Назначение
Платы измерительные УТК-За-ИП (далее — средства измерений) предназначены для измерения частоты выходного сигнала и напряжения некоторых внутренних цепей электронно-программируемых термокомпенсированных кварцевых генераторов в целях проведения их настройки для обеспечения минимальных отклонений температурно-частотной характеристики генераторов от номинала в заданном диапазоне температур.
Описание
Принцип действия средства измерений основан на измерении частоты сигнала на выходе электронно-программируемых термокомпенсированных кварцевых генераторов, программировании (загрузка и чтение настроечных коэффициентов), измерении напряжения с некоторых внутренних цепей кварцевых генераторов через специальный вывод и подаче сигналов на внутренние цепи через специальный вывод. Главными элементами средства измерений являются многоканальный цифровой частотомер и управляющий микроконтроллер. Команды посредством интерфейса RS-232 и интерфейсного преобразователя поступают на управляющий микроконтроллер. Обработка пакетов данных производится в соответствии со стандартом Modbus RTU. Программное обеспечение, устанавливаемое на отдельном компьютере, принимает результаты измерений и отображает их без выполнения обработки. В соответствии с поступившей командой, контроллер изменяет установки напряжений, передает данные о результатах измерений, либо формирует последовательности программирующих импульсов с помощью цифровых формирователей позиций. Выходные сигналы кварцевых генераторов поступают на многоканальный цифровой частотомер. В качестве опорной частоты для измерения используется внешний 10 МГц сигнал примененного стандарта частоты. Результаты измерений передаются в управляющий микроконтроллер где хранятся до запроса от ПК. Измерение напряжений кварцевых генераторов производится с помощью АЦП, выбор нужного сигнала осуществляется с помощью набора аналоговых коммутаторов. Формирование напряжений обеспечивает ЦАП, используя в качестве опорного сигнала внешнее напряжение 5.0 В, формируемое стабилизаторами напряжений материнской платы.
Конструктивно средство измерений состоит из печатной платы, на которой расположены 80 позиций для установки съёмных адаптеров, и основной разъём для подачи напряжения, сигнала опорной частоты, вывода выходного сигнала с определённой позиции и связи с управляющим компьютером. В нижней части платы имеется информационное поле, на котором нанесен заводской номер платы, а также вынесены светодиодные индикаторы, предназначенные для диагностических целей и контроля состояния платы.
Опорное значение напряжения, сигнал опорной частоты, питающие напряжения средство измерений получает от материнской платы. Имеется возможность подключения до 7 плат измерительных УТК-3а-ИП. Управление производится через разъем DB-9 (интерфейс RS-232).
Средства измерений выпускаются двух модификаций: УТК-3а-ИП-80-3.1 и УТК-3а-ИП-80-3.1/1, которые отличаются друг от друга диапазоном измеряемых частот.
Знаки поверки и утверждения типа на поверхность средства измерений не наносятся. Пломбировка не предусмотрена.
Серийный номер в виде цифрового кода расположен на лицевой стороне средства измерений в нижней части.
Общий вид с указанием места нанесения заводского номера представлен на рисунке 1.
Общий вид обратной стороны с указанием позиций представлен на рисунке 2.
Место нанесения заводского номера
Рисунок 1 - Общий вид платы измерительной УТК-3а-ИП
Обозначение номера позиции
Рисунок 2 - Общий вид обратной стороны платы измерительной УТК-3а-ИП с указанием мест обозначения позиций
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) разделено на две части: встроенное -метрологически значимое, и прикладное - метрологически незначимое.
Встроенное ПО реализовано в управляющем микроконтроллере и обеспечивает выполнение измерений и передачу их результатов по стандартному протоколу Modbus RTU.
Прикладное ПО принимает результаты измерений и отображает их на экране компьютера без выполнения обработки.
Встроенное ПО может быть проверено, установлено или переустановлено только на заводе-изготовителе с использованием специальных программно-технических устройств.
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | UTK.-3a-TB-80-3.1-FW |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Не ниже v1 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерения частоты, МГц - УТК-3а-ИП-80-3.1 - УТК-3а-ИП-80-3.1/1 | от 5 до 100 от 0,02 до 100,00 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений частоты* | ±2,0Л0’8 |
| Диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока (каналы питания), В | от 1,8 до 5 |
| Пределы допускаемой погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока (каналы питания), мВ | ±10 |
| Диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока (каналы аналогового и управляющего напряжения), В | от 0 до 5 |
| Пределы допускаемой погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока (каналы аналогового и управляющего напряжения), мВ | ±5 |
| Диапазон измерения напряжения постоянного тока (каналы измерения напряжения), В | от 0 до 5 |
| Пределы допускаемой погрешности измерения напряжения постоянного тока (каналы измерения напряжения), мВ | ±3 |
| Примечание * - при подключении внешнего синусоидального сигнала 10 МГц от опорного генератора относительная погрешность по частоте которого не хуже ±2,0-10-9 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Максимальный выходной ток канала питания, мА, не более | 15 |
| Число каналов питания | 80 |
| Число каналов аналогового напряжения | 80 |
| Число каналов управляющего напряжения | 80 |
| Число каналов измерения напряжения | 80 |
| Число каналов измерения частоты | 80 |
| Условия эксплуатации: | |
| -температура окружающего воздуха, °C; | от -70 до +130 |
| -относительная влажность воздуха, %, не более | 90 |
| -атмосферное давление, кПа | от 84 до 106,7 |
| Габаритные размеры, мм, не более: | |
| -длина | 255 |
| -ширина | 255 |
| -высота | 15 |
| Масса, кг, не более | 0,5 |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорт типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Плата измерительная УТК-3а-ИП-80-3.1 или УТК-3а-ИП-80-3.1/1 | ВСШН.411259.001 или ВСШН.411259.001-01 | по заказу |
| Паспорт | ВСШН.411259.001 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации и техническое описание | ВСШН.411259.001 РЭ | по заказу |
| Материнская плата | УТК-3а-МП | по заказу |
| Комплект метрологической оснастки | _ | 1 копл.* |
| Программное обеспечение | УТК-3а-МО-ПО | 1 шт. |
| * Примечание: не менее одного комплекта на комплект измерительных плат |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5.1 «Измерительные платы» документа ВСШН.411259.001 РЭ «Платы измерительные УТК-3а-ИП. Руководство по эксплуатации и техническое описание».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Росстандарта от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерения постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Платы измерительные УТК-За-ИП. Технические условия. ВСШН.411259.001 ТУ.
