Основные сведения о генераторе импульсов точной амплитуды Г5-75

ВВЕДЕНИЕ.

 

      Метрология занимает особое место среди технических наук, т.к. метрология впитывает в себя самые последние научные достижения и это выражается в совершенстве ее эталонной базы и способов обработки результатов измерений. Метрология стала наукой, без знания которой не может обойтись ни один специалист любой отрасли. 

В настоящее время метрология развивается по нескольким направлениям. Если еще в начале 20-го века под  словом метрология понималась наука, главной  задачей которой было описание всякого  рода мер, применяемых в разных странах, то теперь это понятие приобрело  гораздо более широкий научный  и практический смысл, расширилось  содержание метрологической деятельности и появилось понятие – метрологическое  обеспечение производства.

 Метрологическое обеспечение – установление и применение научных и организационных основ, средствами измерения,  технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности проводимых измерений.  

Сформировались и развиваются  три взаимосвязанных раздела  метрологии: теоретическая,  законодательная и прикладная метрология.

   В настоящем дипломном проекте  предлагается «Модернизация обработки результатов поверки генератора импульсов Г5 – 75». В ЦБ МОРФ, В/Ч 53133 Освещаются вопросы практического применения разработок прибора, теоретической части и положений экономической, законодательной и правовой метрологии. И как  с  помощью прибора осуществляется метрологическое обеспечение производства.

Генератора импульсов  точной амплитуды Г5 – 75. Прибор предназначен   для формирования и воспроизведения  импульсов прецизионной амплитуды  при исследованиях, настройке и  испытаниях систем и приборов, используемых в радиоэлектронике, связи, автоматике, вычислительной и измерительной  технике в сфере обороны и  безопасности.

ТУ:  ЕХ3.269.092 ТУ, ГОСТ 22261-96 и ГОСТ 11113-88

 

 

1 Основные сведения  о генераторе импульсов точной  амплитуды Г5-75

1. Назначение  генератора импульсов точной амплитуды Г5-75

 

Генератор импульсов точной амплитуды Г5-75 представляет собой источник импульсов прецизионной амплитуды и предназначен для обеспечения на основном выходе при нагрузке 50 Ом одинарных импульсов периодической последовательности положительной или отрицательной полярности. Прибор применяется для калибровки и поверки осциллографов, импульсных вольтметров, аналого-цифровых преобразователей, амплитудных селекторов и дискриминаторов, которые используются в радиоэлектронике, связи, автоматике, вычислительной и измерительной технике, приборостроении для исследования, настройки и испытаний систем и приборов.

Особенностью генератора Г5-75 является возможность дистанционного управления всеми параметрами и режимами работы с помощью записи 10 программ с возможностью их автоматического переключения.

Данный прибор способен на воспроизведение сигналов определенной формы, что крайне необходимо для исследований и различных калибровок радиоэлектронных систем. Г5-75 с легкостью справится с формированием точно определенного вида импульсов с заданными ранее характеристиками. При участии таких генераторов заметно облегчается процесс испытаний широкого круга вычислительных устройств.

Из-за высокой точности, надежности, универсальности и удобства в эксплуатации, приборы данного класса весьма востребованы при поверке выпускаемых средств измерений. Г5-75 предназначен для использования в зонах с нормальными климатическими условиями. Этот измерительный генератор одинаково точно выполнит свою работу, как и в лаборатории, так и на производстве.

2. Структурная схема  и принцип работы генератора импульсов  Г5-75

 

Схема А.(устройство и работа прибора)

Управление прибором осуществляется как при помощи кнопочных переключателей, так и от линии коллективного пользования. Значения параметров записываются в память прибора и выводятся на табло индикации.

Все режимы работы прибора  индицируются лампочками. Память прибора позволяет осуществить запись десяти программ (десяти наборов значений параметров) и способна сохранять введенную информацию при выключении прибора из сети в течение четырех часов.

 

 Комплект ЗИП: 1 - выносной  блок; 2 - аттенюатор «20 аВ»; 3 – нагрузка «50Ω 1w»; 4 - нагрузка "50 Ω 2W"; 5- аттенюатор «40 dB»; 6 - плата; 7 - кабель 4.853.221; 8 - кабель 4.853.222; 9 - кабель соединительный ВЧ; 10 - рычаг 8.332.057;  11 - рычаг 8.332.057-01; 12 - индикатор вакуумный люминесцентный ИВ-8; 13 - лампа СМН 6,3-20-2; 14 - вставка плавкая ВП1-1-1А; 15 - укладочный ящик; 16 - тройник 3.649.000

 

Схема Б.(рабочего места)

   Конструктивно коммутатор  оформлен в металлическом корпусе.  Имеет два разъема типа СР-50-74 ПВ для подключения прибора  В1-5 и С1-70, и два гнезда для  подключения КЭМ-2 и минусовой  шины. Коммутация производится с  помощью кнопки.

 

 

1 – генератор импульсов  Г5-75, Г5 - 60;

2 – вольтметр  универсальный В7-12;

3 – универсальный  осциллограф.  - С1-70;

4 – калибратор  импульсных напряжений В1-5;

 

Генератор можно разбить  на семь функционально законченных  узлов, каждый из которых выполнен на отдельных платах. Платы отдельных узлов связаны между собой коммутационной платой У1.

Устройство управления У2 (4), выполненное на одной плате, воспринимает входную информацию с кнопочного поля или от линии коллективного пользования, записывает и хранит ее в памяти, обрабатывает и выдает ее в блок цифровой индикации, делитель (3) и ЦАП (5).

Елок цифровой индикации  УЗ (I), состоящий из двух плат, содержит кнопочное поле, вырабатывает код нажатой кнопки, сопровождает его синхроимпульсом и высвечивает информацию, поступающую из устройства управления, а также из делителя и ЦАП.

Делитель У4 (3), выполненный на одной плате, формирует временные интервалы (период повторения, длительность и временной сдвиг импульсов), синхроимпульс, поступающий на разъём Ш2 «3v 50 Ω», а также обеспечивает режимы: внутреннего запуска, внешнего запуска и разового механического пуска. Импульс внешнего запуска подается на разъем Ш3 «10v 50 Ω » прибора.

Цифроаналоговый преобразователь  У5 (5), выполненный на одной плате, формирует опорное напряжение, пропорциональное амплитуде выходного сигнала (снимается  с разъема Ш1 устройства У5), а также преобразует информацию о калибровке нагрузок ВЫХОД СхС (поступает на разъем Ш2 устройства У5) и информацию о частоте   LC-генератора в цифровую форму и передает ее в устройство управления (4).

Стабилизатор У6 (7), выполненный на одной плате, выдает напряжения, необходимые для питания всех узлов приборе. Силовой трансформатор расположен на задней стенке прибора. Там же находятся сетевые предохранители Пр1 и Пр2, сетевой переключатель B1, дроссели Др1 и Др2, предназначенные для снижения уровня радиопомех, выпрямительные диоды Д1 - Д4, счетчик наработки ИП, разъемы Ш12 для подключения выносного блока и Ш14 для подключения к ЛКП, тумблер В7  МУ/ДУ    (МУ - местное управление: управление прибором с кнопочного поля, ДУ - дистанционное управление: управление от ЛКП) и тумблеры В2 - В6, с помощью которых набирается адрес прибора при работе от ЛКП.

Плата ЛКП У7 (2) предназначена для согласования приборе с линией коллективного пользования.

Выносной блок формирует  выходные импульсы с параметрами, соответствующими техническим условиям (ТУ).

 

 

 

 

 

 

Схема В. Электрическая функциональная схема генератора Г5-75:

1 - блок цифровой индикации; 2 - линия коллективного пользования; 3 - делитель; 4 - устройство управления; 5 - цифроаналоговый преобразователь; 6 - блок выносной; 7 – стабилизатор.

1.3 Нормируемые метрологические  характеристики

 

Генератор обеспечивает на основном выходе на нагрузке Rн =(50+2,5) 0м одинарные импульсы периодической последовательности положительной или отрицательной полярности.

Амплитуда основных импульсов  изменяется от 10 мВ до 9,999 В. Весь диапазон разбит на 3 поддиапазона:

1 - 9,999 В;

0,1 - 0,9999 В - с внешним аттенюатором 1 20 дБ; 

0,01 - 0,09999 В - с внешним аттенюатором 2 40 дБ.

Дискретность регулировки  амплитуды 1 мВ; 0,1 мВ; 0,01 мВ на каждом из поддиапазонов соответственно.

Основная погрешность  установки амплитуды основных импульсов в динамическом режиме на внешней нагрузке Rн =(50+2,5) Ом при скважности не менее 2 не превышает ±0,01V .

При этом погрешность установки  амплитуды в режиме постоянного тока не превышает ±0,007v, где v - установленное значение амплитуды основных импульсов.

Погрешность установки амплитуды  основных импульсов в динамическом режиме в рабочих условиях эксплуатации на внешней нагрузке Rн =(50+2,5) Ом при скважности не менее 2 не превышает:

±(0,О1v + 2 мВ) в поддиапазоне 1 - 9,999 В;

±0.0I5V в поддиапазонах 0,01 - 0,9999 В.

При этом погрешность установки  амплитуды в режиме постоянного тока не превышает:

±0,007v в поддиапазоне 1 - 9,999 В;

±0,01 V в поддиапазонах 0,01 - 0,9999 В,

где v - установленное значение амплитуды основных импульсов.

Период повторения основных импульсов в режиме внутреннего запуска регулируется от 0,1 мкс до 9,99 с. Весь диапазон разбит на 6 поддиапазонов с помощью масштабного множителя 10 ^К, где К = 0, 1. 2, 3, 4, 5:

01 - 99,9 мкс - с дискретностью  0,1 мкс; 

1 - 999 мкс - с дискретностью  1 мкс;

10 мкс - 9,99 мс - с дискретностью  10 мкс;

0,1 - 99,9 мс - с дискретностью  0,1 мс;

1 - 999 мс - с дискретностью  1 мс;

10 мс - 9,99 с - о дискретностью  10 мс.

Погрешность установки периода  повторения основных импульсов в  рабочих условиях эксплуатации не превышает  ±1·10^-3 Т, где Т - установленный период повторения.

Длительность основных импульсов  в режиме внутреннего запуска регулируется от 50 нс до 1 с, в режиме внешнего запуска от 100 нс до 1 с. Весь диапазон разбит на 6 поддиапазонов с помощью масштабного множителя 10^К, где К = 0, 1, 2, 3, 4, 5:

50 нс — 50 мкс - с дискретностью  0,1 мкс, где 0,05-10 мкс - дополнительный поддиапазон;

1-500 мкс - с дискретностью  1 мкс, где 0,05 - 10 мкс - дополнительный поддиапазон;

10 мкс - 5,00 мс - с дискретностью  10 мкс;

0,1      - 50,0 мс - с  дискретностью 0,1 мс;

1 - 500 мс - с дискретностью  1 мс;

10 мс - 1,00 с - с дискретностью 10 мс.

.Погрешность установки  длительности основных импульсов  в режимах внутреннего и внешнего  запуска в рабочих условиях  эксплуатации не превышает ±(1·10^-3 r   +15 нс), где   r   - установленная длительность импульсов.

Временной сдвиг основных импульсов относительно синхроимпульса в режимах внутреннего и внешнего запуска регулируется в пределах от 0 до 9,98 с.   Весь диапазон разбит на 6 поддиапазонов с помощью масштабного множителя 10^К, где К = 0, 1, 2, 3, 4, 5:

0 - 99,8 мкс - с дискретностью  0,1 мкс, где 0-10 мкс – дополнительный поддиапазон;

0 - 998 мкс - с дискретностью  1 мкс, где 0-10 мкс - дополнительный поддиапазон;

0 - 9,98 мс - с дискретностью  10 мкс;

0 - 09,8 мс - с дискретностью  0,1 мс;

0 - 998 мс - с дискретностью  1 мс;

О - 9,98 с - с дискретностью 10 мс.

Погрешность установки временного сдвига в рабочих условиях эксплуатации в режимах внутреннего и внешнего запуска не превышает ±(1·10 ^-3D + 20 нс), где D - установленный временной сдвиг.

Длительность фронта и  среза основных импульсов не превышает 10 нс.

Выбросы на вершине основных импульсов и в паузе не превышают 1 %.

.Неравномерность вершины  и в паузе основных импульсов  после времени установления не  более 40 нс не превышает 0,3 %.

Генератор обеспечивает синхроимпульс  положительной полярности при внешней согласованной нагрузке 50 0м ±5 Ом с параметрами, приведенными в таблице 1.

 

Таблица 1 параметры генератора

 

Наименование параметра	Значение параметра
Амплитуда импульса (максимальное значение), В, не менее	1,2
Длительность фронта, нс, не более	10
Начальная задержка относительно импульсов внешнего запуска, мкс, не более	1
Длительность синхроимпульса, нс, не более	50
Длительность синхроимпульса, нс, не менее	20

 

Предусмотрены следующие  режимы запуска: внутренний, разовый механический и внешний импульсами положительной или отрицательной полярности с амплитудой 1 - 10 В, частотой не более 1 МГц или синусоидальным напряжением с амплитудой 1 - 10 В, частотой 50 Гц - 1 МГц.

Сопротивление входа внешнего запуска 50 0м± 5 Ом.

Прибор может работать от линии коллективного пользования (ЛКП). Управляющие сигналы ЛКП соответствуют инверсному коду ТТЛ (транзисторно-транзисторной логики) (ЛОГ. 0 - высокий уровень, амплитуда сигнала не менее 2,5 В; ЛОГ. 1 - низкий уровень, амплитуда сигнала не более 0,8 В). При работе от ЛКП задаются значения всех параметров и устанавливаются любые режимы работы (кроме режима АВТ.  и значения ПОЛЯ). Скорость передачи не превышает 10 байт./с.

В приборе предусмотрена  возможность записи 10 программ, которые  хранятся при выключении прибора  в течение 2 ч. В приборе обеспечен  режим автоматического переключения программ (режим АВТОМАТ).

Паразитная модуляция  параметров не превышает значений: (0,5·10^-3v +0,5мВ) - для амплитуды основных импульсов, где v - установленное значение импульсов; 2 нс — для временного сдвига основного импульса относительно синхроимпульса и длительности основных импульсов в режиме внешнего запуска; (0,3rф внеш. + 0,5 нс) - для временного сдвига синхроимпульса относительно импульса внешнего запуска, где rф внеш. - длительность фронта внешних запускающих импульсов.

Прибор обеспечивает технические  характеристики после времени установления рабочего режима, равного 15 мин.

Прибор допускает непрерывную  работу в рабочих условиях в течение 8 ч при сохранении своих технических  характеристик.