Описание
В состав калибратора включены традиционные узлы и устройства:
— источник опорного напряжения (ИОН);
— цифро-аналоговый резистивный преобразователь (ЦАП), обеспечивающий преобразование постоянного напряжения, разрядность которого определяется требуемой разрешающей способностью калибратора (шестнадцать двоичных разрядов);
— высоковольтный усилитель, функционирующий на пределах воспроизведения «1 В» и «10 В» как буфер с коэффициентом передачи 1 и работающий на пределах «100 В» и «1000 В» с коэффициентом передачи 10 и 100 раз соответственно.
Режим калибратора силы тока реализуется схемой на усилителе U/I, в цепь отрицательной обратной связи которого включается нагрузка. Схема осуществляет преобразование напряжения в силу тока. Коэффициент преобразования определяется величиной образцового резистора и входным напряжением (от 0 до 0,2 В).
Конструктивно калибратор представляет собой закрытый корпус с органами управления и цифровым табло на лицевой панели, где так же расположены выходные клеммы. На задней панели расположены сетевой разъем с предохранителем, тумблер включения питания, заземляющий контакт.
Метрологические характеристики зависят от стабильности параметров электронных радиоэлементов, использованных в калибраторе, и обеспечиваются его схемотехническими решениями. Калибратор не имеет узлов, требующих регулировки при эксплуатации.
Общий вид калибратора представлен на рисунке 1. Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение мест нанесения знаков поверки на рисунке 2.
Знак поверки в виде наклейки наносится на свободное место на лицевой панели
Рисунок 2 — Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение мест
нанесения знаков поверки
Отличия
Лабораторные калибраторы электротехнических величин отличаются от других электроизмерительных устройств повышенным уровнем точности. Ряд моделей оснащен микропроцессорным управлением и набором интерфейсов для обмена данными с компьютерами. У таких приборов повышен уровень производительности, что обеспечивает автоматизацию рабочих процессов и упрощает подготовку отчетов.
Друг от друга калибраторы отличаются:
- Набором измеряемых и генерируемых параметров;
- Диапазоном воспроизводимых параметров;
- Погрешностью и классом точности;
- Количеством рабочих каналов;
- Наличием аналитических и иных функций;
- Конструктивными особенностями – для применения в лаборатории или в “полевых условиях”.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) калибратора записывается в память программ управления микроконтроллера на этапе производства и в процессе эксплуатации калибратора изменению не подлежит.
ПО не влияет на метрологические характеристики и осуществляет установку внутренней конфигурации составных частей калибратора, обеспечивая при этом соответствие режима его работы режиму, заданному оператором.
Интерфейс для сопряжения калибратора с другими цифровыми устройствами отсутствует, что делает невозможным модификацию его ПО.
Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | n419.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.1 |
| Цифровой идентификатор калибровочных данных и ПО* | — |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения* | — |
| * Столбцы не заполняются, в связи с отсутствием влияющего на метрологические характеристики программного обеспечения. | |
Таблица 2 — Метрологические характеристики калибратора
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон воспроизведений напряжения постоянного тока на пределах воспроизведения (Ип), В: 1 В 10 В 100 В 1000 В | от 0 до 0,99999 включ. от 1 до 9,9999 включ. от 10 до 99,999 включ. от 100 до 999,99 включ. |
| Дискретность установки напряжения постоянного тока на пределах воспроизведения (Ип), мВ: 1 В 10 В 100 В 1000 В | 0,01 0,1 1 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведений напряжения постоянного тока на пределах (Ип), ± (% от Их + % от Ип) 1 В, 10 В,100 В, 1000 В | 0,05 + 0,002 |
| Диапазон воспроизведений силы постоянного тока на пределе воспроизведения (1п) 200 мА, А, не менее: | от 0 до 0,19999 включ. |
| Дискретность установки силы постоянного тока на пределе воспроизведения (1п) 200 мА, мкА | 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности силы постоянного тока на пределе воспроизведения (1п) 200 мА, ±(% от 1х + % от 1п): | 0,06 + 0,01 |
| Время установления выходных показаний с нормируемой погрешностью, с, не более | 10 |
| Время установления рабочего режима (прогрева), мин, не более | 30 |
| Рабочие условия эксплуатации: | |
| — температура окружающего воздуха, °С | от + 10 до + 35 включ. |
| — относительная влажность окружающего воздуха при температуре до + 25 °С , %, не более | 80 |
| — напряжение питающей сети, В | от 198 до 242 включ. |
| — частота промышленной сети, Гц Примечания 1 Ип (1п) — пределы воспроизведения напряжения (силы т 2 Их (1х) — воспроизводимые значения напряжения (силы | от 48 до 52 включ. ока). тока). |
| Наименование характеристики | Значение |
| Максимальный ток нагрузки при нормируемом значении по | |
| грешности на пределах воспроизведения (ип), мА, не менее: | |
| 1 В | Ограничен Rвых=0,07 Ом |
| 10 В, 100 В | 50 |
| 1000 В | 5 |
| Среднеквадратическое значение пульсаций на выходе калибра- | |
| тора, в полосе частот до 5 кГц, на пределах воспроизведения | |
| (ип), мВ, не более: | |
| 1 В | 0,2 |
| 10 В | 0,5 |
| 100 В | 1 |
| 1000 В | 5 |
| Формат представления числовой информации — значений вы | 5 десятичных разрядов |
| ходного напряжения или силы тока | |
| Значение испытательного напряжения синусоидальной формы, | |
| частотой 50 Гц, выдерживаемого электрической изоляцией меж- | |
| ду сетевыми цепями калибратора и корпусом без пробоя и по- | |
| верхностного перекрытия, В, не менее | 1500 |
| Значение электрического сопротивления изоляции между цепя- | |
| ми питания калибратора и его корпусом: | |
| — в нормальных условиях применения, МОм, не менее | 20 |
| — при повышенной температуре МОм, не менее | 5 |
| Значение электрического сопротивления между заземляющим | 0,5 |
| контактом сетевой вилки и корпусом прибора, Ом, не более | |
| Время непрерывной работы в рабочих условиях, ч, не менее | 24 |
| Мощность, потребляемая калибратором от сети питания при | |
| номинальном напряжении, В-А, не более | 60 |
| Требованиям по устойчивости и прочности калибратора к воз | |
| действию климатических факторов и механических воздействий | группа 2 по ГОСТ 22261-94 |
| Параметры надежности, долговечности и ремонтопригодности | |
| калибратора: | |
| — средняя наработка на отказ, ч, не менее | 20000 |
| — гамма-процентный ресурс, при g = 90 %, ч, не менее | 20000 |
| — гамма-процентный срок службы, при g = 80 %, лет, не менее | 15 |
| — гамма-процентный срок сохраняемости, при g = 80 % | |
| для отапливаемых хранилищ, лет, не менее | 10 |
| для неотапливаемых хранилищ, лет, не менее | 5 |
| — среднее время восстановления работоспособного состояния, | |
| мин, не более | 60 |
| — вероятность отсутствия скрытых отказов за 24 месяца | |
| при среднем коэффициенте использовании 0,23, не менее | 0,9 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Масса калибратора, кг, не более | 3,5 |
| Масса калибратора в потребительской таре, кг, не более | 5,5 |
| Г абаритные размеры калибратора (длина х ширина х высота), мм, не более | 257х308х102 |
Таблица 4 — Допускаемые значения напряжения ИРП
| Полоса частот, МГц | Напряжение Uc, дБ (относительно 1 мкВ) | |
| Квазипиковое значение | Среднее значение | |
| От 0,15 до 0,5 включ. | От 66 до 56 включ. | От 56 до 46 включ. |
| Св. 0,5 до 5 включ. | 56 | 46 |
| Св. 5 до 30 включ. Примечания 1 На граничной частоте нормой является м 2 В полосе частот от 0,15 до 0,5 МГц вкл ляют как: Uc= 66 — 19,1lg f / 0,15 для квазипик средних значений, где f — частота измерений в мег< | 60 еньшее значение напряже юч. допустимые значения овых значений и Uc= 56 герцах. | 50 ния ИРП. напряжения вычис— 19,1lg f / 0,15 для |
Таблица 5 — Допускаемые значения напряженности поля ИРП
| Полоса частот, МГц | Напряженность поля, дБ (относительно 1 мкВ/м), квазипиковое значение |
| От 30 до 230 включ. | 30 |
| Св. 230 до 1000 включ. Примечание — на граничной частот поля ИРП. | 37 е нормой является меньшее значение напряженности |
Основные параметры
В число основных функций калибратора входит генерирование калиброванного постоянного и переменного напряжения в диапазоне от 0 мкВ до 1000 В, а также постоянного и переменного тока в диапазоне от 0 мкА до 20 А. Используя 50-витковую катушку (опция 140-50), можно расширить диапазон токов калибратора: с катушкой он составляет от 50 мкА до 1000 A. Минимальная погрешность калибратора в диапазонах постоянного напряжения равна 0,003 %, в диапазонах переменного напряжения — 0,025%, в диапазонах постоянного тока — 0,01 %, а в диапазонах переменного тока — 0,05%. Максимальный диапазон частот для гармонических выходных сигналов — от 20 Гц до 100 кГц. Калибратор способен также генерировать периодические негармонические сигналы с заданным коэффициентом амплитуды. Это позволяет испытывать чувствительность мультиметров к искаженным сигналам. Еще одна функция калибратора — имитация сопротивления и ёмкости. С помощью калибратора можно имитировать сопротивление в диапазоне от 0 Ом до 50 МОм и ёмкость в диапазоне от 0,9 нФ до 50 мкФ с точностью, достаточной для калибровки распространенных ручных мультиметров. Основная погрешность диапазонов сопротивления составляет 0,015 %, диапазонов ёмкости — 0,5 %. Сопротивление может использоваться с сигналами постоянного и переменного тока частотой до 1 кГц.
В частотном режиме калибратор способен генерировать прямоугольный сигнал с регулируемым и калиброванным коэффициентом заполнения, частотой и амплитудой в диапазоне амплитуд от 1 мВ до 10 В и диапазоне частот до 10 кГц. В высокочастотном режиме (HF) возможна генерация прямоугольного сигнала частотой до 20 МГц с очень малым временем нарастания. Эти режимы полезны для калибровки соответствующих частотных диапазонов мультиметров, а также для калибровки чувствительности входных каналов и развертки осциллографов.
Для калибровки ваттметров и электрических счетчиков постоянного тока и переменного тока (однофазных) предназначен режим мощности и энергии. Выходное напряжение устанавливается в диапазоне до 240 В, выходной ток — до 10 А, коэффициент мощности — от -1 до +1 в диапазоне частот от 20 до 400 Гц. Допустимая нагрузка по току потенциального выхода равняется 30 мА. Возможна также калибровка аналоговых ваттметров, обычно потребляющих больший ток. Для калибровки термометров и терморегуляторов предназначен режим имитации датчиков температуры. Калибратор обеспечивает имитацию всех распространенных резистивных датчиков на базе Pt и Ni, а также термопар типов R, S, B, J, T, E, K, N. Компенсация холодного спая термопары осуществляется путем ввода поправочного значения с клавиатуры или автоматически путем измерения окружающей температуры датчиком Pt-100. Погрешность имитируемых резистивных датчиков температуры и термопар зависит от установленного значения и типа датчика. Для резистивных датчиков неопределенность значения температуры находится в диапазоне от 0,07 до 0,4 °C, для термопар — от 0,4 до 3,2 °C.
Комплектность
Комплектность калибратора указана в таблице 6.
Таблица 6 — Состав комплекта поставки калибратора
| Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| МЕРА.411572.002 | Калибратор постоянного напряжения и тока Н4-19 | 1 | |
| Запасные части и принадлежности (ЗИП) | |||
| МЕРА.685061.008 | Кабель соединительный | 1 | Черный, штырь — штырь |
| МЕРА.685061.008-01 | Кабель соединительный | 1 | Белый, штырь — штырь |
| МЕРА.685061.010 | Соединитель | 1 | Красный, штырь — штырь |
| МЕРА.685061.010-01 | Соединитель | 1 | Черный, штырь — штырь |
| Fingerguard Shrouded 446-967 red | Крокодил | 1 | Красный |
| Обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
| Fingerguard Shrouded 446-967 black | Крокодил | 1 | Черный |
| ОЮ0.481.005 ТУ | Вставка плавкая ВП2Б-1В 2.0А 250 В | 2 | Сетевая |
| H05VV-F | Шнур соединительный | 1 | Сетевой |
| BESKIN 1901/1 | Кейс средний, черный (в комплекте с плечевым ремнем) | 1 | Для хранения и транспортирования |
| Эксплуатационная документация | |||
| МЕРА.411572.001РЭ | Калибратор постоянного напряжения и тока Н4-19. Руководство по эксплуатации. | 1 | |
| МЕРА.411572.001ФО | Калибратор Н4-19 постоянного напряжения и тока. Формуляр | 1 | |
Поверка
осуществляется по документу МЕРА.411572.001 РЭ «Калибратор постоянного напряжения и тока Н4-19. Руководство по эксплуатации», раздел 4 «Поверка», утвержденному ФБУ «Краснодарский ЦСМ» 5.10.2016г.
Основные средства поверки приведены в таблице 7.
Таблица 7 — Основные средства поверки
| Наименование | Тип средств измерений | Регистрационный номер |
| 1 | 2 | 3 |
| Рабочий эталон 3-го разряда по ГОСТ 8.027-2001 | — | — |
| Рабочий эталон 3-го разряда по приказу Росстандарта от от 15.02.2016г. № 146 | — | — |
| Мультиметр (2 шт.) | В7-64/1 | 16668-97 |
| Катушка электрического сопротивления | Р321 | 1162-58 |
| Мера электрического сопротивления постоянного тока многозначная | Р3026 | 8478-81 |
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик калибраторов с требуемой точностью.
Знаки поверки наносятся на винты крепления верхней и нижней крышек корпуса калибратора. Знак поверки в виде наклейки наносится на свободное место на лицевой панели.
