Назначение
Вольтметры-калибраторы постоянного напряжения В2-43 (далее приборы) предназначены для высокоточного измерения (функция вольтметра) и воспроизведения (функция калибратора) напряжения постоянного тока в широком диапазоне с высокой разрешающей способностью (до семи-восьми десятичных разрядов), а также для воспроизведения силы постоянного тока.
Приборы применяются в различных отраслях промышленности.
Описание
По принципу действия прибора в основу функции вольтметра положен компенсационный метод измерения, суть которого состоит в уравновешивании (компенсации) измеряемого напряжения напряжением компенсирующего источника. Отсчет измеряемого напряжения осуществляется по известному значению напряжения компенсирующего источника в момент уравновешивания, который фиксируется по нулевому показанию нуль-индикатора. Таким образом реализуется 7,5 (8,5) разрядный вольтметр. Кроме того, в приборах предусмотрен режим «стандартного» вольтметра при котором осуществляется прямое измерение входного сигнала аналого-цифровым преобразователем с 4-6 разрядной шкалой. Разрядность шкалы устанавливается по усмотрению оператора.
По принципу действия в основу функции калибратора положен принцип цифроаналогового преобразования широтно-импульсной модуляции опорного напряжения. При этом в старших разрядах преобразователя модуляция осуществляется по усложненному алгоритму многофазной модуляции.
В основу конструктивного построения положен блочный принцип организации прибора.
Входящий в комплект поставки блок низковольтный БН-04 с аккумуляторным питанием расширяет диапазон измеряемых и воспроизводимых напряжений в нановольтную область (пределы «20 мВ» и «200 мВ»), а блок высоковольтный БВ-04 расширяет диапазон воспроизводимых напряжений до 1000 В (пределы калибратора «200 В» и «1000 В»).
По отдельному заказу приборы В2-43 могут комплектоваться преобразователем напряжение-ток ПНТ-04, которым обеспечивается воспроизведение силы тока от десятых долей наноампера до 10 А.
На основе интерфейса последовательного типа RS-232C (СТЫК С2) приборы могут агре-гатироваться в автоматизированные комплексы.
Технические характеристики
• Приборы обеспечивают измерение и воспроизведение напряжения постоянного тока с параметрами, указанными в таблице 1.
Таблица 1 - Предел допускаемой основной погрешности измерения и воспроизведения напряжения постоянного тока
| Предел | Предел допускаемой основной погрешности относительно калибровочного эталона1}, ±(ррт от U + ppm от Un) | Состав измерительного комплекта |
| 3 месяца, 0к ± 5 °C | 1 год, Ок ± 5 °C |
| 20 мВ 200 мВ 2В 20 В 200 В 1000 В | 10 + 2 (2,5) 8 + 0,4 | 12 + 2 (2,5) 10 + 0,4 | В2-43 с БН-04 |
| 5 + 0,5 3 + 0,2 (0,15) | 7 + 0,5 5 + 0,2 (0,15) | В2-43 |
| 5 + 0,2 (0,15) 6 + 0,4 (0,3) | 7 + 0,2(0,15) 8 + 0,4 (0,3) | Воспроизведение: В2-43 с БВ-04 |
| Примечания 1. Погрешность нормируется для 7-8-разрядного режима индикации. При ограничении разрядности до 4-5 основная погрешность не превышает 0,001 % от U + 1 единица младшего индицируемого разряда (+5 единиц младшего индицируемого разряда при 6-разрядной шкале индикатора); U - измеряемое или воспроизводимое напряжение; Un - предел измеряемого или воспроизводимого напряжения; ®к - температура калибровки от 15 до 30 °C. 2. В скобках указана погрешность в режиме измерения. 3. 3 месяца, 1 год - здесь и далее межповерочные интервалы. При выпуске из производства приборы калибруются по рабочему эталону постоянного напряжения 1-го разряда (погрешность не более 2'10’6) при температуре 0к ± 5 °C |
• Нелинейность аналого-цифрового (режим вольтметра) или цифро-аналогового (режим калибратора) преобразования не превышает ±(0,3 ppm от U + 0,1 ppm от Un + 0,1 мкВ) в температурном диапазоне 0к ± 5 °C.
• Температурная погрешность и параметры входной (выходной) цепи вольтметра (калибратора) соответствуют данным таблицы 2.
Таблица 2 - Температурная погрешность и параметры входной (выходной) цепи
| Предел | Температурный коэффициент, ррт/°С | Вольтметр | Калибратор |
| Входной ток | Входное сопротивление | Выходное сопротивление ° | Максимальное значение выходного тока | Уровень переменных составляющих выходного напряжения в полосе 10-10000 Гц |
| в температурном диапазоне 5- 10 °C; 35-40 °C | в температурном диапазоне 10-35 °C |
| 20 мВ | 1,2 | 0,8 | <100 пА | >50 МОм | 100 Ом | - | < 3 мкВ СКЗ |
| 200 мВ | 1,2 | 0,8 | <100 пА | >50 МОм | 100 Ом | - | < 3 мкВ СКЗ |
| 2В | 0,8 | 0,5 | <100 пА | >10 ГОм | <0,0005 Ом | 20 мА | < 20 мкВ СКЗ |
| 20 В | 0,8 | 0,25 | <100 пА | >10 ГОм | <0,0005 Ом | 20 мА | < 0,2 мВ СКЗ |
| 200 В | 0,8 | 0,5 | - | 1,2 МОм | 0 Ом | 20 мА | < 1 мВ СКЗ |
| 1000 В | 1 | 0,5 | - | 10 МОм | 0 Ом | 20 мА | < 2 мВ СКЗ |
| Примечание - СКЗ - средне-квадратическое значение !) Емкостная нагрузка - не более 0,01 мкФ | | |
• Время измерений не более:
- 0,1 с - при 4-6-разрядной шкале;
- 3 с - при 7-8 разрядной шкале. Если изменения напряжения не превышают 0,1 % от Un, то время измерения не более 0,1 с.
Примечания
1 Автоматический выбор предела увеличивает время измерения на 2 с.
2 Использование низковольтного блока (пределы «20 мВ» и «200 мВ») увеличивает время измерения на 2 с.
• Время установления выходного напряжения калибратора (с точностью до 1 ppm) не превышает 2 с, а на пределах «200 В» и «1000 В» не превышает 5 с.
Изменение полярности или предела увеличивает время установления на 1 с.
• Приборы обеспечивают воспроизведение силы постоянного тока с параметрами, указанными в таблице 3.
Таблица 3 - Параметры в режиме воспроизведения силы постоянного тока
| Предел | Предел допускаемой основной погрешности ±(ррт от I+ppm от In), | Температурный коэфф ици-ент не более, ррт/°С | Выходные характеристики калибратора тока |
| Выходное сопротивление не менее | Напряжение на нагрузке не менее | Уровень переменных составляющих выходного тока в полосе 10- 10000 Гц |
| 1 год, 0к ± 5 °C |
| 2 мА | 30 + 2 | 3 | 100 МОм | ЗВ | 30 пА СКЗ |
| 20 мА | 30 + 2 | 3 | 10 МОм | ЗВ | 300 пА СКЗ |
| 200 мА | 30 + 2 | 3 | 1 МОм | ЗВ | 3 мкА СКЗ |
| 2000 мА | 60 + 2 | 3 | 0,1 МОм | ЗВ | 30 мкА СКЗ |
| 10А | 300 + 4 | 3 | 0,01 МОм | ЗВ | 300 мкА СКЗ |
Примечание -1 - воспроизводимое значение силы тока
In - предел воспроизводимой силы постоянного тока
• Подавление помехи последовательного (нормального) вида частотой питающей сети не менее 80 дБ.
• Подавление помехи параллельного (общего) вида при несимметрии входа 1 кОм не менее 140 дБ, для напряжения частотой питающей сети - не менее 120 дБ.
Примечание - Амплитуда помехи не превышает верхней границы установившегося предела Un, а при 7-8-разрядной шкале - 0,1 Un. Напряжение параллельной помехи не превышает 500 В (для напряжения частотой сети - 500 В амплитудного значения).
• Приборы обеспечивают свои технические характеристики по истечении времени установления рабочего режима:
- 2ч для прибора В2-43;
- 5 мин для прибора БВ-04;
- 1 ч для прибора ПНТ-04.
• Приборы допускают непрерывную работу в рабочих условиях применения в течение времени не менее 24 ч.
• Приборы В2-43, БВ-04, ПНТ-04 сохраняют нормированные технические характеристики при питании от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В, частотой от 47 до 63 Гц и содержанием гармоник не более 5 %.
Прибор БН-04 сохраняет нормированные технические характеристики при питании от встроенного автономного источника (аккумулятора).
• Электрическая изоляция между сетевыми цепями (для сетевых приборов В2-43, БВ-04, ПНТ-04) и выходными (входными) клеммами выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение 1,5 кВ синусоидальной формы частотой 50 Гц в нормальных условиях применения.
• Электрическая изоляция между входными (выходными) клеммами и интерфейсом СТЫК С2 в нормальных условиях выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение 1,5 кВ постоянного тока.
• Электрическое сопротивление изоляции между цепями питания приборов и входными (выходными) клеммами не менее:
- в нормальных условиях применения - 1000 МОм;
- при повышенной температуре окружающего воздуха - 20 МОм.
• Мощность, потребляемая сетевыми приборами от сети питания при номинальном напряжении, не более:
- 60 В -А для приборов В2-43, БВ-04;
- 120 В -А для прибора ПНТ-04.
• Напряжение индустриальных радиопомех (ИРП), создаваемых приборами, не превышает значений, приведенных в таблице 4 - класса Б по ГОСТ Р 51318.22-99 (СИСПР 22-97).
Таблица 4 - Допускаемые значения напряжения ИРП
| Полоса частот, МГц | Напряжение Uc, дБ | (относительно 1мкВ) |
| Квазипиковое значение | Среднее значение |
| 0,15-0,5 | 66-56 | 56-46 |
| 0,5-5 | 56 | 46 |
| 5-30 | 60 | 50 |
| Примечания 1 На граничной частоте нормой является меньшее значение напряжения ИРП. 2 В полосе частот от 0,15 до 0,5 МГц допустимые значения напряжения вычисляют как: Uc= 66 - 19, Г lg f / 0,15 для квазипиковых значений и Uc= 56 - 19,1 • 1g f / 0,15 для средних значений, где f - частота измерений в мегагерцах. |
• Приборы В2-43 и ПНТ-04 обеспечивают:
а) работу с последовательным интерфейсом по ГОСТ 23675 (интерфейс СТЫК С2-ИС), RS-232C (EIA-232E, EIA-232D) при уровне сигналов не менее 5 В, передающих линиях при нагрузке 3 кОм;
б) информационные параметры:
1) скорость - 9600 бат (бит/с),
2) данные - 8 бит,
3) бит «четность» - отсутствует,
4) сигнал «СТОП» - 1 бит,
5) принимаемые и передаваемые сигналы - цифры, большие и малые (только принимаемые) латинские буквы, знаки « + » и «- » управляющие символы (коды) «LF», «CR»;
в) прием управляющих данных в виде текстовых строк, содержащих цифровые значения уровня, полярности и размерности;
г) выдачу информации о состоянии прибора.
• Средняя наработка на отказ приборов не менее 15000 ч.
• Гамма - процентный ресурс приборов не менее 15000 ч при у = 90 %.
• Средний срок службы приборов не менее 10 лет.
• Среднее время восстановления работоспособного состояния приборов не более 120 минут. '
• Масса:
- прибора В2-43 - не более 4 кг;
- блока высоковольтного БВ-04 - не более 4 кг;
- блока низковольтного БН-04 - не более 1,3 кг;
- преобразователя напряжение-ток ПНТ-04 - не более 4,9 кг.
• Габаритные размеры:
- приборов В2-43 - 290 х 75 х 260 мм (ширина х высота х глубина);
- блока высоковольтного БВ-04 - 290 х 75 х 260 мм;
- блока низковольтного БН-04 - 160 х 62 х 200 мм;
- преобразователя напряжение-ток ПНТ-04 -291 х 89 х 291 мм.
Нормальные условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха (23 ± 5) °C;
- относительная влажность 30 - 80 %;
- атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст.;
- напряжение питающей сети (220 ± 22) В; частота промышленной сети 47- 63 Гц.
Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха 5 - 40 °C;
- относительная влажность окружающего воздуха 80 % при температуре 25 °C;
- напряжение питающей сети (220 ±22) В, частота промышленной сети 47-63 Гц.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на переднюю панель приборов В2-43 (В2-43/1) методом офсетной печати, на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляра - типографским способом.
Комплектность
Комплектность приборов указана в нижеприведенной таблице 6.
Таблица 6
| Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| КМСИ.411134.015 | Вольтметр-калибратор постоянного напряжения В2-43 | 1 | |
| КМСИ.411582.025 | Блок высоковольтный БВ-04 | 1 | |
| КМСИ.411582.027 | Блок низковольтный БН-04 | 1 | |
| КМСИ.323361.020 | Футляр | 1 | Укладочный ящик |
| КМСИ.323361.020-01 | Футляр | 1 | Укладочный ящик |
| Запасные части и принадлежности | | |
| Прибор В2-43 | | |
| КМСИ.685631.022 | Кабель | 2 | НК-1 |
| КМСИ.685619.014 | Кабель | 1 | Интерфейса СТЫК С2 |
| Хв7.755.058 | Перемычка | 4 | 2 шт. установлены на клеммах прибора |
| SCZ-1R | Шнур соединительный | 1 | Сетевой |
| ОЮО.481.005 ТУ | Вставка плавкая ВП2Б-1В 0,5 А 250 В | 4 | |
| Блок низковольтный БН-04 | | |
| КМСИ.685631.042 | Кабель пятипроводный | 1 | Соединение с В2-43 |
Продолжение таблицы 6
| Обозначение | | Наименование | Кол. | Примечание |
| КМСИ.685631.043 КМСИ.685619.017 КМСИ.751567.002 ChDiNi-7.2-500 КМСИ.434156.041 | | Кабель измерительный Соединитель Перемычка медная Зарядное устройство Делитель 10:1 (900 Ом /100 Ом) | 1 1 4 1 1 | С малым уровнем термо-э.д.с. Управление от В2-43 Для калибровки |
| SCZ-1R ОЮО.481.005 ТУ КМСИ.685631.021-12 КМСИ.685631.021-13 КМСИ.685619.018 | Блок высоковольтный БВ-04 Шнур соединительный Вставка плавкая ВП2Б-1В 0,5 А 250 В Соединитель Соединитель Кабель | 1 4 1 1 1 | Сетевой Черный Красный Управление от В2-43 |
| КМСИ.411134.014 РЭ КМСИ.411134.014 ФО | Эксплуатационная документация Вольтметр-калибратор постоянного напряжения В2-43. Руководство по эксплуатации. Часть 1 Вольтметр-калибратор постоянного напряжения В2-43. Формуляр | 1 1 | |
| КМСИ.411134.014 КМСИ.411182.025 КМСИ.469135.291 КМСИ.685631.021 - КМСИ.685631.021- КМСИ. 685619.014 КМСИ. 685631.045 SCZ-1R ОЮО.481.005 ТУ КМСИ.323361.02( | РЭ1 2 3 -01 | Поставка по отдельному заказу Вольтметр-калибратор постоянного напряжения В2-43. Руководство по эксплуатации. Часть 2 Преобразователь напряжение-ток ПНТ-04 Пульт управления ПНТ-04 Соединитель Соединитель Кабель Кабель Шнур соединительный Вставка плавкая ВП2Б-1В 2 А 250 В Футляр | 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 | Черный Красный СТЫК С2 На 10 А Сетевой Укладочный ящик |
| | | | |
Поверка
Поверку вольтметров-калибраторов постоянного напряжения В2-43 осуществляют в соответствии с разделом 10 «Методика поверки» руководства по эксплуатации КМСИ.411134.014 РЭ, согласованным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Краснодарский ЦСМ» в мае 2005 г.
В перечень основного поверочного оборудования входят:
- мультиметр В7-64/1, погрешность измерения напряжения постоянного тока ±0,01% в диапазоне от 0,1 мВ до 1000В, погрешность измерения силы постоянного тока ±0,03%, в диапазоне до 2000м А;
- вольтметр-калибратор постоянного напряжения В2-43, погрешность измерения напряжения постоянного тока ±(0,00035-0,0015) %, в диапазоне от ЮнВ до 1000В, погрешность воспроизведения напряжений постоянного тока ±(0,0006-0,0012) %, в диапазоне от 25 до 1000В;
- мера отношения напряжений Н4-8, воспроизведение напряжений постоянного тока в диапазоне от 0 до 20В, с нелинейностью ±0,000015;
- мера напряжения транспортируемая Н4-9, выходное напряжение 10В, нестабильность за 24 часа ±0,00003%;
- катушка электрического сопротивления Р310, номинальное сопротивление 0,01 Ом, погрешность ±0,002%;
- набор мер электрического сопротивления МС3004, номинальные сопротивления 1000, 100, 10, 1 Ом, с погрешностью ±0,001%.
Межповерочный интервал - 3 месяца, 1 год (см. таблицу 1).
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ 8.027-2001 «Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы».
КМСИ.411134.014 ТУ «Вольтметр-калибратор постоянного напряжения В2-43». Технические условия.
Заключение
Тип «Вольтметры-калибраторы постоянного напряжения В2-43» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
