ГОСТ Р 8.562-2007 ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МОЩНОСТИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СИНУСОИДАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ
State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule for means measuring the power and voltage of electromagnetic waves
Дата введения - 1 апреля 2008 г.
Взамен ГОСТ Р 8.562-96
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" (ФГУП "ВНИИФТРИ") Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
2 Внесен Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 июля 2007 г. N 176-ст
4 Взамен ГОСТ Р 8.562-96
Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему [рисунок А.1 (приложение А, вкладка)] для средств измерений (далее - СИ) мощности и напряжения переменного тока синусоидальных электромагнитных колебаний (далее - ЭМК), СИ отношений мощностей и напряжений (далее - ИО) со стандартизованными значениями волновых сопротивлений в диапазоне частот от 3·107 до 37,5·109 Гц, а также в диапазоне от 10 до 3·107 Гц, если их верхние рабочие частоты f > 3·107 Гц.
Стандарт устанавливает порядок передачи размеров единиц мощности - ватта (Вт), напряжения - вольта (В), шкал измерений мощности и напряжения и шкалы отношений мощностей и напряжений (далее - шкала отношений) от государственного первичного эталона и эталонов, заимствованных из других поверочных схем, с помощью вторичных эталонов (далее - ВЭТ) и рабочих эталонов (далее - РЭ) рабочим СИ с указанием погрешностей и основных методов поверки.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.381-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения погрешностей
ГОСТ 8.569-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Ваттметры СВЧ малой мощности диапазона частот 0,02 - 178,6 ГГц. Методика поверки и калибровки
ГОСТ 13317-89 (МЭК 169-15-79, МЭК 169-16-82) Элементы соединения СВЧ трактов радиоизмерительных приборов. Присоединительные размеры
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3.1 В качестве государственного первичного эталона единицы мощности (далее - государственный первичный эталон) используют государственный эталон ГЭТ 26-94, в состав которого входит комплекс средств измерений:
- наборы волноводных эталонных ваттметров поглощаемой мощности (далее - ВПМ) и волноводных эталонных ваттметров проходящей мощности (далее - ВПРМ) с сечениями волноводов 35×15; 23×10; 16×8; 11×5,5; 7,2×3,4 мм;
- наборы эталонных коаксиальных ВПМ и ВПРМ с сечением коаксиала 7/3,04 мм;
- вспомогательные и технические средства, средства измерений и обработки результатов измерений.
3.2 Диапазон воспроизводимых значений мощности Р составляет от 2·10-3 до 1·10-2 Вт, отношений К - от 2·10-1 до 1.
3.3 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение значения мощности со средним квадратическим относительным отклонением So результата измерений, не превышающим 2·10-4 при десяти независимых наблюдениях, и со средним квадратическим отклонением So(K) результата измерений отношений, не превышающим 2·10-4 при десяти независимых наблюдениях. Неисключенная относительная систематическая погрешность θo для единицы мощности не превышает 4·10-3. Неисключенная систематическая погрешность θo(K) воспроизведения шкалы отношений не превышает 5·10-4. Нестабильность νo эталона за год не более 2·10-3. Нестабильность νo(K) эталонного ИО за год не более 5·10-4.
3.4 Государственный первичный эталон применяют для передачи размеров:
- единицы и шкалы мощности электромагнитных колебаний и шкалы отношений вторичным и рабочим эталонам непосредственным сличением или сличением с помощью эталонов сравнения (далее - ЭС);
- единицы и шкалы напряжения вторичным эталонам ВЭТ 27 методом косвенных измерений с применением РЭ, заимствованных из государственной поверочной схемы для средств измерений полного сопротивления в коаксиальных волноводах поперечных сечений 16/6,95; 16/4,58; 7/3,04 и 3,5/1,52 мм в диапазоне f от 0,02 до 18,00 ГГц [1] с коэффициентом стоячей волны по напряжению КСВН = 1,4.
3.5 Предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения (далее - СКО) суммы относительных случайных и неисключенных систематических погрешностей Sε∑o метода и средств передачи ЭС и ВЭТ размера единицы и шкалы мощности, определяемый по ГОСТ 8.381, не более 2·10-3 и 4·10-3 соответственно.
3.6 Предел допускаемого значения СКО суммы относительных случайных и неисключенных систематических погрешностей Sε∑o метода и средств передачи ВЭТ шкалы отношений не более 1·10-3 дБ в диапазоне K от 1·10-2 до 1.
3.7 Предел допускаемого значения СКО суммы относительных случайных и неисключенных систематических погрешностей Sε∑o метода и средств передачи ВЭТ 27 единицы и шкалы напряжений от 0,2·10-2 до 2·10-2.
4.1 В качестве ВЭТ единицы мощности применяют ВПМ и ВПРМ в диапазоне измерений от 1·10-3 до 1·10-2 Вт. Модуль коэффициента отражения Г входа ВПМ не более 0,10. Модуль эффективного коэффициента отражения Гэ выхода ВПРМ не более 0,03.
4.1.1 Предел допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей t∑S∑o (определяемых по ГОСТ 8.381) результата измерений мощности ВЭТ при доверительной вероятности 0,95 не более:
1,2·10-2 для ВПМ;
1,0·10-2 для ВПРМ.
4.1.2 Предел допускаемой нестабильности νo ВЭТ единицы мощности не более 3·10-3 за год.
4.1.3 Вторичные эталоны применяют для поверки (градуировки) РЭ 1-го разряда непосредственным сличением на частотах по ГОСТ 8.569.
4.1.4 При воспроизведении и передаче размеров единицы и шкалы измерений мощности при произвольных частотах пользуются интерполяцией значений частотных коэффициентов эталонных ваттметров на ближайших частотах по ГОСТ 8.569, указанных в свидетельствах о поверке. Закон (формулы) интерполяции и погрешности значений, получаемых интерполяцией, должны быть указаны в эксплуатационных документах на ВЭТ.
4.2 В качестве ЭС единицы мощности применяют ВПМ и ВПРМ в диапазоне измерений от 2·10-3 до 1·10-2 Вт. Модуль Г входа ВПМ не более 0,03. Модуль Гэ выхода ВПРМ не более 0,03.
4.2.1 Предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения Sε∑o суммы относительных неисключенных систематических и случайных погрешностей метода передачи размера единицы с помощью ЭС не более 2·10-3.
4.2.2 Предел допускаемой нестабильности ЭС νo не более 2·10-3 за 3 мес.
4.2.3 ЭС применяют для международных сличений и сличений ВЭТ с государственным первичным эталоном на частотах по ГОСТ 8.569.
4.3 В качестве вторичных эталонов шкалы отношений K мощности и напряжений используют термисторные и термоэлектрические ИО поглощаемой и проходящей мощности, преобразователи масштабные фиксированные (далее - ПМФ) и переменные (далее - ПМП) с диапазоном K от 0 до 20 дБ. Модули Г входа и выхода ИО, ПМФ и изменений коэффициента отражения у ПМП не более 0,03.
4.3.1 Предел допускаемых значений доверительных границ t∑S∑o относительных погрешностей при доверительной вероятности 0,95 результата измерений ВЭТ шкалы отношений не более 8·10-3 дБ при частотах f от 0,03 до 37,50 ГГц.
4.3.2 Предел допускаемой нестабильности ВЭТ шкалы отношений за год νo(K) не более 2·10-3 дБ.
4.3.3 ВЭТ шкалы отношений применяют для поверки (градуировки) РЭ отношений мощностей и отношений напряжений 1-го и 2-го разрядов непосредственным сличением или методом прямых измерений.
4.4 В качестве ВЭТ напряжения в коаксиальных трактах в диапазоне 0,03≤f≤18,00 ГГц используют термоэлектрические измерители для диапазона от 0,3 до 3 В. Модуль Г входа первичного преобразователя не более:
0,02 в диапазоне 0,03≤f≤1,50 ГГц;
0,04 в диапазоне 1,50≤f≤4,00 ГГц;
0,06 в диапазоне 4,00 < f≤12,00 ГГц;
0,08 в диапазоне 12,00 < f≤18,00 ГГц.
4.4.1 Предел допускаемых значений доверительных границ t∑S∑o относительных погрешностей результата измерений напряжения вторичными эталонами при доверительной вероятности 0,95 не более:
0,2% - 1,2% в диапазоне 0,03≤f≤1,50 ГГц;
1,0% - 2,0% в диапазоне 1,50 < f≤4,00 ГГц;
2,0% - 3,0% в диапазоне 4,00 < f≤12,00 ГГц;
3,0% - 4,0% в диапазоне 12,00 < f≤18,00 ГГц.
4.4.2 Предел допускаемой нестабильности ВЭТ напряжения νo не более:
1,0% в диапазоне 0,03≤f≤1,50 ГГц;
2,0% в диапазоне 1,50 < f≤18,00 ГГц.
4.4.3 ВЭТ единицы напряжения применяют для поверки РЭ 1-го разряда:
- коаксиальных калибраторов напряжения и проходных вольтметров падающей волны методом прямых измерений;
- широкополосных высокоомных вольтметров непосредственным сличением с помощью тройникового перехода, для которого размер единицы на выходе, обращенном к пробнику высокоомного вольтметра, устанавливают сличением с государственным специальным эталоном единицы электрического напряжения ГЭТ 27.
5.1 В качестве РЭ мощности 1-го разряда используют ВПМ и ВПРМ в диапазоне от 1·10-3 до 1·10-2 Вт с модулем Г не более 0,10 для ВПМ и модулем Гэ не более 0,03 для ВПРМ.
5.1.1 Предел допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей результатов измерений с учетом их нестабильности при доверительной вероятности 0,95 не более 1,5·10-2 для ВПМ и не более 2,5·10-2 для ВПРМ.
5.1.2 РЭ мощности 1-го разряда применяют для поверки РЭ 2-го разряда и рабочих СИ непосредственным сличением. Поверку в диапазоне значений менее 1·10-3 и более 1·10-2 Вт проводят с использованием ПМФ, метрологические характеристики которых указаны в настоящей поверочной схеме (приложение А).
5.2 В качестве РЭ отношений 1-го разряда используют ИО, ПМФ и ПМП с диапазоном значений и пределами допускаемых доверительных границ относительных погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95 не более:
0,1 дБ для ПМФ в диапазоне от 3 до 30 дБ;
0,005 дБ/1 дБ для ПМП в диапазоне от 1 до 40 дБ;
0,002 дБ/1 дБ для ИО в диапазоне от 0 до 100 дБ при f≤18 ГГц;
0,003 дБ/1 дБ для ИО при 18 < f≤37,5 ГГц.
Модули Г входов и выходов ПМФ и ИО не более 0,06. Изменения модулей Г входов и выходов ПМП не более 0,03.
5.2.1 РЭ отношений 1-го разряда применяют для поверки РЭ отношений 2-го разряда методом прямых измерений или непосредственным сличением.
5.3 В качестве РЭ единицы напряжений 1-го разряда используют:
- калибраторы напряжения коаксиальные (далее - КНК) и проходные вольтметры падающей волны с коаксиальным выходом (далее - ВШК) в диапазоне частот от 3·107 до 18·109 Гц и в диапазоне напряжений от 1·10-1 до 3 В;
- вольтметры широколосные высокоомные (далее - ВШВ) в диапазоне частот от 3·107 до 1,5·109 Гц и в диапазоне напряжений от 1·10-2 до 7 В.
5.3.1 Пределы допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95 в зависимости от частоты:
от 0,5·10-2 до 5·10-2 для ВШК;
от 0,5·10-2 до 3·10-2 для ВШВ.
6.1 В качестве РЭ мощности 2-го разряда используют ВПМ в диапазоне от 1·10-5 до 1 Вт и ВПРМ в диапазоне от 1·10-5 до 1·10-2 Вт с модулем Г не более 0,13 для ВПМ и модулем Гэ не более 0,05 для ВПРМ.
6.1.1 Предел допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей результата измерений с учетом их нестабильности при доверительной вероятности 0,95 не более 4·10-2 для ВПМ и не более 3·10-2 для ВПРМ.
6.1.2 РЭ мощности 2-го разряда применяют для поверки рабочих СИ непосредственными сличениями. Поверку в диапазоне менее 1·10-5 и более 1 Вт проводят с использованием ПМФ 2-го разряда, метрологические характеристики которых указаны в настоящей схеме.
6.1.3 При необходимости передачи размера единицы при произвольных частотах пользуются интерполяцией значений частотных коэффициентов на ближайших частотах по ГОСТ 8.569, указанных в свидетельствах о поверке РЭ. Закон (формулы) интерполяции и погрешности значений, получаемых интерполяцией, должны быть указаны в свидетельствах о поверке РЭ.
6.2 В качестве РЭ отношений 2-го разряда используют ИО, ПМФ и ПМП с диапазоном значений и пределами допускаемых доверительных границ относительных погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95:
0,20 дБ для ПМФ в диапазоне от 3 до 40 дБ;
0,15 дБ/10 дБ для ПМП в диапазоне от 1 до 100 дБ;
0,10 дБ/10 дБ для ИО в диапазоне от 0 до 100 дБ.
Модули Г входов и выходов ПМФ и ИО не более 0,10. Изменения модулей Г входов и выходов ПМП не более 0,06.
6.2.1 РЭ отношений 2-го разряда применяют при поверке рабочих СИ мощности, напряжения и отношений непосредственным сличением.
6.3 В качестве РЭ единицы напряжений 2-го разряда используют ВШВ в диапазоне частот от 3·107 до 1,5·109 Гц и в диапазоне напряжений от 1·10-2 до 10 В.
6.3.1 Пределы допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95 в зависимости от частоты и напряжения от 1·10-2 до 1·10-1.
6.3.2 РЭ единицы напряжений 2-го разряда применяют для поверки рабочих СИ непосредственным сличением при доверительных границах относительной погрешности метода передачи размера единицы от 1·10-3 до 3·10-2.
7.1 В качестве рабочих СИ мощности электромагнитных колебаний, напряжений переменного тока и отношений используют СИ:
- со стандартизованными по ГОСТ 13317 соединителями;
- с симметричными соединителями для двухпроводных линий;
- с нестандартизованными входными сопротивлениями с высокоомными пробниками.
7.1.1 ВПМ и ВПРМ и (или) их первичные измерительные преобразователи среднего значения мощности непрерывных и модулированных колебаний малого уровня с нормированными погрешностями измерений мощности и значений калибровочных коэффициентов.
7.1.2 ВПМ и ВПРМ среднего значения непрерывных и модулированных колебаний средних и больших уровней.
7.1.3 Измерительные приемники, анализаторы спектра, вольтметры и селективные измерители уровня, широкополосные проходные вольтметры, измерители амплитудно-частотных характеристик, осциллографы с нормируемыми погрешностями измерений мощности и (или) напряжения и (или) отношения мощностей и напряжений.
7.1.4 Измерители отношения мощностей и (или) напряжений с нормируемыми погрешностями измерений отношения мощностей и напряжений, включая измерители отношения мощностей и напряжений многоканальных ваттметров и осциллографов, панорамных измерителей коэффициентов передачи и отражения, измерителей амплитудно-частотных характеристик, широкополосных коаксиальных вольтметров.
7.1.5 Масштабные преобразователи мощности и напряжения, включая делители мощности и напряжения, измерительные усилители, аттенюаторы с нормируемыми погрешностями значений масштабных коэффициентов преобразования.
7.1.6 Измерительные генераторы синусоидальных напряжений переменного тока и мощности электромагнитных колебаний с нормируемыми погрешностями установки выходной мощности и (или) напряжения и (или) их отношений.
7.1.7 Широкополосные высокоомные вольтметры с нестандартизованным входным сопротивлением.
7.2 Отношение пределов допускаемых погрешностей рабочих СИ и рабочих эталонов не должно быть менее двух при отношении случайных погрешностей не менее трех.
Приложение А
(обязательное)

"Рисунок А.1"
Примечание - δo - предел допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей СИ при доверительной вероятности 0,95; δεo - предел допускаемых значений доверительных границ относительных погрешностей методов поверки при доверительной вероятности 0,95.
Приложение Б
(справочное)
Б.1 Использованные в настоящем стандарте определения терминов соответствуют рекомендациям по метрологии [2].
Б.2 Пояснения терминов, специфических для системы обеспечения единства измерений мощности СВЧ, напряжения, отношений мощностей и напряжений, приведены в таблице Б.1.
Таблица Б.1
|
Термин |
Пояснение термина |
Примечание, схема измерения |
|
Шкала измерений мощности |
Совокупность значений мощности электромагнитного излучения в диапазоне значений мощности и в диапазоне частот, установленных настоящим стандартом |
Шкала измерений мощности является двухмерной шкалой отношений: - одно измерение - значение мощности, - второе измерение - значение частоты |
|
Шкалы отношений мощностей, отношений напряжений |
Совокупность значений безразмерных отношений мощностей KP в диапазоне значений 0≤KP≤1 и отношений напряжений KU в диапазоне значений 0≤KU≤1 |
Шкалы измерений отношений мощностей и напряжений являются двухмерными абсолютными шкалами: - одно измерение - значение отношений, - второе измерение - значение частоты |
|
Воспроизведение единицы мощности СВЧ исходным эталоном |
Измерение мощности идеально стабильного неотражающего генератора с помощью эталонного ВПМ |
Измеряют мощность, поглощенную эталонным ВПМ |
|
Воспроизведение шкалы отношений мощностей и отношений напряжений |
Измерение отношений мощностей К с помощью эталонного ваттметра |
Эталонами воспроизводятся различные диапазоны К, увеличивающиеся с понижением разряда эталонов |
|
Воспроизведение единицы напряжения в стандартизованном коаксиальном тракте вторичным эталоном |
Измерение напряжения в коаксиальных трактах в установленной определенной плоскости методом косвенных измерений с использованием эталонов мощности и полного сопротивления |
Напряжение измеряют оконечным вольтметром - двухполюсником на основе соотношения |
|
Непосредственное сличение ВПМ и ВПРМ (без расширения диапазона значений) |
Одновременное измерение значений мощности в одной и той же плоскости поперечного сечения передающего тракта сличаемыми ваттметрами |
|
|
Непосредственное сличение ВПМ (с расширением диапазона значений) |
Одновременное измерение значений мощности сличаемыми ВПМ на выходах делителя мощности с известным коэффициентом масштабного преобразования |
|
|
Непосредственное сличение ВПМ и ВПРМ (с расширением диапазона значений) |
Одновременное измерение значений мощности с использованием ПМФ (калиброванного аттенюатора) |
|
|
Прямые измерения коэффициента масштабного преобразования ПМФ (коэффициента передачи Кпм ) |
Измерение с помощью ВПМ отношения мощностей на выходе идеально стабильного генератора при отсутствии (P1) и при наличии (P2) между ними ПМФ (калиброванного аттенюатора) |
|
|
Прямые измерения изменения коэффициента масштабного преобразования ПМП (дифференциального затухания переменного аттенюатора) |
Измерение отношения мощностей на выходе ПМП (переменного аттенюатора) с помощью ИО при идеально стабильном генераторе |
|
|
Непосредственное сличение двух ИО |
Одновременное измерение отношения мощностей двумя сличаемыми ИО поглощаемой мощности с использованием ПМФ (делителя мощности) |
|
|
Одновременное измерение отношения мощностей двумя сличаемыми ИО поглощаемой и проходящей мощности |
| |
|
Одновременное измерение отношения мощностей двумя сличаемыми ИО проходящей мощности |
| |
|
Прямые измерения мощности (или напряжения) ВПМ (или вольтметром) |
- |
|
|
Непосредственное сличение вольтметра и калибратора напряжения с коаксиальными входом и выходом |
Одновременное измерение напряжения на выходе и входе сличаемых приборов при их непосредственном соединении |
|
|
Непосредственное сличение поверяемого широкополосного высокоомного вольтметра |
Сличение широкополосного вольтметра с пробником с другим вольтметром (высокоомным или коаксиальным) с помощью тройникового соединителя, в который включен пробник высокоомного вольтметра |
|
|
ГЭ - эффективный коэффициент отражения выхода ВПРМ (коэффициент отражения "эквивалентного генератора") |
Число, определяющее максимальное изменение отношения показаний ВПРМ к мощности, поглощенной нагрузкой на выходе ВПРМ, при произвольном изменении фазы коэффициента отражения нагрузки в интервале ±180° |
где Pmax, Pmin - максимальные и минимальные показания ВПРМ при неизменной амплитуде напряжения падающей на нагрузку волны; ГН - коэффициент отражения нагрузки |
|
Сличение с помощью эталона сравнения (ЭС) |
Последовательное (поочередное) сличение эталонного и поверяемого ваттметров методом непосредственного сличения с ЭС |
|
|
Непосредственное сличение ваттметров СВЧ при расширении диапазона измерений |
Непосредственное сличение с применением эталона отношений |
1 - генератор; 2 - делитель с известным K; 3, 4 - поверяемый и эталонный ВПМ 1 - генератор; 2 - делитель с известным K (аттенюатор); 3 - ВПРМ (поверяемый или эталонный); 4 - ВПМ (эталонный или поверяемый) |
|
Метод прямых измерений при поверке ИО как рабочего средства измерений |
Измерение поверяемым ИО коэффициента масштабного преобразования К рабочего эталона - ПМП и ПМФ |
В частном случае - определение линейности ИО |
Библиография
|
[1] |
МИ 1700-87 |
Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений полного сопротивления в коаксиальных волноводах поперечного сечения 16/6,95; 16/4,58; 7/3,04 и 3,5/1,52 мм в диапазоне частот 0,02...18,00 ГГц |
|
[2] |
РМГ 29-99 |
Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения |
, где ReŻ - реальная (активная) часть модуля полного сопротивления Ż



