Каналы оптоэлектронные измерительные ИКО-5-ЕН

Назначение

Каналы оптоэлектронные измерительные ИКО-5-ЕН (далее - каналы) предназначены для преобразований амплитудно-временных параметров импульсов напряженностей электрического и магнитного полей в наносекундном и микросекундном диапазонах, в электрические сигналы, доступные для осциллографической регистрации.

Описание

Принцип действия канала основан на линейном аналоговом преобразовании формы импульсов напряженностей электрического и магнитного полей на входе в импульсы напряжения на выходе канала с целью регистрации и измерения их временных и амплитудных значений.

В состав канала входят:

-    передающий блок (передатчик);

-    приемный блок (приемник);

-    первичный преобразователь напряженности импульсного электрического поля Е-ё50-в;

-    первичный преобразователь напряженности импульсного магнитного поля Н-ё50-в;

-    первичный преобразователь напряженности импульсного магнитного поля Н-ё10-в;

-    сменные пассивные RC-модули (Е-1, Е-2, Е-3, Н-1, Н-2, Н-3, Н-4, Н-5, Н-6);

-    оптический изолятор с держателем;

-    кабеля радиочастотные соединительные К1 и К2;

-    зарядное устройство ЗУ;

-    катушка с двойной оптоволоконной линией ДОЛ.

Первичные преобразователи Е-ё50-в, Н-ё50-в, Н-ё10-в выполнены по симметричной схеме. Импульс поля, воздействующий на первичный преобразователь, преобразуется в импульсы напряжения, которые подаются на входы дифференциального усилителя (ДУ). ДУ подавляет синфазную помеху и усиливает сигнал до нужного уровня. Далее сигнал подаётся на интегратор (ИНТ), который компенсирует дифференцирующее действие первичного преобразователя и обеспечивает передачу импульсов максимальной длительности. Параметры ДУ и ИНТ задаются сменными пассивными RC-модулями. RC-модули, выполненные на отдельных печатных платах, содержат подобранную комбинацию резисторов и конденсаторов, и подключаются к основной плате передатчика с помощью миниатюрных разъёмов. Далее лазерный излучатель передатчика преобразует сформированный импульс напряжения в оптический, который передается по одномодовому (первому) волокну двойной оптоволоконной линии ДОЛ. На выходе лазера в одномодовую линию встроен одноступенчатый оптический изолятор, который подавляет отражения оптического сигнала, возникающие на неоднородностях оптической линии и фотоприёмнике, и понижает уровень собственных шумов устройства. Соединение первичного преобразователя с дифференциальным входом передающего блока выполнено разъемным, что делает первичные преобразователи электрического и магнитного полей взаимозаменяемыми, а также позволяет подключать к блоку дифференциатор для подачи импульса от стандартного генератора импульсов напряжения.

В приёмном блоке расположен фотоприёмник, который осуществляет обратное преобразование оптического сигнала в электрический, и широкополосный усилитель для увеличения уровня сигнала. На панели приемного блока расположен выходной разъём, который при проведении измерений соединяется радиочастотным кабелем с входным разъёмом используемого осциллографического регистратора.

Для питания электронных узлов передающего и приёмного блоков стабилизированным напряжением служат платы питания. К каждой из плат питания присоединена своя аккумуляторная батарея при помощи пайки. Аккумуляторная батарея считается разряженной полностью, если напряжение на ней под нагрузкой падает ниже, чем до 6,0 В. При снижении напряжения до этого уровня соответствующий блок автоматически отключается. Аккумуляторные батареи заряжаются без извлечения их из корпусов прибора с помощью сетевого зарядного устройства, которое обеспечивает требуемый режим заряда. Отключение аккумулятора от нагрузки при полной разрядке и от зарядного устройства при полной зарядке обеспечивается контроллером аккумулятора.

Для организации процесса управления (дистанционного включения и выключения передающего блока, передачи сигнала калибровки) предусмотрена линия управления. Сигналы управления передаются по многомодовому (второму) волокну ДОЛ. Перевод канала в режим «калибровки» осуществляется нажатием кнопки на приёмнике. При этом включается встроенный калибровочный генератор, размещённый на плате питания приёмника. После преобразования калибровочного меандра в оптический сигнал, он поступает через линию управления на передатчик, где вновь преобразуется в электрический сигнал, усиливается до заданного уровня и подаётся на лазерный излучатель.

При проведении измерений передающий блок с подключенным первичным преобразователем импульсного электрического (магнитного) поля располагается в объеме исследуемого импульсного электрического (магнитного) поля, а приемник - в экранированном помещении вместе с осциллографическим регистратором. Первичный преобразователь и приемник соединяются между собой с помощью ДОЛ. Измерительный выход приемника соединяется с входом осциллографа с помощью коаксиального радиочастотного кабеля (50 Ом). При воздействии импульсов измеряемого поля на выходе первичного преобразователя формируются разнополярные импульсы напряжения, которые подаются на дифференциальный выход передающего блока, и далее преобразуются в световые импульсы, которые при помощи ДОЛ передаются на вход приемного блока, где происходит обратное преобразование и передача их на вход осцил-лографического регистратора с помощью коаксиального кабеля.

Общий вид составных частей канала представлен на рисунках 1-8.

Обозначение мест нанесения маркировки, знака поверки представлены на рисунке 9.

Пломбирование составных частей канала не предусмотрено.

Л'

• ИКО-5-ЕН

ПЕРЕДАТЧИК

.....Зав"/» ' 01*"

• ИКО-5-ЕН

ПРИЁМНИК

.....Зав.№ 01

_ft-ON , Л

• -ON

ч.

Рисунок 2 - Передающий блок (передатчик)

Рисунок 4 - Первичный преобразователь напряженности импульсного электрического поля Е-ё50-в

Рисунок 6 - Первичный преобразователь Рисунок 7 - Катушка с двойной оптоволоконной напряженности импульсного магнитного    линией ДОЛ

поля Н-ё50-в

Программное обеспечение

отсутствует.

Диапазоны измерений напряженности импульсного электрического поля, В-м-1:

-    диапазон Е-3 (используется первичный преобразователь Е-ё50-в и сменный модуль Е-3)

±(от 3,6-103 до 1,8^ 104) ±(от 1,8^ 104 до 9,0^ 104) ±(от 9,0^ 104 до 4,5-105)

±(от 2,0^ 10-1 до 1,0) ±(от 1,0 до 5,0) ±(от 5,0 до 25,0) ±(от 25,0 до 1,4-102) ±(от 1,4^ 102 до 7,0-102)

±(от 7,0-102 до 3,5^ 103)

от 8,5-10-5 до 1,3-10'4 от 1,8-10-5 до 2,6-10"5 от 3,6-10-6 до 5,2-10-6

-    диапазон Е-2 (используется первичный преобразователь Е-ё50-в и сменный модуль Е-2)

-    диапазон Е-1 (используется первичный преобразователь Е-ё50-в и сменный модуль Е-1)_

Диапазоны измерений напряженности импульсного магнитного поля, А-м-1:

-    диапазон Н-6 (используется первичный преобразователь Н-ё50-в и сменный модуль Н-6)

-    диапазон Н-5 (используется первичный преобразователь Н-ё50-в и сменный модуль Н-5)

-    диапазон Н-4 (используется первичный преобразователь Н-ё50-в и сменный модуль Н-4)

-    диапазон Н-3 (используется первичный преобразователь Н-ё10-в и сменный модуль Н-3)

-    диапазон Н-2 (используется первичный преобразователь Н-ё10-в и сменный модуль Н-2)

-    диапазон Н-1 (используется первичный преобразователь Н-ё10-в и сменный модуль Н-1)_

Коэффициент преобразования напряженности импульсного электрического поля 1), В-В-1-м:

-    диапазон Е-3

-    диапазон Е-2

-    диапазон Е-1

1)

от 1,5 до 2,3 3,0-10-1 до 4,6-10-1 2 10-2 10-2 10-3 10-4

от

от 6,1-10'z до 9,2 от 1,1 -10-2 до 1,6 от 2,2-10-3 до 3,3 от 4,3-10-4 до 5,3

Коэффициент преобразования напряженности импульсного

магнитного поля

-    диапазон Н-6

-    диапазон Н-5

-    диапазон Н-4

-    диапазон Н-3

-    диапазон Н-2

-    диапазон Н-1

В-А- •м:

Пределы допускаемой относительной погрешности коэффициента преобразования, %_

±10

от 400 до 1200

Время нарастания переходной характеристики между уровнями от 0,1 до 0,9 от установившегося значения амплитуды, нс

Время спада переходной характеристики по уровню 0,9 от установившегося значения амплитуды, мкс_

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений временных интервалов, %_

Действительные значения коэффициентов преобразования определяются при проведении поверки._

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.

Таблица 3 - Комплектность средства измерений

Поверка

осуществляется по документу МП 022.М12-19 «ГСИ. Каналы оптоэлектронные измерительные ИКО-5-ЕН. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» 14 мая 2019 г.

Основные средства поверки:

-    Государственный первичный специальный эталон единиц напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс по ГОСТ 8.540-2015

-    осциллограф цифровой ТББ 784D (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 19296-00).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на корпус передающего блока (место нанесения указано на рисунке 9).

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы, устанавливающие требования к каналам оптоэлектронным измерительным ИКО-5-ЕН

ГОСТ 8.540-2015 Государственная поверочная схема для средств измерений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия