Назначение
Частотомеры универсальные серии СКТ-90 (далее частотомеры) предназначены для измерения: частоты непрерывных синусоидальных импульсно-модулированных сигналов, периода, отношения частот, длительности временных интервалов, длительности импульсов, длительности фронта и среза импульсов, фазового сдвига между сигналами, коэффициента заполнения импульсов.
Описание
Конструктивно частотомеры выполнены в виде компактного моноблока настольного исполнения, на передней панели которого расположены органы управления, входные разъемы и жидкокристаллический (ЖК) дисплей.
На задней панели частотомеров расположены: разъем шнура сетевого питания, выход опорного генератора, входы внешнего запуска и внешнего опорного генератора, разъёмы интерфейсов GPIB и USB.
Частотомеры построены на сверхбольших интегральных микросхемах по технологии ПЛИС. Принцип действия частотомеров основан на электронно-счетном принципе, заключающемся в измерении количества поступающих на вход счетного блока стробирующих импульсов, синхронизированных с входным сигналом, в течение определённого интервала времени. Интервал времени измерения задается методом подсчета стробирующих импульсов, сформированных генератором опорной частоты. После завершения всех измерений микроконтроллер частотомера вычисляет результат измерений и выводит информацию на дисплей. Микроконтроллер отвечает за функции управления, измерения, контроля точности и математическую обработку.
Частотомеры универсальные серии СКТ-90 имеют модификации: СКТ-90, СКТ-90ХЬ, СКТ-91, СКТ-91Я. Модификации частотомеров отличаются верней границей диапазона измерений частоты, набором встраиваемых опций, типом генератора опорной частоты.
Частотомеры могут комплектоваться встраиваемыми опциями, предназначенными для расширения частотного диапазона (опции третьего измерительного входа), а также имеют возможность установки различных типов термостатированных генераторов опорной частоты.
Для предотвращения несанкционированного доступа предусмотрена пломбировка в виде закрепительного клейма, закрывающего головку винта крепления корпуса частотомеров.
Внешний вид частотомеров и место нанесения знака утверждения типа и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунке 1. Вид задней панели частотомеров и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунке 2.
А
Программное обеспечение
Рисунок 1 - Внешний вид частотомеров и место нанесения знака утверждения типа (А)
Встроенное программное обеспечение (ПО) предназначено только для работы с частотомерами и не может быть использовано отдельно от измерительно-вычислительной платформы этих частотомеров.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.
Таблица 1 - Характеристики программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Firmware |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | не ниже 1.01 |
Технические характеристики
приведены в таблице 2.
| Наименование характеристики | Значение |
| Модификация частотомера |
| СЖ-90 | СЖ-90ХЬ | СЖ-91 | СКТ-91Я |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Количество входов | 2 (3 опция) | 3 | 2 (3 опция) |
| Число разрядов при времени измерения 1 с | 12 |
| Диапазон измерений частоты (вход А, В), Гц, в режиме связи по: - постоянному току - переменному току | 0,002 до 400 106 10 до 400 106 |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 10) | от 0,1 до 3 | - | от 0,1 до 3 |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 13) | от 0,3 до 8 | - | от 0,3 до 8 |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 14) | от 0,25 до 15 | - | от 0,25 до 15 |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 14В) | от 0,25 до 20 | - | от 0,25 до 20 |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 27G) | - | от 0,3 до 27 | - |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 40G) | - | от 0,3 до 40 | - |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 46G) | - | от 0,3 до 46 | - |
| Диапазон измерений частоты для входа С, ГГц (опция 60G) | - | от 0,3 до 60 | - |
| Диапазон измерений периодов для входов А и В, с | 3,3 10-9 до 500 |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 10) | от 3,3 10-10 до 110-8 | - | от 3,3 10-10 до 110-8 |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 13) | от 1,25 • 10-10 до 3,3 10'9 | - | от 1,25• 10-10 до 3,3 10-9 |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 14) | от 7,210-11 до 5 10'9 | - | от 7,210-11 до 5 10-9 |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 14В) | от 510-11 до 5 10-9 | - | от 5 10-11 до 5 10-9 |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 27G) | - | от 3,710-11 до 3,3 10'9 | - |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 40G) | - | от 2,510-11 до 3,3 10'9 | - |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 46G) | - | от 2,2 10-11 до 3,3 10-9 | - |
| Диапазон измерений периодов для входа С, с (опция 60G) | | от 1,710-11 до 3,3 10-9 | - |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Диапазон измерений временных интервалов для входов А и В, с (частота сигнала на входах до 160 МГц, минимальная длительность импульса 1,6 нс) | от 0 до 106 |
| Диапазон измерений длительности импульсов для входов А и В, с (частота сигнала на входах до 200 МГц) | от 2,5-10-9 до 106 |
| Диапазон измерений длительности фронта и среза импульсов для входов А и В, с (частота сигнала на входах до 160 МГц, минимальная длительность импульсов 1,6 нс) | от 1,5-10-9 до 1000 |
| Диапазон измерения отношения частот для входов А, В и С (частота сигнала на входах A и B от 100 Гц до 400 МГц, на входе С - в полном диапазоне частот) | от 10-9 до 1011 |
| Диапазон измерения фазовых сдвигов, ° (сигналов на входах А и В; при частоте сигнала на входах не более 160 МГц) | от -180 до +360 |
| Диапазон измерения коэффициента заполнения импульсов для входов А и В (частота сигнала от 0,1 Гц до 200 МГц, минимальная длительность импульсов 2,5 нс) | от 0,000001 до 0,999999 |
| Тип внутреннего опорного генератора (ОГ 1)) (стандартное исполнение) | UCXO2) | OCXO3) | UCXO | рубидиевый |
| Номинальное значение частоты ОГ, МГц | 10 |
| Пределы допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ за 1 год (стандартное исполнение) | ±5 10-6 | ±2 10-7 | ±5 10-6 | ±3 10-10 |
| Относительная вариация частоты опорного генератора в рабочем диапазоне температур | ±110-5 | ±5 10-8 | ±110-5 | ±110-10 |
| Пределы допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ за 1 год для опций ОГ - опция 19/90 - опция 30/90 - опция 40/90 | ±2 10-7 ±5 10-8 ±1,510-8 |
| Относительная вариация частоты опорного генератора в рабочем диапазоне температур для опций ОГ - опция 19/90 - опция 30/90 - опция 40/90 | ±5 10-8 ±5 10-9 ±2,5-10-9 |
| Разрешающая способность измерения (ошибка квантования (Eq)), с | 10-10 | 5 • 10-11 |
| Диапазоны установки уровня синхронизации на входах А и В, Вп-п 4) - с выключенным аттенюатором - с включенным аттенюатором | от -5 до +5 от -50 до +50 |
| Примечания 1) Здесь и далее ОГ - опорный генератор 2) Где UCXO - кварцевый опорный генератор без температурной компенсации 3) Г де OCXO - термостатированный кварцевый опорный генератор 4) Здесь и далее Вп-п -значение напряжения от пика до пика, В |
Чувствительность (Цмин) для входов А
и В, Вскз5),
в диапазонах частот:
- от 0 до 200 МГц
1,810' 2,5 • 103,510
- св. 200 до 300 МГц
-2
- св. 300 до 400 МГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа C (опция 10), Вскз, в диапазонах частот:
- от 0,1 до 0,3 ГГц
от 2• 10- до 12 от 1 • 10-2 до 12 от 2-10-2 до 12 от 4-10-2 до 12
от 210- до 12 от 1 10-2 до 12 от 210-2 до 12 от 410-2 до 12
- св. 0,3 до 2,5 ГГц
- св. 2,5 до 2,7 ГГц
- св. 2,7 до 3 ГГц_
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 13), Вскз, в диапазонах частот:
- от 0,1 до 0,2 ГГц
от 0,1 до 7
| от | 4 | 10-2 | д о | 7 |
| о т | 2 | 10-2 | д о | 7 |
| о т | 1 | 10-2 | д о | 7 |
| о т | 2 | 10-2 | д о | 7 |
| от | 4 | 10-2 | до | 7 |
| о т | 8 | 10-2 | д о | 7 |
от 0,1 до 7
| от | 4 | 10-2 | д о | 7 |
| о т | 2 | 10-2 | д о | 7 |
| о т | 1 | 10-2 | д о | 7 |
| о т | 2 | 10-2 | д о | 7 |
| от | 4 | 10-2 | до | 7 |
| о т | 8 | 10-2 | д о | 7 |
- св. 0,2 до 0,3 ГГц
- св. 0,3 до 0,5 ГГц
- св. 0,5 до 3 ГГц
- св. 3 до 4,5 ГГц
- св. 4,5 до 6 ГГц
- св. 6 до 8 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 14), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,25 до 0,5 ГГц
от -21 до +27 от -27 до +27
от -21 до +27 от -27 до +27
- св. 0,5 до 15 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 14В), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,25 до 0,5 ГГц
- св. 0,5 до 18 ГГц
- св. 18 до 20 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 27G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
от -21 до +27 от -27 до +27 от -21 до +27
от -21 до +27 от -27 до +27 от -21 до +27
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 40G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13 от -23 до +13
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
- св. 27 до 40 ГГц
Примечание 5) Здесь и далее Вс
среднее квадратическое значение входного напряжения, В
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 46G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13 от -23 до +13 от -17 до +13
от -33 до +13 от -29 до +13 от -27 до +13 от -23 до +13 от -17 до +13 от -15 до +10
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
- св. 27 до 40 ГГц
- св. 40 до 46 ГГц
Диапазоны уровней входного сигнала для входа С, (опция 60G), дБм, в диапазонах частот:
- от 0,3 до 18 ГГц
- св. 18 до 20 ГГц
- св. 20 до 27 ГГц
- св. 27 до 40 ГГц
- св. 40 до 46 ГГц
- св. 46 до 60 ГГц
Пределы допускаемой суммарной абсолютной погрешности измерения:
- частоты, Гц
- периода, с
- временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, с
- отношения частот (f1/f2)
- фазового сдвига, °
- коэффициентов заполнения импульсов
± (Асист+2 • Аслуч), где Дсист - предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения (рассчитывается по формулам, приведенным в данной таблице, в зависимости от измеряемого параметра)
Дслуч - предел допускаемой случайной абсолютной погрешности (рассчитывается по формулам, приведенным в данной таблице, в зависимости _от измеряемого параметра)_
2
-10
2 • 10
(Af • F )2
V-У ог 1 изм )
•F
+
изм
V tизм
Асист =
, где
3
Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения:
- частоты, Гц
- периода, с
Д£эГ - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ;
Fkm - измеренное значение частоты (Гц) или периода
(сХ
1изМ - установленное значение времени измерения, с
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения:
t
- частоты, Гц,
- периода, с,
(если режим Smart Freq находится в положении Auto или OFF, при времени измерения < 200 мс)
jEq2 + 2 •(АТз )2 Аслуч = ---Fu3M, где
изм
Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с;
^зМ - установленное значение времени измерения, с;
АТз - предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска;
Fkm - измеренное значение частоты (Гц) или периода
_(с)_
Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения:
- частоты, Гц,
t
- периода, с,
(если режим Smart Freq находится в положении Auto или OFF, при времени измерения > 200 мс)
N = ■
6 < N < 1000 и N <■
А 25 -VEq2 + 2 -(АТз)2 _
Аслуч =-1-J=--FH3M, где
ИЗМ
Eq - разрешающая способность измерения, с; troM - установленное время измерения, с;
АТз - предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска, с; Fh3M - измеренное значение частоты (Гц) или периода (с);
800 N
-, при этом значение N
t
1И3М
находится в пределах:
F,
ИЗМ
2
-\/2,5 • 10-7 + УЩ
Т
J- Т1
где
Sx
Предел абсолютной погрешности, обусловленной временем срабатывания системы запуска (далее - системой запуска) АТз, с
ТдЖиттЕР - среднее квадратическое значение
джиттера на одном периоде, с;
УШуМСИгн - значение шума на измеряемом
сигнале, Вскз;
SXY - крутизна сигнала на входе А или В частотомера в точке запуска - Х или остановки измерения - Y, В/с;
Sху = Урр • 2% • f для сигналов синусоидальной
формы с уровнем запуска равным нулю, где
Vpp - значение размаха сигнала на входе, В;
_f - частота сигнала, Гц_
Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, с
АТу2 +(5-10-10 )2 +(Afог • Тизм )
2
Асист =
где
3
АТу - предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной синхронизацией с уровнем запуска (далее - уровнем запуска), с; AfoГ - предел допускаемого относительного дрейфа частоты ОГ;
ТИЗМ - измеренное значение временного интервала. длительности импульса, или фронта и среза импульса, округленное вверх до ближайшего _целого значения, с_
| 1 | 2 3 4 5 |
| Предел допускаемой абсолютной погрешности, обусловленной уровнем запуска ATy , с (при измерении временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, фазового сдвига, коэффициента заполнения импульсов) | 2 ATy =^Ы0-4 + 0,5-игест0 ■ (1/Sx)2 +(1/Sy)2 , где -2 Цгест=3-10" +0,01 •Изап - гистерезис по напряжению, при частоте сигнала до 1 кГц, при измерении длительности импульса и коэффициента заполнения, В; Цгест=6-10" +0,01 •Изап - гистерезис по напряжению, при частоте сигнала до 1 кГц для других измерений, В; Sxy - крутизна сигнала на входе для входа А и (или) В частотомера в точке запуска (X) и остановки (Y) |
| Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения временных интервалов, длительности импульсов, фронта и среза импульсов, с | АСЛуЧ = (DT3Старт )2 + (AT3стоп )2 + ЕЧ ' , ^ АТзстарт - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке начала измерения, с AT3cmon - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке окончания измерения, с; Eq - разрешающая способность измерения, с |
| Предел допускаемой случайной составляющей абсолютной погрешности измерения отношения частот (f1/f2) | Аслуч = 2 • / ■ yJ(AT3fj)2 + (AT3f 2)2 + Eq2 , где f1 - частота сигнала, которая делится на частоту f2 сигнала, Гц AT3 /1 - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска для сигнала с частотой f1, с AT3/2 - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска для сигнала с частотой f2, с Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с |
| Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения фазового сдвига между двумя сигналами, ° | Acucm = л Eq + (5 10—1_ • . 3600, где V 3 Eq - разрешающая способность измерения; с Fh3m - значение частоты измеряемых сигналов, Гц. |
| Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения фазового сдвига между двумя сигналами, ° | AСЛУЧ =л1(AT3старт )2 + (AT3стоп )2 + Eq ' • FИЗМ ' 360 0 , где AT3cmapm - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке начала измерения, с AT3cnton - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке окончания измерения, с; Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с F ИЗм - значение частоты измеряемых сигналов, Гц. |
| 1 | 2 3 | 4 5 |
| Предел допускаемой систематической абсолютной погрешности измерения коэффициента заполнения | Асист = Eq2 +(210-10) . F где |
| Асист = -у 3 Fизм , где Eq - разрешающая способность измерения (ошибка квантования), с; Fkm - значение частоты измеряемых сигналов, Гц |
| Предел допускаемой случайной абсолютной погрешности измерения коэффициента заполнения | АсЛУЧ = (yl(АТ3старт + (АТ3стоп )2 + Eq ' } FИЗМ , где АТзстарт - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке начала измерения, с АТзстоп - предел абсолютной погрешности, обусловленной системой запуска в точке окончания измерения, с; Eq - разрешающая способность измерения(ошибка квантования), с; F ИЗМ - значение частоты измеряемых сигналов. Минимальное значение ДСЛУЧ = 1 • 10-6 |
| Сопротивление (импеданс) входа, Ом, для - входа А, B - входа С | 50 или 1 106 (25 пФ) 50 |
| Нормальные условия применения - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, %, не более | от 20 до 26 80 |
| Рабочие условия применения - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, %, не более | от 0 до +50 85 |
| Диапазон напряжения питающей сети с частотой в диапазоне от 45 до 440 Гц | от 90 до 265 |
| Потребляемая мощность, В • А, не более (через 30 минут после включения) - модификации: СКТ-90, СNТ-90XL, СКТ-91 - модификация СКТ-91Я | 40 60 |
| Г абаритные размеры, мм, ширина х длина х высота | 210 х 395 х 90 |
| Масса, кг | 2,7 |
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель частотомеров в виде наклейки и типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
приведена в таблице 3.
| Таблица 3 - Комплектность частотомеров |
| Наименование и обозначение | Количество, шт. |
| Частотомер | 1 |
| Сетевой кабель | 1 |
| Руководство по эксплуатации | 1 |
| Методика поверки ПР-04-2018МП | 1 |
Поверка
осуществляется по документу ПР-04-2018МП «Частотомеры универсальные серии CNT-90. Методика поверки», утвержденному АО «ПриСТ» 31 января 2018 г.
Основные средства поверки:
- компаратор частотный Ч7-1014 (Госреестр № 40727-09);
- генератор импульсов сложной/произвольной формы 81150А (Госреестр № 56005-13);
- генератор сигналов E8257D (Госреестр № 53941-13);
- вольтметр высокочастотный Boonton 9231 (Госреестр 35082-07);
- ваттметр N1914A с преобразователем N8488A (Госреестр 44731-10);
- стандарт частоты и времени водородный Ч1-1007 (Госреестр № 40466-09).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение
метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки, в виде оттиска поверительного клейма, наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
Техническая документация изготовителя «PENDULUM INSTRUMENTS SP. Z O.O.».
70888-18: Методика поверки ПР-04-2018МПСкачать1.1 Мб
810-53