ĐLVN 103:2002 potx

3 văn bản kỹ thuật đo lờng việt nam ĐLVN 103 : 2002 Bộ suy giảm chuẩn - Quy trình hiệu chuẩn Attenuator - Methods and means of calibration 1 Phạm vi áp dụng Văn bản kỹ thuật ny quy định phơng pháp v phơng tiện để hiệu chuẩn các bộ suy giảm đồng trục, dải tần số công tác từ 100 kHz đến 18 GHz. Các bộ suy giảm ny có thể l một phơng tiện đo riêng biệt, hay l một bộ phận trong thiết bị đo lờng có đầu vo v đầu ra riêng biệt. 2 Các phép hiệu chuẩn Phải lần lợt tiến hnh các phép kiểm tra v hiệu chuẩn ghi trong bảng1. Bảng 1 TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều no của QTHC 1 Kiểm tra bên ngoi 5.1 2 Kiểm tra kỹ thuật 5.2 3 Kiểm tra đo lờng - Hệ số sóng đứng theo điện áp ở đầu vo v đầu ra bộ suy giảm - Độ suy giảm ban đầu (thông số ny chỉ áp dụng đối với bộ suy giảm đồng trục nhẩy nấc hoặc biến đổi đều) - Sai số cơ bản thiết lập giá trị độ suy giảm - "Độ dơ" thiết lập giá trị độ suy giảm (thông số ny chỉ áp dụng đối với các bộ suy giảm đồng trục biến đổi đều) 5.3 5.4 5.5 5.6 3 Phơng tiện hiệu chuẩn 3.1 Phơng tiện dùng để hiệu chuẩn các bộ suy giảm đồng trục dải tần số từ 100 kHz đến 18 GHz phải có sai số không đợc lớn hơn 1/3 sai số cơ bản cho phép lớn nhất của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn. 4 ĐLVN 103 : 2002 3.2 Phơng tiện dùng để hiệu chuẩn các bộ suy giảm đồng trục dải tần số từ 100 MHz đến 18 GHz gồm có: thiết bị để hiệu chuẩn suy giảm, máy tạo sóng có dải tần số tơng ứng với dải tần số của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn, đờng dây đo hoặc máy đo trở kháng ton phần, tải mẫu, các bộ chỉ thị cộng hởng của đờng dây đo, các bộ suy giảm phân cách, các chuyển đổi đồng trục thiết bị để phối hợp trở kháng v cáp nối. Các phơng tiện hiệu chuẩn kể trên đợc chọn tuỳ thuộc vo độ chính xác, dải tần số v độ suy giảm của các bộ suy giảm đồng trục cần hiệu chuẩn. 3.3 Phép hiệu chuẩn hệ số sóng đứng trên điện áp ở đầu vo v đầu ra của các bộ suy giảm đợc thực hiện bằng đờng dây đo hoặc máy đo trở kháng ton phần có sai số khi đo hệ số sóng đứng bằng 2,0 không lớn hơn + 7%. 3.4 Để hiệu chuẩn giá trị độ suy giảm phải sử dụng thiết bị chuyên dụng để hiệu chuẩn suy giảm (sau đây gọi tắt l thiết bị đo mẫu). Vì vậy các máy tạo sóng phải có chế độ lm việc ở điều chế xung ngoi. Tín hiệu xung để điều chế máy tạo sóng lấy từ thiết bị để hiệu chuẩn suy giảm. 3.5 Khi hiệu chuẩn các bộ suy giảm có đầu ghép nối đồng trục khác với ở thiết bị đo mẫu, các bộ suy giảm phải áp dụng các chuyển đổi đồng trục có giá trị hệ số sóng đứng theo điện áp không lớn hơn 1,2. Nếu sai số vợt quá 1/2 giới hạn sai số cho phép thì phải dùng chuyển đổi đồng trục có hệ số sóng đứng theo điện áp nhỏ hơn. Ghi chú:Ví dụ chọn các phơng tiện hiệu chuẩn nêu ở phụ lục 3. 4 Điều kiện hiệu chuẩn v chuẩn bị hiệu chuẩn Khi tiến hnh hiệu chuẩn phải bảo đảm các điều kiện hiệu chuẩn theo đúng thuyết minh kỹ thuật của các bộ suy giảm đồng trục cụ thể yêu cầu. Nếu trong thuyết minh kỹ thuật không nêu thì phải tuân theo TCVN 1966 - 77 "Khí hậu chuẩn dùng trong đo lờng v thử nghiệm". 5 Tiến hnh hiệu chuẩn 5.1 Kiểm tra bên ngoi Các bộ suy giảm đồng trục dải tần số từ 100 kHz đến18 GHz đa đến hiệu chuẩn phải không bị méo ,vỡ. Các chữ, ký hiệu, mã hiệu, khắc vạch độ chia phải rõ rng. Các đầu ghép nối đồng trục phải sạch sẽ, không bị méo, bẹp. Các phụ kiện, cáp nối phải đầy đủ. 5.2 Kiểm tra kỹ thuật Các bộ suy giảm không có hỏng hóc về cơ khí v điện, các núm điều chỉnh phải dịch chuyển dễ dng, đảo mạch phải chuyển đổi chính xác, giá trị độ suy giảm phải thiết lập đợc trên ton thang đo. Các phụ kiện, cáp nối phải ghép nối bình thơng. Nếu các bộ suy giảm đa đến hiệu chuẩn không bảo đảm các điều kiện nêu trên thì không nhận vo để hiệu chuẩn. 5 ĐLVN 103 : 2002 5.3 Xác định hệ số sóng đứng theo điện áp ở đầu vo v đầu ra của bộ suy giảm theo sơ đồ hình 1. Hình 1. Sơ đồ để xác định hệ số sóng đứng theo điện áp Khi hiệu chuẩn hệ số sóng đứng điện áp ở đầu vo thì đờng dây đo nối trực tiếp hoặc qua chuyển đổi đồng trục không vòng đệm với đầu vo bộ suy giảm cần hiệu chuẩn. Đầu ra của nó nối trực tiếp tới tải mẫu. Khi xác định hệ số sóng đứng theo điện áp đầu ra thì việc nối bộ suy giảm với đờng dây đo v tải mẫu hon ton ngợc lại. Bộ suy giảm phân cách phải có giá trị độ suy giảm nằm trong khoảng (10 ữ 20) dB v có hệ số sóng đứng điện áp không lớn hơn 1,2. Các điểm tần số để hiệu chuẩn hệ số sóng đứng theo điện áp đợc chỉ ra trong lý lịch hoặc thuyết minh kỹ thuật của các bộ suy giảm cần hiệu chuẩn. Phép hiệu chuẩn ở mỗi tần số đợc lặp lại ít nhất 3 lần. Đối với các bộ suy giảm đồng trục nhẩy nấc hoặc biến đổi đều việc hiệu chuẩn hệ số sóng đứng theo điện áp ở đầu vo v đầu ra đợc đo ở ít nhất 3 giá trị độ suy giảm trong số đó có giá trị độ suy giảm lớn nhất v bé nhất. Giá trị hệ số sóng đứng điện theo áp ở đầu vo v đầu ra trong bất kỳ lần đo no không đợc vợt quá giá trị cho phép. Ghi kết quả hiệu chuẩn vo biên bản hiệu chuẩn (phụ lục 2). 5.4 Xác định độ suy giảm ban đầu. Sơ đồ khối để hiệu chuẩn bộ suy giảm ban đầu nối theo hình 2 v 3. Tín hiệu xung để điều chế máy tạo sóng Hình 2. Sơ đồ để xác định độ suy giảm ban đầu Máy tạo sóng ngoại sai Bộ suy giảm phân cách Máy tạo sóng tín hiệu Bộ suy giảm phân cách Bộ trộn của thiết bị để hiệu chuẩn suy giảm Thiết bị đo mẫu Bộ suy giảm cần hiệu chuẩn Máy tạo sóng Tải mẫu Bộ suy giảm phân cách Thiết bị đo hệ số phản x ạ 6 ĐLVN 103 : 2002 Tín hiệu xung điều chế máy tạo sóng Hình 3. Sơ đồ để xác định độ suy giảm ban đầu Máy tạo sóng tín hiệu v máy tạo sóng ngoại sai phải đặt cách xa nhau ít nhất 1 m. Bộ suy giảm phân cách phải thiết lập ở giá trị độ suy giảm (10 ữ20) dB v hệ số sóng đứng theo điện áp ở đầu ra của nó không lớn hơn 1,2. Việc sử dụng thiết bị đo mẫu để hiệu chuẩn độ suy giảm ban đầu phải tuân theo đúng hớng dẫn về khai thác v sử dụng của thiết bị ny. Bộ suy giảm cần hiệu chuẩn thiết lập giá trị suy giảm ở vạch tơng ứng với độ suy giảm ban đầu. Độ suy giảm ban đầu đợc hiệu chuẩn ở ít nhất 3 tần số thuộc dải tần số của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn hoặc ở các tần số đợc nêu ra trong lý lịch hay thuyết minh kỹ thuật của nó. Phép đo ở mỗi một tần số đợc lặp lại 3 lần. a - Khi cha nối bộ suy giảm cần hiệu chuẩn vo sơ đồ đo (sơ đồ khối hình 2) tiến hnh cân bằng tín hiệu ở vị trí A 1 (dB) của thiết bị đo mẫu. b - Khi nối bộ suy giảm cần hiệu chuẩn độ suy giảm ban đầu vo sơ đồ đo (sơ đồ khối hình 3) tiến hnh cân bằng lại tín hiệu đến vị trí A 1 (dB) của thiết bị đo mẫu. c - Khi tiến hnh phép đo theo mục a, b để loại trừ "độ dơ" của bộ suy giảm mẫu của thiết bị đo mẫu việc cân bằng tín hiệu tới vị trí A 1 , A 1 đợc thực hiện theo cùng một hớng. d - Giá trị thực độ suy giảm ban đầu của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn A 0 (dB) đợc xác định theo công thức: A 0 = A 1 - A 1 (dB) (1) Giá trị độ suy giảm ban đầu đo đợc phải nhỏ hơn giá trị độ suy giảm ban đầu cho phép. Ghi kết quả độ suy giảm ban đầu vo biên bản hiệu chuẩn (phụ lục 2). Máy tạo sóng ngoại sai Bộ suy giảm phân cách Máy tạo sóng tín hiệu Bộ suy giảm phân cách Bộ suy giảm cần hiệu chuẩn Bộ trộn của thiết bị để hiệu chuẩn suy giảm Thiết bị đo mẫu 7 ĐLVN 103 : 2002 5.5 Xác định sai số cơ bản thiết lập giá trị độ suy giảm. Sai số cơ bản của bộ suy giảm đợc xác định ở ít nhất l 3 tần số thuộc dải tần số của bộ suy giảm: đầu, giữa v cuối của dải tần số. Phép đo ở mỗi tần số đợc lặp lại 3 lần. 5.5.1 Các bộ suy giảm đồng trục cố định Sơ đồ hiệu chuẩn đợc nối theo hình 2 v hình 3. a - Khi cha nối bộ suy giảm cần hiệu chuẩn vo so đồ (sơ đồ hình 2) cân bằng tín hiệu ở vị trí A 1 (dB) của thiết bị đo mẫu. b - Khi nối bộ suy giảm cần hiệu chuẩn vo sơ đồ (sơ đồ hình 3) cân bằng lại tín hiệu đến vị trí A 2 (dB) của thiết bị đo mẫu. c - Giá trị độ suy giảm của bộ suy giảm cố định A (dB) cần hiệu chuẩn đợc tính theo công thức: A = A 2 - A 1 (dB) (2) d - Sai số cơ bản của bộ suy giảm cố định cần hiệu chuẩn đợc tính theo công thức: A = A dn - A (dB) (3) Trong đó: A dn (dB): giá trị danh nghĩa độ suy giảm của bộ suy giảm cố định đợc ghi trong lý lịch hoặc thuyết minh kỹ thuật. 5.5.2 Các bộ suy giảm đồng trục nhẩy nấc hoặc biến đổi dấu đợc hiệu chuẩn theo sơ đồ hình 3 ở các vạch số trên thang đo của nó so với độ suy giảm ban đầu. Giá trị độ suy giảm A(dB) của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn ở vạch số so với suy giảm ban đầu đợc tính theo công thức: A' = A 2 - A 1 (4) Trong đó: A 2 : giá trị (dB) ở thiết bị đo mẫu tơng ứng với vạch số trên thang đo bộ suy giảm cần hiệu chuẩn; A 1 : giá trị (dB) ở thiết bị đo mẫu khi thiết lập giá trị độ suy giảm của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn ứng vơí bộ suy giảm ban đầu. Giá trị độ suy giảm ton bộ của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn đợc xác định theo công thức: A tb = A 0 + A' (5) Trong đó: A 0 xác định theo mục 5.4 phần d. 5.5.3 Nếu giới hạn đo của thiết bị đo mẫu không đủ để các bộ suy giảm có độ suy giảm lớn hơn (100 ữ 120) dB thì cho phép hiệu chuẩn các bộ suy giảm ny theo phơng pháp phân đoạn. a - Chia đôi thang khắc độ suy giảm của các bộ suy giảm ny thnh 2 phần bằng nhau (thờng ở vạch /50 - 60/dB). ĐLVN 103 : 2002 8 b - Tiến hnh hiệu chuẩn giá trị độ suy giảm ở phần 1 của thang khắc độ có giá trị suy giảm đến (50 - 60) dB theo mục 5.5.2 v xác định độ suy giảm của phần ny (A'). c - Tăng tín hiệu máy tạo sóng đa tới bộ suy giảm cần hiệu chuẩn để thiết lập giá trị độ suy giảm ở các vạch số ứng với phần 2 phần còn lại của thang khắc độ v xác định độ suy giảm (A") tơng ứng với vạch số đầu tiên của đoạn 2 theo phơng pháp ở mục 5.5.2. A" = A 2 " - A 2 ' (6) Trong đó: A 2 ", A 2 ' : giá trị độ suy giảm đọc trên thiét bị đo mẫu. Giá trị độ suy giảm A của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn thuộc phần 2 của thang khắc độ so với độ suy giảm ban đầu đợc xác định theo công thức: A = A' + A" (7) 5.5.4.Sai số của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn (A1) dB so với giá trị danh nghĩa đợc tính theo công thức: A 1 = A dn - A (8) Trong đó: A dn : giá trị độ suy giảm danh nghĩa của bộ suy giảm; A: giá trị độ suy giảm tơng ứng với giá trị danh nghĩa đợc xác định khi hiệu chuẩn. 5.5.5 Sai số cơ bản của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn (A) dB đợc tính theo công thức: A = A 1 + A 2 (9) Trong đó: A 2 : sai số phê chuẩn của thiết bị đo mẫu. 5.5.6 Sai số cơ bản ở bất kỳ lần đo no không đợc vợt quá giá trị sai số cơ bản cho phép đợc chỉ ra trong thuyết minh kỹ thuật của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn. 5.5.7 Giá trị độ suy giảm tuyệt đối của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn đợc xác định theo công thức: A tđ = A + A (10) Ghi kết quả hiệu chuẩn sai số cơ bản vo biên bản hiệu chuẩn (phụ lục 2) 5.6 Xác định "độ dơ" thiết lập giá trị độ suy giảm khi thay đổi đều độ suy giảm "Độ dơ" của bộ suy giảm khi thay đổi đều độ suy giảm đợc hiệu chuẩn ở điểm đầu, giữa v cuối thang đo của nó tại tần số thấp nhất của dải tần số. ở các bộ suy giảm biến đổi đều m có độ suy giảm của nó phụ thuộc vo tần số thì việc hiệu chuẩn "độ dơ" thiết lập giá trị độ suy giảm đợc tiến hnh ở ba tần số của dải tần: Tần số giữa v 2 tần số biên của dải tần số. ĐLVN 103 : 2002 9 Sơ đồ hiệu chuẩn "độ dơ" nối theo hình 3. Việc hiệu chuẩn "độ dơ" thiết lập giá trị độ suy giảm đợc tiến hnh nh sau: Thiết lập độ suy giảm đến vạch hiệu chuẩn từ phía phải v sau đó từ phía trái ứng với mỗi lần tiến hnh đọc giá trị độ suy giảm theo thang dB của thiết bị đo mẫu. Phép đo ở mỗi vạch hiệu chuẩn "độ dơ" thiết lập giá trị độ suy giảm đợc lặp lại 3 lần. "Độ dơ" của bộ suy giảm A d (dB) đợc tính theo công thức: A d = A tr - A ph (11) Trong đó: A ph v A tr : giá trị độ suy giảm theo thang (dB) của thiết bị đo mẫu khi chuyển đến cùng 1 vạch độ suy giảm cuả bộ suy giảm cần hiệu chuẩn từ phía phải v từ phía trái. Giá trị "độ dơ" nhận đợc trong bất kỳ lần đo no không đợc vợt quá 1/2 sai số cơ bản cho phép lớn nhất của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn. Ghi kết quả kiểm hiệu chuẩn "độ dơ" thiết lập độ suy giảm vo biên bản hiệu chuẩn (phụ lục 2). 6 Đánh giá độ không bảo đảm đo 6.1 Để đánh giá độ không đảm bảo đo tổng hợp v mở rộng phải căn cứ vo hm tơng quan giữa đại lợng ra l độ suy giảm v các đại lợng vo đợc đa ra dới mô hình sau : L x = L s + L s +L d + L m + L k + L ib - L ia +L ob - L 0a Trong đó: L s = L ib - L ia : độ sai lệch giá trị của bộ suy giảm chuẩn; L ia : số chỉ của bộ suy giảm đã đợc hiệu chuẩn ở 0 (dB); L ib : số chỉ của bộ suy giảm đã đợc hiệu chuẩn ở 30 (dB); L s : sai số của bộ suy giảm chuẩn; L d : độ trôi của bộ suy giảm chuẩn so với lần hiệu chuẩn trớc; L m : sai số do không phối hợp trở kháng; L k : sai số do sự rò rỉ tín hiệu giữa đầu vo v đầu ra của bộ suy giảm do cách điện; L ia , L ib : sai số gây ra do độ phân giải của bộ suy giảm chuẩn ở 0 dB v 30 dB; L oa , L ob : sai số gây ra do độ phân giải của bộ chỉ thị không ở 0 dB v 30 dB. Quá trình tính toán cụ thể phụ thuộc vo điều kiện của từng phòng thí nghiệm. Có thể tham khảo ví dụ tính toán trong phụ lục 1. 7 Xử lý chung 7.1 Bộ suy giảm sau khi hiệu chuẩn đợc cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn kèm theo thông báo kết quả hiệu chuẩn. 7.2 Chu kỳ hiệu chuẩn: một năm. Phụ lục 1 10 Các ví dụ đánh giá độ không đảm bảo 1 Bộ suy giảm chuẩn (L s ): Giấy chứng nhận hiệu chuẩn của bộ suy giảm chuẩn chỉ ra giá trị 30,000 dB ở tần số hiệu chuẩn l 30,003 dB với độ không đảm bảo mở rộng l 0,005 (hệ số phủ k = 2). 2 Độ trôi của bộ suy giảm chuẩn: Độ trôi của bộ suy giảm chuẩn đợc ớc lợng từ lần hiệu chuẩn trớc tại điểm 0 với giới hạn l 0,002. 3 Tổn hao do không phối hợp trở kháng: Hệ số phản xạ của nguồn v tải tại điểm ghép nối của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn đợc tính toán tối u bằng cách phối hợp trở kháng sao cho tổn hao cng it cng tốt. Giá trị ny v giá trị hệ số phân tán của bộ suy giảm đợc xác định nhng không xác định đợc chu kỳ còn lại của chúng. Độ không bảo đảm đo do không phối hơp trở kháng đợc tính toán trong phạm vi đo l u (L m ) = 0,02 dB 4 Sai số gây ra do sự rò rỉ tín hiệu (Lk) ớc tính nằm trong khoảng 0,003 dB tại điểm 30 dB. 5 Độ phân giải của bộ suy giảm chuẩn (Lia, Lib): bộ suy giảm chuẩn có độ phân giải 0,001 dB với sai số ớc tính 0,0005 dB. 6 Độ phân giải của bộ chỉ thị không (Loa, Lob): độ phân giải của bộ chỉ thị không đợc xác định bởi lần đánh giá trớc cố độ lệch chuẩn 0,002 dB với phân bố l phân bố chuẩn. 7 Tính toán kết quả phép đo : với 4 lần đo giá trị của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn tại điểm 0 dB v 30 dB đợc liệt kê dới bảng sau: TT 0 dB 30 dB 1 0,000dB 30,033 dB 2 0,000dB 30,058 dB 3 0,000dB 30,018 dB 4 0,000dB 30,052 dB Giá trị trung bình: Ls = 30,040 dB Độ lệch chuẩn thực nghiệm: s(Ls) = (Lsi - Ls) 2 / n-1 = 0,018 dB Độ không đảm bảo chuẩn: 009,0 4 018,0 )Ls(s)Ls(u === dB 1.8 Các thnh phần để tính độ không đảm bảo đo của Lx 11 Thnh p hần Ước tính Độ khôn g đảm bảo chuẩn Phân bố xác suất Hệ số độ nhậy Độ khôn g đảm bảo thnh phần Ls 30,040 dB 0,0090 dB Chuẩn 1,0 0,0090 dB Ls 0,003 dB 0,0025 dB h.c.n 1,0 0,0025 dB Ld 0 dB 0,0011 dB h.c.U 1,0 0,0011 dB Lm 0 dB 0,0200 dB h.c.U 1,0 0,0200 dB Lk 0 dB 0,0017 dB h.c.U 1,0 0,0017 dB Lia 0 dB 0,0003 dB h.c.U -1,0 0,0003 dB Lib 0 dB 0,0003 dB h.c.n 1,0 0,0003 dB Loa 0 dB 0,0020 dB h.c.n -1,0 0,0020 dB Lob 0 dB 0,0020 dB Chuẩn 1,0 0,0020 dB Lx 30,043 dB 0,0224 dB 9 Độ không đảm đo mở rộng U = k . u (Lx) = 2 . 0,0224 dB 0,045 dB 10 Thông báo kết quả Giá trị đo đợc của bộ suy giảm tại điểm 30 dB ở tần số hiệu chuẩn l (30,043 0,045 ) dB. Độ không đảm bảo mở rộng đợc thể hiện bởi tích của độ không đảm bảo chuẩn với hệ số phủ k = 2, với mức độ tin cậy l 95 %. 12 Phụ lục 2 Tên cơ quan hiệu chuẩn Biên bản hiệu chuẩn Số: Tên phơng tiện đo Kiểu: Số: Cơ sở sản xuất: Năm sản xuất: Đặc trng kỹ thuật: Cơ sở sử dụng: Phơng pháp thực hiện: Chuẩn, thiết bị chính đợc sử dụng: Điều kiện môi trờng: Nhiệt độ: Độ ẩm: Ngời thực hiện: Ngy thực hiện : Địa điểm thực hiện : Số liệu v kết quả : 1 Xem xét bề ngoi v kiểm tra khả nănglm việc Ghi nhận xét: 2 Hệ số sóng đứng theo điện áp Tần số MHz Độ su y g iảm, dB Hệ số són g đứn g theo điện á p Đầu voĐầu ra Giá trị hệ số sóng đứng cho phép: Kết luận: . 3 văn bản kỹ thuật đo lờng việt nam ĐLVN 103 : 2002 Bộ suy giảm chuẩn - Quy trình hiệu chuẩn Attenuator - Methods and means. số không đợc lớn hơn 1/3 sai số cơ bản cho phép lớn nhất của bộ suy giảm cần hiệu chuẩn. 4 ĐLVN 103 : 2002 3.2 Phơng tiện dùng để hiệu chuẩn các bộ suy giảm đồng trục dải tần số từ 100. giảm đa đến hiệu chuẩn không bảo đảm các điều kiện nêu trên thì không nhận vo để hiệu chuẩn. 5 ĐLVN 103 : 2002 5.3 Xác định hệ số sóng đứng theo điện áp ở đầu vo v đầu ra của bộ suy giảm theo