Назначение
Преобразователи напряженности импульсного электрического поля измерительные ИП-Е (далее по тексту - преобразователи ИП-Е) предназначены для измерений амплитудно-временных параметров импульсов напряженности электрического поля с длительностью фронта в наносекундном диапазоне и последующего их преобразования в сигналы, доступные для осциллографической регистрации.
Описание
Принцип действия преобразователя ИП-Е основан на преобразовании электрической составляющей импульса напряженности электромагнитного поля в пропорциональный по величине электрический сигнал.
Преобразователь ИП-Е состоит из трех основных частей:
- первичный измерительный преобразователь (ПИП);
- волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС);
- блок фотоприемника (БФП).
Преобразование электрической составляющей импульса напряженности электромагнитного поля в электрический сигнал осуществляется с помощью расположенной в ПИП конденсаторной антенны. Выход антенны соединен с оптическим модулем (электрооптическим преобразователем), где происходит трансформация электрического сигнала в пропорциональный световой сигнал и передача последнего на вход ВОЛС. Конструктивно ПИП выполнен в виде фрезерованного латунного прямоугольного корпуса с толщиной стенки не менее двух миллиметров. К верхней части корпуса прикреплена конденсаторная антенна, под которой расположены электронные платы оптического модуля, генератора точной амплитуды (калибратор), переключатель режимов работы, органы управления и аккумуляторная батарея.
ВОЛС предназначена для передачи светового сигнала от ПИП к БФП (измеряемый или калибровочный сигнал). ВОЛС изготовлена на основе одномодового кварц-полимерного волокна с диаметром сердечника 1 мм, помещенного в светозащитную оболочку. На концах световодов смонтированы разъемы для подключения к ПИП и БФП.
БФП предназначен для преобразования светового сигнала, поступившего от ПИП по ВОЛС, в электрический и его усиления для обеспечения проведения осциллографической регистрации с помощью осциллографов типа Tektronix TDS3054, TDS784, TDS1012 и др. Корпус БФП выполнен из изоляционного материала, передняя и задняя панели из металла с внешним изоляционным покрытием, электронные блоки и платы дополнительно экранированы от электромагнитных помех металлическим кожухом.
При проведении измерений ПИП располагается в объеме исследуемого импульсного электромагнитного поля, а БФП - в экранированном помещении вместе с осциллографической регистрирующей аппаратурой. ПИП и БФП соединяются между собой с помощью ВОЛС. Сигнальный выход БФП соединяется с помощью коаксиального радиочастотного кабеля с входом осциллографа. Под воздействием импульса электромагнитного поля в ПИП наводится пропорциональный по величине электрический импульс напряжения, который преобразуется в световой сигнал и передается по ВОЛС в
БФП, где происходит обратное преобразование оптического сигнала в электрический и передача его на вход осциллографического регистратора.
Преобразователи ИП-Е, зав.№№ 10:20. имеют один рабочий диапазон измерений значений напряженности импульсного электрического поля от 0,5 до 5 кВ/м, в отличие от преобразователей ИП-Е, зав.№№ 21:30. имеющих два рабочих диапазона измерений от 5 до 20 кВ/м и от 20 до 100 кВ/м.
Для ограничения доступа внутрь корпусов основных частей преобразователей производится их пломбирование. Пломбируются два винта на верхней крышке ПИП и по два винта на нижней крышке БФП.
Маркировка преобразователей осуществляется при помощи гравировки следующим образов: на боковую поверхность первичного измерительного преобразователя наносится надпись «ПИП ИП-Е зав.№__», на лицевую поверхность блока фотоприемника наносится надпись «БФП ИП-Е зав.№__», на концы ВОЛС приклеиваются бирки с надписями «ИП-Е зав.№__».
Программное обеспечение отсутствует.
Общий вид преобразователей ИП-Е (на примере однодиапазонного преобразователя ИП-Е, зав.№10, и двухдиапазонного преобразователя ИП-Е, зав.№21) и их представлены на рисунке 1.
Маркировка ПИП и БФП и схема пломбирования от несанкционированного доступа (на примере преобразователя ИП-Е, зав.№10) представлены на рисунках 2 и 3 .
а) б)
Рисунок 1 - Общий вид преобразователей (на примере однодиапазонного преобразователя ИП-Е, зав.№10 (а), и двухдиапазонного преобразователя ИП-Е, зав.№21 (б)
**
а) лицевая сторона б) задняя сторона
Рисунок 2 - Маркировка и схема пломбирования корпуса ПИП (на примере преобразователя ИП-Е, зав.№10).
* - маркировка, ** - место установки пломбы
**
*
а) лицевая сторона б) задняя сторона
Рисунок 3 - Маркировка и схема пломбирования корпуса БФП (на примере преобразователя ИП-Е, зав.№10).
* - маркировка, ** - место установки пломбы
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики преобразователей напряженности импульсного электрического поля измерительных ИП-Е приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измеряемых значений напряженности импульсного электрического поля, кВ/м: - ИП-Е, зав.№№ 10 - 20 - ИП-Е, зав.№№ 21 - 30 | ±(0,5-5,0) ±(5-20, 20-100) |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Коэффициент преобразования, В/(В/м): - ИП-Е, зав.№№ 10 - 20 - ИП-Е, зав.№№ 21 - 30: - в диапазоне 5 - 20 кВ/м - в диапазоне 20-100 кВ/м | (1,0-3,0)-10-4 (4,0-6,0)-10-5 (0,5-2,0)-10-6 |
| Предел допускаемого значения погрешности измерений коэффициента преобразования, % | 10 |
| Время нарастания переходной характеристики между уровнями 0,1-0,9 от установившегося значения, нс, не более | 2,5 |
| Постоянная времени спада переходной характеристики по уровню 0,367 от установившегося значения, мс, не менее | 1,0 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений временных интервалов, % | ±15 |
| Габаритные размеры: - ПИП (ДхШхВ), мм, не более - БФП (ДхШхВ), мм, не более - ВОЛС, длина, м, не менее | 120x120x70 250x200x110 10 |
| Масса, кг, не более: - ПИП - БФП | 1,5 2,0 |
Электропитание БФП осуществляется от сети переменного тока напряжением 220±22 В, частотой 50±1 Гц через сетевой шнур.
Электропитание ПИП осуществляется от встроенных однотипных аккумуляторов (количество - 6 шт, номинальное рабочее напряжение - 1,5 В, емкость 1 А^ч), заряд которых обеспечивается непосредственно от включенного в сеть БФП с помощью зарядного кабеля.
Рабочие условия эксплуатации преобразователей ИП-Е:
- температура окружающего воздуха, 0С от 5 до 45;
- относительная влажность воздуха, %, не более 80;
- атмосферное давление, кПа 100±5;
- напряжение питающей электросети, В 220±22;
- частота сети, Гц 50±1.
- в окружающем воздухе не должны содержаться пары и газы, вызывающие коррозию, а также осадки в виде дождя или мокрого снега.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации печатным методом и в виде наклейки на корпус прибора методом наклеивания.
Комплектность
Состав преобразователя ИП-Е представлен в таблице 2. Таблица 2
| Наименование | Количество, шт. |
| Первичный измерительный преобразователь | 1 |
| Блок фотоприемника | 1 |
| Волоконно-оптическая линия связи | 1 |
| Кабель зарядный | 1 |
| Наименование | Количество, шт. |
| Шнур сетевой | 1 |
| Руководство по эксплуатации. КВФШ. 468165.007РЭ. Преобразователи напряженности импульсного электрического поля измерительные ИП-Е | 1 |
| Паспорт. КВФШ. 468165.008ПС. Преобразователь напряженности импульсного электрического поля измерительный ИП-Е | 1 |
| Преобразователи напряженности импульсного электрического поля измерительные ИП-Е. Методика поверки | 1 |
Поверка
осуществляется по документу: «Преобразователи напряженности импульсного электрического поля измерительные ИП-Е. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» «24» мая 2011 г.
Основные средства поверки:
1 Государственный первичный специальный эталон единиц максимальных значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей ГЭТ 148-2009.
Основные метрологические характеристики:
- диапазоны максимальных значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей, воспроизводимых эталоном при импульсах экспоненциальной формы (однократный режим) с длительностью фронта импульса не более 8 нс на уровне 0,1-0,9 от максимального значения и постоянной времени спада импульса не менее 150 мкс, составляют 10-200 кВ/м и 25-500 А/м;
- диапазоны максимальных значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей, воспроизводимых эталоном при импульсах ступенчатой формы (однократный или периодический режимы) с длительностью 10-100 нс и до 500 мс на уровне 0,5 от максимального значения составляют: 50-100 кВ/м и 130-250 А/м - при длительности фронта импульса не более 1,5 нс; 0,02-50 кВ/м и 0,05-130 А/м - при длительности фронта импульса не более 1,0 нс; 0,13-6,5 кВ/м и 0,35-17 А/м - при длительности фронта импульса не более 0,5нс; 20-130В/м и 0,05-0,35А/м-при длительности фронта импульса не более 0,3 нс;
- границы НСП не должны превышать: -при импульсах экспоненциальной формы: 1% - для электрического поля; 2 % - для магнитного поля; -при импульсах ступенчатой формы: 3 % - для электрического поля в диапазоне 20-260 В/м; 5 % - для электрического поля в диапазоне 0,26-100 кВ/м; 4 % - для магнитного поля в диапазоне 0,05-0,7 А/м; 6 % -для магнитного поля в диапазоне 0,7-250 А/м.
2 Осциллограф цифровой запоминающий Tektronix TDS784D
Основные метрологические характеристики:
- диапазон коэффициентов отклонения 1 мВ/дел-10 В/дел;
- относительная погрешность измерений амплитудно-временных значений регистрируемых сигналов, не более 1 %;
- диапазон коэффициентов развертки 0,05 нс/дел - 10 с/дел,
- полоса пропускания 1 ГГц;
- количество каналов - 4;
- входное сопротивление: 1 МОм / 50 Ом.
3 Измеритель параметров метеоклимата «Метеоскоп» (ГР № 32014-06).
Основные метрологические характеристики:
- диапазон измеряемой температуры воздуха: от минус 10 до плюс 50 °С;
- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности измерений температуры: ±0,2 °С;
- диапазон измеряемой влажности: от 3 до 98 %;
- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности измерений относительной влажности, ±3 %;
- диапазон измеряемого давления воздуха: от 80 до 110 кПа;
- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности измерений давления: ±0,13 кПа.
Сведения о методах измерений
«Руководство по эксплуатации. КВФШ. 468165.007РЭ. Преобразователи напряженности импульсного электрического поля измерительные ИП-Е», раздел 3.
Нормативные документы
ГОСТ 8.540-2006 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений максимальных значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей».
Рекомендации к применению
Выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда.
