализующий основной поддиапазон «20 V», из которого путём деления напряжения в 10 и 100 раз декадным делителем формируются поддиапазоны «2 V» и «0.2 V», усилитель с коэффициентом усиления 10 обеспечивает поддиапазон «200 V».
4) режим калибратора силы тока реализуется схемой усилителя «U/I», в цепь отрицательной обратной связи которого включается нагрузка. Схема осуществляет преобразование напряжения в силу тока.
В основу построения прибора положен принцип функционального и конструктивного разделения на исполнительную и управляющую секции, что обеспечивает реализацию «плавающих» (изолированных от корпуса) выходов прибора. В состав управляющей секции входит микроЭВМ с устройствами связи и управления прибором со стороны интерфейса или передней панели. Все остальные устройства включены в состав исполнительной секции прибора.
Усилители напряжения и силы тока, входящие в комплект прибора служат для расширения диапазонов воспроизведения напряжения и силы тока и являются как бы продолжением исполнительной секции прибора. В них отсутствует управляющая секция и управление ими осуществляется через основной блок.
Общий вид и места нанесения поверительных клейм калибраторов универсальных Н4-6 представлены на рисунках 1- 2.
Мест нанесения аодерительных клейм
Места нанесения падерительных клейм
Программное обеспечение
Программное обеспечение прибора, определяющее его метрологические характеристики, отсутствует.
Программное обеспечение осуществляет установку внутренней конфигурации составных частей калибратора универсального Н4-6, обеспечивая при этом соответствие режима его работы режиму, заданному оператором на лицевой панели или через интерфейс RS-232.
Программное обеспечение прибора записывается в память микроконтроллера на этапе производства и в процессе эксплуатации изменению не подлежит.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных действий соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения.
| Наименование программного обеспечения | Идентифи кационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Встроенное программное обеспечение калибратора универсального Н4-6: - управляющий файл процессора; - управляющий файл ПЗУ * - проверка цифрового граммному обеспечени | n4655w~2.055 n46rf 8.256 идентификатор калибратора | Н4-6 u_9_1 а не предусмотрена | * * в связи с отсутствие | * * м доступа к про- |
Технические характеристики
1. Прибор обеспечивает:
- воспроизведение напряжения постоянного тока в диапазоне от - 1000 В до + 1000 В, с погрешностью указанной в табл. 2;
Таблица 2 - Пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока
| Поддиапазоны ип | Пределы допускаемой основной погрешности, ±(% от U + % от ип), при t = (tx ± 1) °C |
| 0,2 V 2 V 20 V 200 V 1000 V 1) Примечание: 1) с усилителем | 0,0015 + 2,0 мкВ 0,0015 + 0,0002 0,001 + 0,00015 0,0025 + 0,00025 0,0025 + 0,0005 напряжения |
- воспроизведение напряжения переменного тока синусоидальной формы в диапазоне от 0 до 700 В в частотных диапазонах и с погрешностью, указанными в табл. 3;
Таблица 3 - Пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения напряжения переменного тока
| Поддиапазоны Цп | Частотный диапазон | Пределы допускаемой основной погрешности, ±(% от Ц + % от Цп), при t = (23 ± 5) °С |
| 0,2 V; 2 V; 20 V | 0,1 Гц - 20 кГц 21 - 50 кГц 51 - 100 кГц | 0,015 + 0,0015 + 30 мкВ 0,025 + 0,0025 + 35 мкВ 0,04 + 0,004 + 40 мкВ |
| | 0,1 Гц - 20 кГц | 0,025 + 0,0025 |
| 200 V | 21 - 50 кГц | 0,04 + 0,004 |
| | 51 - 100 кГц | 0,05 + 0,005 |
| 1000 V 1] | 0,1 Гц - 10 кГц | 0,04 + 0,004 |
| Примечание: 1) с усилителем напряжения | |
- воспроизведение силы постоянного тока в диапазоне от - 10А до + 10 А, с погрешностью, указанной в табл. 4;
Таблица 4 - Пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения силы постоянного тока
| Поддиапазоны !п | Пределы допускаемой основной погрешности, ±(% от I + % от !п), при t = (23 ± 5) °C |
| 0,2 мА; 2 мА; 20 мА | 0,005 + 0,002 |
| 200 мА | 0,008 + 0,002 |
| 2 А | 0,01 + 0,004 |
| 10 А 1) Примечание: 1) с усилителем | 0,03 + 0,02 силы тока |
- воспроизведение силы переменного тока синусоидальной формы в диапазоне от 0 до 10 А в частотных диапазонах и с погрешностью, указанными в табл. 5;
Таблица 5 - Пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения силы переменного тока
| Поддиапазоны !п | Пределы допускаемой основной погрешности, ±(% от I + % от !п), при t = (23 ± 5) °С |
| 0,1 - 1000 Гц | 1,1 - 5 кГц | 5,1 - 10 кГц |
| 0,2 мА | 0,05 + 0,01 | 0,1 + 0,05 | 0,5 + 0,25 |
| 2 мА, 20 мА, 200 мА | 0,05 + 0,005 | 0,08 + 0,01 | 0,25 + 0,05 |
| 2 А | 0,08 + 0,01 | 0,15 + 0,015 | 0,5 + 0,05 |
| 10 А 1) Примечание: 1) с усилит | 0,1 + 0,02 елем силы тока | 0,5 + 0,05 | - |
- воспроизведение сопротивлений постоянному току в декадных точках от 10 Ом до 10 МОм с погрешностью, указанной в табл. 6.
Таблица 6 - Пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения сопротивлений постоянному току___
| Номинальное значение сопротивления | Пределы допускаемой основной погрешности, ± % при t = (23 ± 5) °С | Температурный коэффициент сопротивления 1/ °С, не более |
| 10 Ом, 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм | 0,003 | ± 310 -6 |
| 1 МОм | 0,02 | ± 1510 -6 |
| 10 МОм | 0,03 | ± 5010 -6 |
2. Прибор обеспечивает возможность установки частоты напряжения синусоидальной формы в пределах двух декад (дискретность 0,01 от поддиапазона) на поддиапазонах 10 Гц, 100 Гц, 10 кГц, 100 кГц (при двадцатипроцентном перекрытии частотного поддиапазона 100 кГц) и погрешность установки частоты не более 1 %.
3. Коэффициент гармоник калибратора силы переменного тока не должен превышать значений, указанных в таблице 7.
Таблица 7 - Значения коэффициента гармоник калибратора силы переменного тока
| Поддиапазон 1п | Коэф( | жциент гармоник в полосе частот |
| 0,1 - 1000 Гц | 1,1 - 5 кГц | 5,1 - 10 кГц |
| 0,2 тА | 0,035 % | 0,1 % | 0,3 % |
| 2 тА | 0,035 % | 0,1 % | 0,3 % |
| 20 тА | 0,035 % | 0,1 % | 0,3 % |
| 200 тА | 0,035 % | 0,1 % | 0,3 % |
| 2 А | 0,075 % | 0,2 % | 0,5 % |
| 10 А | 0,075 % | 0,2 % | - |
4. Дополнительная погрешность воспроизведения напряжения и силы постоянного и переменного тока от изменения напряжения сети питания на ±10 % от номинального значения 220 В не должна превышать половины соответствующей основной погрешности (нормируемой за год).
5. Дополнительная погрешность от изменения температуры окружающего воздуха на каждые 10 °С не должна превышать:
- в режимах калибратора напряжения и силы тока - основной погрешности;
- в режиме воспроизведения сопротивлений в соответствии с нормированным значением
температурного коэффициента сопротивления (см. таблицу 6).
6. Время установления выходных параметров с нормируемой погрешностью прибора не превышает значений, указанных в таблице 8.
Таблица 8 - Время установления выходных параметров
| Наименование параметра | Значение, не более |
| Время установления напряжения и силы тока | 1 мс |
| Время выбора поддиапазона напряжения и силы тока | 0,5 с |
| Время установления частоты | 0,5 с |
| Время установления поддиапазона частоты: | |
| 1-100 Гц и 1-100 кГц | 2 с |
| 0,1-1 Гц и 0,1-1 кГц | 3 с |
| Время установления сопротивления | 10 мс |
| Скорость программирования (время установления параметра через интерфейс) | Не менее десяти точек в секунду |
7. Электрическая изоляция между сетевыми цепями прибора (в том числе и сетевыми цепями усилителей напряжения и силы тока) и корпусом выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение 1,5 кВ синусоидальной формы частоты 50 Гц в нормальных условиях.
8. Электрическая изоляция между выходными (входными для усилителей) клеммами прибора, клеммой «G» и корпусом прибора в нормальных условиях выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение 1,5 кВ постоянного тока и 0,1 кВ для усилителя тока.
9. Электрическое сопротивление изоляции между цепями питания прибора (в том числе и усилителей напряжения и силы тока) и корпусом не менее:
- в нормальных условиях применения - 20 МОм;
- при повышенной температуре окружающего воздуха - 5 МОм.
Электрическое сопротивление между внешним зажимом (контактом) защитного заземления и корпусом прибора (в том числе усилителей) должно быть не более 0,1 Ом.
10. Прибор (в том числе и усилители напряжения и силы тока) обеспечивает свои технические характеристики, по истечении времени установления рабочего режима, равного 2 ч.
11. Прибор (в том числе и усилители) допускает непрерывную работу в рабочих условиях применения в течение времени не менее 24 ч. при сохранении своих технических характеристик.
12. Прибор (в том числе и усилители) сохраняет свои технические характеристики в пределах норм, установленных ТУ, при питании его от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В, частотой 48-52 Гц и содержанием гармоник не более 5 %.
13. Мощность, потребляемая прибором Н4-6 от сети питания при номинальном напряжении, не превышает значения 70 ВА. Мощность, потребляемая усилителем напряжения - не более 150 ВА. Мощность, потребляемая усилителем силы тока - не более 150 ВА.
14. Прибор обеспечивает работу с последовательным интерфейсом по ГОСТ 23675-79 (интерфейс СТЫК С2-ИС), RS-232C (EIA-232E, EIA-232D) при уровне сигналов не менее 5 В, передающих линиях - при нагрузке 3 кОм, а также с интерфейсом КОП по ГОСТ 26.003-80 (IEEE-488, GPIB).
15. Средняя наработка на отказ не менее 10000 ч.
16. Габаритные размеры, не более, мм:
- основного блока 368х95х485;
- усилителя силы тока 368х95х485;
- усилителя напряжения 368х115х485.
17. Масса, не более,кг:
- основного блока 8,5;
- усилителя силы тока 8,8;
- усилителя напряжения 9,8.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на лицевую панель прибора и на титульный лист формуляра.
Комплектность
Комплектность средства измерений представлена в таблице 9.
Таблица 9 - Комплектность средства измерений.
| Наименование, тип | Обозначение | Коли чество | Примечание |
| 1 Калибратор универсальный Н4-6 | КМСИ.411182.006 | 1 | |
| Кабель | КМСИ.685631.022 | 1 | Двухпроводный «НК1» |
| Кабель | КМСИ.685631.025 | 1 | Четырехпровоный «НК5» |
| Наконечник | КМСИ.418711.001 | 4 | |
| Перемычка | Хв7.755.058 | 3 | Установлены на клеммах прибора |
| Вставка плавкая ВП2Б-1В 1 А 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ | 4 | |
| Шнур соединительный | ЯНТИ.685631.005 | 1 | Сетевой |
| * Футляр | ИСМК.323366.009 | 1 | Укладочный ящик |
| Калибратор универсальный Н4-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1 | КМСИ.411182.005 ТО | 1 | |
| Калибратор универсальный Н4-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 2 | КМСИ.411182.005 ТО1 | 1 | Конструкция и схемы прибора Н4-6 |
| Калибратор универсальный Н4-6. Формуляр | КМСИ.411182.005 ФО | 1 | |
| Кабель | ЕЭ4.854.130-03 | 1 | КОП |
| Кабель | КМСИ.685619.014 | 1 | Интерфейса СТЫК С2 |
| 2 Усилитель силы тока | КМСИ.411582.007 | 1 | Расширение диапазона до 10 А |
| Кабель | КМСИ.685631.024 | 1 | Для тока 10 А «НК4» |
| Шнур соединительный | ЯНТИ.685631.005 | 1 | Сетевой |
| Вставка плавкая ВП2Б-1В 1,6 А 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ | 4 | |
| * Футляр | ИСМК.323366.009-01 | 1 | Укладочный ящик |
| Калибратор универсальный Н4-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 3 | КМСИ.411182.005 ТО2 | 1 | Конструкция и схемы усилителя силы тока |
| 3 Усилитель напряжения | КМСИ.411582.009 | 1 | Расширение диапазона до 1000 В |
| Кабель | КМСИ.685631.021-12 | 1 | Соединение с Н4-6, красный |
| Кабель | КМСИ.685631.021-13 | 1 | Соединение с Н4-6, черный |
| Шнур соединительный | ЯНТИ.685631.005 | 1 | Сетевой |
| Вставка плавкая ВП2Б-1В 2 А 250 В | ОЮ0.481.005 ТУ | 4 | |
| * Футляр | ИСМК.323366.009-02 | 1 | Укладочный ящик |
| Калибратор универсальный Н4-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 4. | КМСИ.411182.005 ТО3 | 1 | Конструкция и схемы усилителя напряжения |
| Перемычка | Хв7.755.058 | 1 | Установлена на клеммах прибора |
| 4 ** Меры сопротивления переменному току: | | | Метрологическое обеспечение силы переменного тока |
| ** 1000 Ом | КМСИ.434156.027 | 1 | Imax = 2 мА |
| ** 100 Ом | КМСИ.434156.027-01 | 1 | Imax = 20 мА |
| ** 10 Ом | КМСИ.434156.027-02 | 1 | Imax = 200 мА |
| ** 0,5 Ом | КМСИ.434156.027-03 | 1 | I = 2 А Amax ^ Л |
| ** 0,05 Ом | КМСИ.434156.027-04 | 1 | Imax = 10 А |
| ** Футляр | ИСМК.323366.008 | 1 | Укладочный ящик |
| * Для приборов с приемкой ПЗ ** Поставка осуществляется для приборов с приемкой ПЗ и по отдельному заказу |
Поверка
осуществляется по методике, изложенной в разделе 15 «Методика поверки» КМСИ.411182.005 ТО «Калибратор универсальный Н4-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации», утвержденной ГЦИ СИ ФБУ «Краснодарский ЦСМ» в октябре 2013 г.
Основные средства поверки приведены в таблице 10.
Таблица 10 - Основные средства поверки
| Наименование | Тип средств измерений | Основные технические характеристики средств измерений |
| 1 | 2 | 3 |
| Мультиметр | В7-64/1 | Измерение: DCV: 1мкВ-1000 В с погрешностью ± (0,004-0,005)%; ACV от 1мкВ-750 В с погрешностью ± (0,1-1,5)%; DCI от 1мкА до 2 А с погрешностью ± (0,02-0,05)%; ACI от 1мкА до 2 А с погрешностью ± (0,2-1,5)%; R от 10мОм-1 ГОм с погрешностью ± (0,01-0,02)%; F от 1 Гц -700 МГц с погрешностью ± 0,001% |
| Вольтметры-калибраторы многофункциональные | ВК2-40 | Диапазон измерения U ± (0,1 мкВ-1000В) с погрешностью не более 0,0007 % |
| Мера напряжения | Н4-4 | Воспроизведение напряжения - (6,4 ± 0,3) В и (12,8 ± 0,6) В, класс точности 0,0005 |
| Вольтметр переменного напряжения прецизионный | 5790A FLUKE | Измерение напряжения 0,2 - 200 В (в диапазоне частот 0,1100 кГц); с погрешностью не более ± (0,005 - 0,01)% Измерение напряжения 500 и 700 В (в диапазоне частот 0,1-20 кГц); с погрешностью не более ± (0,01-0,02) % |
| Набор мер электрического сопротивления | МС3004 | Номинальные значения сопротивления мер, входящих в набор:0,1; 1; 10; 102; 103; 104; 105 Ом; класс точности -0,0005 |
| Приборы для поверки вольтметров дифференциальные | В1-12 | Диапазон установки выходных напряжений от 0,1 мкВ до 1000 В; диапазон установки выходных токов от 1 мА до 100 мА; Диапазон измеряемых напряжений от 1 мВ до 1000В |
| Катушка электрического сопротивления | Р310 | Номинальные сопротивления 0,01 Ом; стабильность за 1 год ± 0,005 % |
| Измеритель нелинейных искажений | СК6-13 | Диапазон напряжений от 1 до 100 В; диапазон измеряемых искажений от 0,01 %, с погрешностью не более ± 10 % |
| Микровольтметр | В3-57 | Диапазон измеряемых напряжений от 10 мкв до 300 В с погрешностью от ± 1% до ± 2,5 %, |
Сведения о методах измерений
Методика измерения (воспроизведения) напряжения и силы постоянного и переменного токов, а также сопротивления постоянному току калибраторами универсальными Н4-6 описана в разделе 15 «Методика поверки» документа КМСИ.411182.005 ТО «Калибратор универсальный Н4-6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации»
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к калибраторам универсальным Н4-6
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»
ГОСТ 8.022-91 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 110-16 ...30А»
ГОСТ 8.027-01 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»
ГОСТ 8.764-2011 «ГСОЕИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления»
КМСИ. 411182.005 ТУ «Калибратор универсальный Н4-6»
Рекомендации к применению
Применяются при выполнении работ и (или) оказании услуг по обеспечению единства измерений.
