Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1

Назначение

Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1 (далее частотомеры) предназначены для измерения частоты, периода, количества импульсов, пикового напряжения синусоидальных или импульсных сигналов, а в модели АКИП-5102 дополнительно: временного интервала, длительности импульсов, фазового сдвига между сигналами, отношения частот, коэффициента заполнения импульсов, времени нарастания и времени спада.

Описание

Электронно-счетные частотомеры АКИП-5102, АКИП-5102/1 используют технологию цифровой обработки сигнала в реальном времени, которая применяется для одновременного анализа потока входных данных, вычислений и получения новых показаний индикатора. Частотомеры выполнены в металлическом корпусе, имеют съемные демпфирующие накладки, поворотную ручку-подставку. На передней панели частотомеров расположены: 12- разрядный матричный индикатор, кнопка включения питания, органы управления измерениями, настройками и дополнительными режимами, ряд контекстных кнопок, входные разъемы, цифровая клавиатура и курсорные кнопки . Частотомеры имеют встроенный кварцевый генератор с тактовой частотой 10 МГц. Стабильность по частоте кварцевого генератора определяется установленной опцией.

На задней панели частотомеров расположены - разъем для подключения сетевого кабеля, входной разъем внешнего запуска, вход 10 МГц для подключения внешнего источника тактовой частоты 10 МГц, выход 10 МГц с внутреннего опорного генератора, интерфейсы дистанционного управления USB и LAN, гнездо для установки опционального интерфейса.

Частотомеры имеют возможность модернизации путем установки следующих опций: - установка одной из опций опорного генератора;

- установка дополнительного интерфейса управления GPIB;

- расширение частотного диапазона третьего канала до 20 ГГц (только в модели АКИП-5102);

- исключение третьего канала (только в модели АКИП-5102).

Модернизация осуществляется заводом-изготовителем или специализированным сервис-центром. Об установленной опции свидетельствует наклейка на задней панели частотомера.

При выполнении измерений обеспечивается математическая и статистическая обработка результата измерения: среднее, минимальное, максимальное и относительное значения, СКО, девиация Аллана.

Модификации (модели) частотомеров различаются числом измерительных входов, частотным диапазоном и измерительными функциями.

Фотография общего вида представлена на рисунке 1. На рисунке 2 представлен вид задней панели частотомеров.

Технические характеристики

1 Основные отличия в моделях:

Таблица 1

2 Характеристики Канала 1 для АКИП-5102/1 и Каналов 1 и 2 для АКИП-5102

2.1 Диапазоны измеряемых частот:

Связь DC: от 1 мГц до 400 МГц,

Связь по входу AC: от 200 кГц до 400 МГц (входное сопротивление 50 Ом),

Связь по входу AC: от 30 Гц до 400 МГц (входное сопротивление 1 МОм)

2.2 Диапазоны измеряемых периодов

Связь DC: от 2,5 нс до 1000 с,

Связь по входу AC: от 2,5 нс до 5 мкс (входное сопротивление 50 Ом),

Связь по входу AC: от 2,5 нс до 33 мс (входное сопротивление 1 МОм)

2.3 Диапазоны уровней входного синусоидального сигнала (чувствительность):

от 20 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 1 мГц до 225 МГц,

от 30 мВскз до 5 Вскз в диапазоне частот от 225 мГц до 400 МГц

2.4 Диапазоны уровней входного импульсного сигнала (чувствительность):

от 80 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов от 1,5 нс до 10 нс,

от 50 мВпик-пик до 10 Впик-пик в диапазоне длительности импульсов > 10 нс

2.5 Входное сопротивление: 1 МОм/24 пФ или 50 Ом

2.6 Входной аттенюатор: х1 или х10

2.7 Фильтр нижних частот: 100 кГц

2.8 Уровень внутренних шумов: 200 мкВскз

2.9 Уровень синхронизации: от - 5В до +5В

2.10 Абсолютная погрешность установки уровня синхронизации исинхр:

A Ucuhxp = ±( 0,01- Ucuhxp + 15 мВ) (1)

3 Характеристики Канала 3 для частотомеров АКИП-5102

3.1 Диапазоны измеряемых частот (периодов):

от 375 МГц до 6 ГГц стандартно (от 2,66 нс до 166,66 пс),

от 250 МГц до 20 ГГц с опцией (от 0,4 нс до 50 пс).

3.2 Диапазоны уровней входного сигнала:

- 16 дБм ... +15 дБм для частот от 375 МГц до 500 МГц

- 20 дБм ... +15 дБм для частот от 500 МГц до 1 ГГц

- 23 дБм . +15 дБм для частот от 1 ГГц до 2 ГГц

- 25 дБм . +15 дБм для частот от 2 ГГц до 4 ГГц

- 21 дБм . +15 дБм для частот от 4 ГГц до 5 ГГц

- 20 дБм . +15 дБм для частот от 5 ГГц до 5,5 ГГц

- 17 дБм . +15 дБм для частот от 5,5 ГГц до 6 ГГц.

3.3 Диапазоны уровней входного сигнала с опцией opt02:

- 22 дБм . +23 дБм для частот от 250 МГц до 500 МГц

- 27 дБм . +23 дБм для частот от 500 МГц до 14 ГГц

- 21 дБм . +23 дБм для частот от 14 ГГц до 15 ГГц

- 19 дБм . +23 дБм для частот от 15 ГГц до 16 ГГц

- 17 дБм . +23 дБм для частот от 16 ГГц до 19 ГГц

- 13 дБм . +23 дБм для частот от 19 ГГц до 20 ГГц.

3.3 Входное сопротивление: 50 Ом.

4 Характеристики измерительных функций

4.1 Диапазон измерения длительности импульсов: от 1,5 нс до 105 с.

4.2 Диапазон временных интервалов между сигналами, поступающими на вход 1 и 2: от - 0,5 нс до 105 с.

4.3 Диапазон измерения коэффициента заполнения импульсов (для входов 1 и 2): от 0 до 1.

4.4 Диапазон измерения разности фаз двух синхронных синусоидальных сигналов- вход 1 относительно входа 2 (в диапазоне частот до 300 МГц): от -180° до 360°.

4.5 Диапазон измерения отношения частот: от 10-10 до 1011.

4.6 Диапазон измерения времени нарастания и спада импульсного сигнала (для входов 1 и 2): от 2 нс до 105 с.

4.7 Диапазон измерения пикового напряжения (до 300 МГц): от -5,1 В до +5,1 В.

4.8 Диапазон измерения количества импульсов: от 0 до 1015.

5 Характеристики внутреннего кварцевого генератора

5.1 Номинальное значение частоты внутреннего кварцевого генератора 10 МГц.

5.2 Пределы допускаемой относительной погрешности по частоте за год 80

Таблица 2

6 Абсолютная погрешность измерения частоты и периода рассчитывается по формуле:

А f Р = ±(Асис + 2 • Лслуч)        (2),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.

Асист рассчитывается по формуле:

А сист =±(8о -Д" ) • f (P)    (3),

t сч

Аслуч при автоматическом времени счета рассчитывается по формуле:

Аслуч =±( '•' и + (2 •А2- ) ) • f (р) (4), t сч

Аслуч при ручном времени счета рассчитывается по формуле:

А,„ =±(4^А2и + (2_А2-п))• f (P) (5), t • л/ N

1сч

где 80 - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;

f - измеряемое значение частоты, Гц;

P - измеряемое значение периода, с;

\ ап - погрешность, обусловленная системой запуска, с;

t сч - время счета прибора, с:

для автоматического счета t сч =f / n,

n - количество выборок для автоматического времени счета:

n = 1 для канала 1 или 2 при f < 1 МГц,

n = 4 для канала 1 или 2 при f > 1 МГц, n = 128 для канала 3;

для ручного счета t сч устанавливается в меню частотомера.

N - количество выборок для ручного времени счета:

N = t сч 'f при f < 200 кГц,

N = tсч -200 000 приf > 200 кГц;

Лсис - системная погрешность: 12040-12с;

Ли - погрешность разрешения индикатора: 4040-12 с.

Погрешность, обусловленная системой \ ап запуска рассчитывается по формуле:

U U шума + U шумаСигнала

зап

(6),

т

зап

где ишума — уровень шума усилителя: 350 • 10-6 В

ишумаСигнала — эффективное шумовое напряжение входного сигнала, В; тзап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.

7 Абсолютная погрешность измерения временных интервалов, длительности импульсов, времени нарастания и времени спада импульсов рассчитывается по формуле:

Л X = ± ( Л с ис + 2 • Л случ )        (7),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения

Асист рассчитывается по формуле:

л сист =± ( <5q • X + Л . ..     + 500 • 10 -12 с)    (8),

где 80 - относительная погрешность по частоте внутреннего кварцевого генератора, приведенная в таблице 2;

X - измеренное значение, с;

куровняЗап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, с.

Погрешность установки уровня запуска куровняЗап рассчитывается по формуле: где изапсгарг — уровень запуска в начальной точке измерений, В;

Л •

уровняЗап

= ±( 0,015 В + 0,01 • U3ancmapm + 0,015В + 0,01 • U3-стоп )   (9)

т

зап

т

зап

изапсгоп — уровень запуска в конечной точке измерений, В;

тзап - скорость нарастания сигнала в точке запуска, В/с.

Аслуч рассчитывается по формуле:

Л случ = ± ( Л и + Л запСтарт + Л запСтоп )    (10), где

Ли - погрешность разрешения индикатора: 40-10-12 с;

Л запстарт и Л запСтоп - погрешности, обусловленные системой запуска в начальной и конечной точках измерений, рассчитанные по формуле (6).

8 Абсолютная погрешность измерения сдвига фаз рассчитывается по формуле :

Л фаз =± ( Л сис + 2 •Л случ )    (11),

где Асист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения, Аслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения.

Асист рассчитывается по формуле:

\ ит = ±(^уровняЗап + 500 • 10-12 с) ' fuM ' 360°)      (12),

где куровняЗап - погрешность, обусловленная установкой уровня запуска, рассчитывается по формуле (8);

f им — измеряемая частота, Гц.

Лслуч рассчитывается по формуле:

Л,, =±(^(Л2. + 2А2 ■) • (1 + (360°) 2 ) • f... • 360°     (13),

где Ли - погрешность разрешения индикатора: 40Ч0-12 с;

\ ап — погрешность, обусловленная системой запуска, рассчитываемая по формуле (6);

Ф - измеряемая фаза;

f изм — измеряемая частота, Гц.

9 Абсолютная погрешность измерения коэффициента заполнения импульсов рассчитывается по формуле:

Л Кзап = ± (д/(Л сис + Д и )2 + 2-Д ,J) • (1 + Q !) • fизм ) (14).

где ксис - системная погрешность: 400-10-12 с;

Ли - погрешность разрешения индикатора: 40-10-12 с;

\ ап — погрешность, обусловленная системой запуска, определяемая по формуле (6);

Q - измеряемый коэффициент заполнения импульсов;

/изм - измеряемая частота сигнала, Гц.

10 Абсолютная погрешность измерения количества импульсов: ±1 импульс.

11 Абсолютная погрешность измерения отношения частот определяется по формулам:

Л f1/f2: —-—

F • t 2 сч

Л f2/f1: —1—

F • t t сч

Л f1/f3:-------- Л f3/f1:--------

F3 • tсч              F1 • tсч (15), где

F2(1,3) - Измеренная частота по каналу 2 (1,3), Гц; t сч - установленное время счета прибора, с.

13 Общие характеристики:

13.1 Габаритные размеры, не более, мм:

длина

ширина

высота

13.2 Масса прибора, не более, кг

14 Рабочие условия применения:

0 - 40;

20 - 80;

50/60 (± 5 %);

110/220 (± 10 %);

80.

- температура окружающего воздуха, °С

- относительная влажность воздуха, %,

- частота питающей сети, Гц

- напряжение питающей сети переменного тока, В Потребляемая мощность, ВА, не более

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносят типографским способом на обложку руководства по эксплуатации и на корпус частотомеров в правом верхнем углу индикаторной панели.

Комплектность

Частотомер                                                           1 шт.

Шнур питания                                                    1 шт.

Руководство по эксплуатации                                          1 экз.

Методика поверки                                                     1 экз.

Коробка упаковочная                                                1 шт.

Поверка

осуществляется по документу 54882137/1-14МП «Частотомеры электронно-счетные АКИП-5102, АКИП-5102/1. Методика поверки», утвержденному ФБУ «ЦСМ Московской области» 31 марта 2014 г.

Основные средства поверки:

- стандарт частоты рубидиевый FS725 № Госреестра 31222-06, погрешность частоты за год ±5^10-10;

- стандарт частоты и времени водородный Ч1-76А, № Госреестра 23671-02, погрешность ± 1,540-12 за год;

- компаратор частотный Ч7-1014, № Госреестра 40727-09, погрешность ± 1,5•10-12 за год;

- генератор импульсов 81150А, № Госреестра 41402-09, частотный диапазон от 1 мкГц до 240 МГц, погрешность c внешней опорной частотой ± 540-10 (± 1,5^10-12) за год;

- генератор сигналов измерительный E8257D с опцией 540, № Госреестра 36797-08, диапазон частот от 250 кГц - 40 ГГц, погрешность c внешней опорной частотой ± 5^10-10 (± 1,540-12) за год;

- вольтметр диодный компенсационный В3-49, № Госреестра 5477-76, пределы измерения 10 мВ - 100 В, диапазон частот 20 Гц - 1000 МГц, относительная погрешность 5U< ± (0,2+(0,08/иизм))%.

- ваттметры поглощаемой мощности М3-51, № Госреестра 7055-79 , пределы измерения 1 мкВт - 10 мВт, диапазон частот 0,02-17,85 ГГц, основная относительная погрешность ± 4%.

Сведения о методах измерений

Методики (методы) измерений приведены в руководстве по эксплуатации частотомеров.

Нормативные документы

ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.

Техническая документация фирмы изготовителя.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.