Назначение
Измерители LCR высокочастотные E4991A (далее - измерители) предназначены для измерений импеданса различных компонентов и характеристик материалов в диапазоне частот от 1 МГц до 3 ГГц.
Описание
Принцип действия измерителей основан на формировании измерительного сигнала и его анализе после прохождения через объект измерения, с последующим вычислением импеданса и его составляющих на основании вносимых изменений в измерительный сигнал объектом измерения.
Конструктивно измерители выполнены в ударопрочном пластмассовом корпусе, имеют жидкокристаллический цветной дисплей, встроенный накопитель на гибких магнитных дисках.
Функциональные возможности измерителей определяются составом опций и аксессуаров входящих в комплект измерителей. Состав опций и аксессуаров, их функциональные возможности приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Название опции или аксессуара | Описание опции или аксессуара |
| 800 | Стандартный опорный источник частоты |
| 1D5 | Высокостабильный опорный источник частоты |
| 001 | Источник смещения напряжения постоянного тока |
| 002 | Опция для измерения электрических характеристик материалов |
| 007 | Устройства для измерения компонентов и материалов в широком температурном диапазоне (от минус 55 до 150 °С) с аксессуарами |
| 010 | Зондовая станция с аксессуарами для подключения |
| 16092A | Устройство для измерения двухвыводных компонентов и чип - компонентов. Частотный диапазон от 0 до 2 ГГц |
| 16190B | Набор для калибровки измерителей |
| 16192A | Устройство для измерения чип - компонентов размерами более 1 мм. Частотный диапазон от 0 до 2 ГГц |
| 16194A | Устройство для измерения компонентов с аксиальными и радиальными выводами, а так же чип - компонентов при температуре окружающей среды от минус 55 до 150 °С. Частотный диапазон от 0 до 500 МГц. |
| 16195B | Набор нагрузок для калибровки измерителя |
| 16196A | Устройство для измерения чип - компонентов 1608 (мм). Частотный диапазон от 0 до 3 ГГц |
| 16196B | Устройство для измерения чип - компонентов 1005 (мм). Частотный диапазон от 0 до 3 ГГц |
| 16196C | Устройство для измерения чип - компонентов 0603 (мм). Частотный диапазон от 0 до 3 ГГц |
| 16196D | Устройство для измерения чип - компонентов 0402 (мм). Частотный диапазон от 0 до 3 ГГц |
| 16197A | Устройство для измерения чип - компонентов с вертикальным расположением выводов 3325, 1005 (мм). Частотный диапазон от 0 до 3 ГГц |
| 16197A Орт. 001 | Устройство для измерения чип - компонентов с вертикальным расположением выводов 0603 (мм). Частотный диапазон от 0 до 3 ГГц |
| 16200B | Устройство для подачи внешнего напряжения смещения постоянного тока. Ток до 5 А, напряжение до 40 В, частотный диапазон от 1 МГц до 1 ГГц |
| 16453A | Устройство для измерения диэлектрической проницаемости материалов. Частотный диапазон от 1 МГц до 1 ГГц |
| 16454A | Устройство для измерения магнитной проницаемости материалов тороидальной формы (размеры материала: толщина не более 8,5 мм; диаметр внутренний не менее 3,1 мм; диаметр внешний не более 20 мм) Частотный диапазон от 1 кГц до 1 ГГц. |
Измерители обладают возможностью калибровки по внешним мерам, самодиагностики, выбора вида эквивалентной измерительной цепи. Измерители являются микропроцессорными приборами.
Внешний вид измерителей приведен на рисунке 1.
Схема пломбировки измерителей от несанкционированного доступа приведена на рисунке 2.
При оформлении внешнего вида измерителей могут использоваться логотипы компаний «Agilent Technologies» или «Keysight Technologies».
Рисунок 1 - Внешний вид лицевой панели измерителей
Места пломбировки от несанкционированного доступа
Рисунок 2 - Внешний вид задней панели измерителей
Программное обеспечение
Измерители имеют встроенное программное обеспечение (ПО). Метрологически значимая часть ПО генераторов представляет собой программный продукт «RF Impedance Analyzer Firmware». Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии ПО (идентификационный номер) | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления идентификатора ПО |
| RF Impedance Analyzer Firmware | Программное обеспечение измерителя ВЧ импеданса | Модель Е4991А: не менее 1.11 | - | MD5 |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики измерителей приведены в
таблице 3.
Таблица 3
| Наименование характеристики | Значение |
| Характеристики источника сигнала |
| Диапазон частот | от 1 МГц до 3 ГГц |
| Разрешающая способность установки частоты, мГц | 1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты: - без опции 1D5 при температуре окружающей среды от 18 до 28 °С при температуре окружающей среды от 5 до 40 °С | ± 10 10-6 ± 20 10-6 |
| Наименование характеристики | Значение |
| - с опцией 1D5 при температуре окружающей среды от 5 до 40 °С | ± 1 10-6 |
| Диапазон установки выходного уровня мощности (в режиме 50 Ом нагрузки на тестовом порту), дБм: - частота не более 1 ГГц - частота более 1 ГГц | от минус 40 до 1 от минус 40 до 0 |
| Диапазон установки среднеквадратического значения (СКЗ) тока (в режиме короткого замыкания на тестовом порту), мА: - частота не более 1 ГГц - частота более 1 ГГц | от 0,0894 до 10 от 0,0894 до 8,94 |
| Диапазон установки СКЗ выходного напряжения (в режиме холостого хода на тестовом порту), мВ: - частота не более 1 ГГц - частота более 1 ГГц | от 4,47 до 502 от 4,47 до 447 |
| Разрешающая способность установки выходного сигнала, дБ | 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки выходного уровня мощности (в режиме 50 Ом нагрузки на тестовом порту), дБ: без опции 010: - частота не более 1 ГГц при температуре окружающей среды от 18 до 28 °С при температуре окружающей среды от 5 до 40 °С - частота более 1 ГГц при температуре окружающей среды от 18 до 28 °С при температуре окружающей среды от 5 до 40 °С с опцией 010: - частота не более 1 ГГц при температуре окружающей среды от 18 до 28 °С при температуре окружающей среды от 5 до 40 °С - частота более 1 ГГц при температуре окружающей среды от 18 до 28 °С при температуре окружающей среды от 5 до 40 °С | ± 2 ± 4 ± 3 ± 5 ± 3,5 ± 5,5 ± 5,6 ± 7,6 |
| Измеряемые величины |
| Z: модуль полного сопротивления (импеданса) Y: модуль полной проводимости (адмитанса) R: активное сопротивление G: активная проводимость С: ёмкость L: индуктивность 9: фазовый угол Х: реактивное сопротивление В: реактивная проводимость D: тангенс угла потерь Q: добротность |
| Наименование характеристики | Значение |
| Погрешности измеряемых величин при измерении зондовой станции (Опция 010) при использовании для калибровки мер ХХ, КЗ и нагрузки и температуре окружающей среды (23±5) °С |
| Измеряемая величина | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений |
| |Z|,|Y| | ± (Еа + ЕЬ) [%] |
| е | ± (Еа + ЕЬ)/100 [рад], |
| где: Еа (при выходном уровень генератора более минус 33 дБм), % от 1 до 100 МГц от 100 до 500 МГц от 500 МГц до 1 ГГц от 1 до 1,8 ГГц от 1,8 до 3 ГГц | ± 0,65 ± 0,8 ± 1,2 ± 2,5 ± 5 |
| Еа (при выходном уровень генератора менее минус 33 дБм), % от 1 до 100 МГц от 100 до 500 МГц от 500 МГц до 1 ГГц от 1 до 1,8 ГГц от 1,8 до 3 ГГц | ± 1 ± 1,2 ± 1,2 ± 2,5 ± 5 |
| ЕЬ = ± (Zs / |Zx| + Yo- |Zx|) [%], где |Zx| - абсолютная величина импеданса | |
| Zs (при выходном уровень генератора менее минус 3 дБм, минус 13 дБм и минус 23 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (13 + 0,5-f) [%] ± (25 + 0,5-f) [%], где f - частота источника сигнала в МГц |
| Zs (при выходном уровень генератора более минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (25 + 0,5-f) [%] ± (50 + 0,5-f) [%] |
| Zs (при выходном уровень генератора менее минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (50 + 0,5-f) [%] ± (100 + 0,5-f) [%] |
| Yo (при выходном уровень генератора менее минус 3 дБм, минус 13 дБм и минус 23 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (5 + 0,1-f) [мкСм] ± (10 + 0,1-f) [мкСм] |
| Yo (при выходном уровень генератора более минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (10 + 0,1f [мкСм] ± (30 + 0,1f [мкСм] |
| Наименование характеристики | Значение |
| Yo (при выходном уровень генератора менее минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (20 + 0,1f [мкСм] ± (60 + 0,1f [мкСм] |
| L, C, X, B: | ± (Ea + Eb) х Л +- [%] |
| R, G | ± (Ea + Eb) х ч 14- Q*a [%] |
| D: при |Dx1)xtg((Ea + Eb)/100)|< 1 при Dx < 0,1 | ± (1 + Dx2)tg(Ea+Eb/100) ± (Ea + Eb)/100 |
| Q: при |Qx1)xtg((Ea + Eb)/100)|<1 при 10/(Ea + Eb) > Qx > 10 | ±(1 + Qx2)tg(Ea+Eb/100) ± Qx2(Ea + Eb)/100 |
| 1)- Dx- измеренная величина D(тангенс угла потерь) Qx- измеренная величина Q (добротность) |
| Погрешности измеряемых величин при измерении с опцией 007 при температуре окружающей среды (23±5) °С |
| Измеряемая величина | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений |
| |Z|,|Y| | ± (Ea + Eb) [%] |
| е | ± (Ea + Eb)/100 [рад] |
| Ea (при выходном уровень генератора более минус 33 дБм), % от 1 до 100 МГц от 100 до 500 МГц от 500 МГц до 1 ГГц от 1 до 1,8 ГГц от 1,8 до 3 ГГц | ± 0,8 ± 1 ± 1,2 ± 2,5 ± 5 |
| Ea (при выходном уровень генератора менее минус 33 дБм), % от 1 до 100 МГц от 100 до 500 МГц от 500 МГц до 1 ГГц от 1 до 1,8 ГГц от 1,8 до 3 ГГц | ± 1,2 ± 1,5 ± 1,5 ± 2,5 ± 5 |
| Eb = ± (Zs / |Zx| + Yo х |Zx|) [%] где |Zx| - абсолютная величина импеданса |
| Zs (при выходном уровне генератора менее минус 3 дБм, минус 13 дБм и минус 23 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (30 + 0,5-f) [%] ± (40 + 0,5-f) [%] |
| Zs (при выходном уровне генератора более минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (35 + 0,5f [%] ± (70 + 0,5f [%] |
| Zs (при выходном уровне генератора менее минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (50 + 0,5-f) [%] ± (150 + 0,5-f) [%] |
| Yo (при выходном уровне генератора менее минус 3 дБм, минус 13 дБм и минус 23 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (12 + 0,1-f) [мкСм] ± (20 + 0,1f [мкСм] |
| Yo (при выходном уровне генератора более минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (15 + 0,1f [мкСм] ± (40 + 0,1f [мкСм] |
| Yo (при выходном уровне генератора менее минус 33 дБм) количество точек усреднения - не менее 8 количество точек усреднения - менее 8 | ± (35 + 0,1f [мкСм] ± (80 + 0,1f [мкСм] |
| Г абаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: Е4991А устройство для тестирования опция 007 опция 010 | 425,6 х 221,6 х 421,7 160 х 162,9 х 64,3 152,4 (502 с кабелем) х 152,4 х 142,4 121 х 97,9 х 56,4 |
| Масса (без опций), кг, не более: Е4991А устройство для тестирования опция 007 опция 010 | 17 1 1 1 |
| Напряжение питания от источника переменного тока частотой от 47 до 63 Гц | от 90 до 132 В или от 198 до 264 В |
| Потребляемая мощность, В ’ А, не более | 350 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность при температуре окружающего воздуха 40 °С, % - атмосферное давление, кПа | от 5 до 40 от 15 до 80 от 96 до 104 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа средства измерений наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации и на корпус измерителя в виде наклейки.
Комплектность
Комплект поставки включает:
- измеритель импеданса высокочастотный E4991A - 1 шт.;
- набор для калибровки измерителей 16190В - 1 комплект;
- набор нагрузок 16195B - 1 комплект;
- опций и аксессуары согласно таблице 1 - в зависимости от заказа;
- руководство по эксплуатации - 1шт.;
- методика поверки - 1 шт.
Поверка
осуществляется по документу 651-13-72 МП «Инструкция. Измерители LCR высокочастотные E4991A. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИФТРИ» в январе 2014 г.
Основные средства поверки:
- частотомер электронно-счетный 53132A (Рег. № 26211-03) с опциями 010, 030: диапазон измеряемых частот от 0 до 3 ГГц, относительная погрешность по частоте не более 2,5*10"9;
- мультиметр 3458A (Рег. № 25900-03): диапазон измерений напряжения переменного тока от 10 мВ до 1000 В, диапазон частот от 1 Гц до 10 МГц, пределы допускаемой погрешности измерений напряжения ±0,03%;
- измерители мощности с блоками измерительными и первичными измерительными преобразователями (Рег. № 38915-08) E4418B с преобразователями E4412A, E9304A, пределы допускаемой относительной погрешности измерений мощности ±(4-6)%.
Сведения о методах измерений
Измерители LCR высокочастотные E4991A. Руководство по эксплуатации.
Нормативные документы
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
При выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством РФ обязательным требованиям.
