Погрешность измерения времени задержки включения и выключения измеряемого КН должна находиться в пределах ±40% с установленной вероятностью 0,997.
В технически обоснованных случаях допускается устанавливать погрешность измерения /зд для КН с ^зд<20 нс в интервале от ±15 до ±20% с установленной вероятностью 0,997.
Определение показателей точности измерения времени задержки включения и выключения КН приведено в приложении 3.
Р
2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
И ВЫКЛЮЧЕНИЯ КН ПРИ
ВХОДНОМ СИНФАЗНОЛ1
НАПРЯЖЕНИИ, (РАВНОМ О В
Принцип и условия измерения
Метод основан на измерении интервала времени между заданным уровнем отсчета напряжения импульсов t/Bx2, подаваемых на вход КН, и заданным уровнем отсчета выходного напря-жения l/вых при перепаде напряжения UBx2 с уровня 100 мВ до уровня 0 В. '
Значение t/nep выбирают в соответствии с требованиями п. 1.1.4.
При значениях С/Пер, равных 50 мВ или 100 мВ, необходимо установить амплитуду напряжения £4x2 300 мВ.
Уровни отсчета устанавливают по п. 1.1.5.
Электрический режим и условия измерения должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах или ТУ на КН конкретных типов.
Аппаратура
Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 3.
Временные диаграммы напряжения приведены на черт. 4.
ОЛ—КН; Gl, G3, G4—источники постоянного напряжения; G2—генератор импульсов; DS—устройство выбсшк'И ч хранения; РТ—измеритель временных инггервалов; El, Е2—эквиваленты наглузок; R1— R4—резисторы; SAI, SA2—переключатели; al—неинвертирующий
вход КН; а'2—инвертирующий вход КН; Ы—неинвертирующий, выход КН; о2—инвертирующий выход КН.
Черт. 3
Источник постоянного напряжения G1 формирует напряжение перевозбуждения (£/пер) в точке al.
Значение напряжения источника G1 определяют из условия
^оі=£Лер(1+Я1('-^
*х2
/—диаграмма напряжения в точках al и а2; 2 — диаграмма напряжения в точ ке bl; 3—диаграмма надряжения в точке Ь2.
Черт. 4
Генератор импульсов G2 должен формировать перепад напряжения от значения U3x2 = ± 100 мВ до 0 В (черт. 4) со следующими параметрами:
длительностью спада (/Сп) не более 0,3 /зд;
произведением амплитуды выброса (В) в вольтах и его длительности (1%) в наносекундах не более К^зд^пер,
где /С=0,1—для КН с /зд^20 нс,
/<=0,2 — для КН с £3д<20 нс;
погрешностью установления напряжения 0 В не более 0,1 £/пер; временем установления (^і) напряжения 0 В не более 0,25 £3д.Д
ормируемого генератором
лительность импульса (/и),импульсов G2, должна соответствовать условию
( 16)
Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать компенсацию напряжения смещения (7СМ измеряемого КН и хранение напряжения выборки во время измерения с погрешностью в пределах ±4% значения Псм измеряемого КН, при этом
И.о
изменение напряжения выборки за время г3д или гзд не должно превышать 1 °/о ^пер.
Требования к источникам G3, G4, эквивалентам нагрузки Е1 и Е2, измерителю временных интервалов РТ должны соответствовать требованиям пп. 1.2.4; 1.2.40; 1.2.12.
Сопротивление резистора (/?/) в омах выбирают из условия
(17)
Допустимое отклонение сопротивления резистора R1 должно находиться в пределах ±0,5%.
Сопротивление резисторов (R2) и (R4) в омах выбирают из условий
R2=R4—$
R
(18)
4<Q№> /?вх,где Q — волновое сопротивление кабеля, Ом;
/?БХ — входное сопротивление КН, Ом.
Допустимое отклонение сопротивления резисторов R2 и R4 должно находиться в пределах ±0,5%.
При отсутствии кабеля, что возможно при расположении генератора импульсов G2 в непосредственной близости от проверяемого КН, значение сопротивлений R2, R4 выбирают в соответствии с требованиями, установленными в стандартах или ТУ на КН конкретных типов.
Сопротивление резистора (R3) в омах выбирают из условия
в
R3=R2
(19)
ых DS max^см max
где (Увыхпзтах —максимальное выходное напряжение устройства выборки и хранения DS, В;
GCMmax—максимальное напряжение смещения измеряемого кн, в.
Подготовка и проведение измерений
Для измерения времени задержки /Зд у КН с двумя выходами устанавливают переключатели SA1 и SX2 в положение 1,а на выходе -всех источников напряжения О В. При измерении /Зд КН с одним выходом переключатель 5Л2 и эквивалент нагрузки Е2 из схемы исключаются.
Подключают измеряемый КН к измерительной уста
новке.
Подают напряжение питания от источников G3 и G4.
Переключатель устанавливают в положение 1, компенсируют устройством выборки и хранения DS напряжения смещения измеряемого КН, устанавливая на выходе КН заданный уровень выходного напряжения, равный уровню отсчета Uотс. вых-
Переводят устройство DS в режим хранения.
Переводят переключатель SA1 в положение 2 и подают на вход КН от источника G1 напряжение отрицательной полярности, что приводит к появлению в точке al напряжения £/Пер-
Подают от генератора импульсов G2 в точку а2 напря
жение отрицательной полярности £7Вх2, при этом на выходе КН устанавливается напряжение t/Lix.
После установления выходного напряжения измеряемого КН подают от генератора импульсов G2 перепад напряжения от (7вх2 к 0 В, приводящий ВЫХОД КН В состояние і/вых.
Измеряют измерителем временных интервалов РТ время задержки включения ^зд° по черт. 4.
При измерении времени задержки КН с логическим вы
ходом (выходами), для которых балансировка невозможна, операции по пп. 2.3.4 и 2.3.5 не выполняют.
Измерение времени задержки включения /Зд° КН с па-
в
рафазными
ыходами проводят по пп. 2.3.1—2.3.9 отдельно по каждому выходу.При этом переключатель 5Л2 ставят в положение 1 или 2 соответственно.
Измерение времени задержки выключения tQ3& КН проводят при положительной полярности напряжения 17пер и напряжения в соответствии с требованиями пп. 2.3.1—2.3.8.
Показатели точности измерений
Погрешность измерения времени задержки включения и выключения измеряемого КН должна находиться в пределах ±10% с установленной вероятностью 0,997.
В технически обоснованных случаях допускается устанавливать погрешность измерения Для КН с гзд<20 нс в интервале от ±15 до ±20% с установленной вероятностью 0,997.
Определение показателей точности измерения времени задержки включения и выключения КН приведено в приложении 2.ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРИ
ПРОВЕДЕНИИ ИЗМЕРЕНИЯ В АВТОМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
УСТАНОВКАХ С ПОВЫШЕННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ
Для достижения повышенной производительности измерения при высокой точности задавания входных сигналов на измеряемом КН по методу 1 (черт. 1) целесообразно аппаратурную реализацию проводить в соответствии с электрической структурной схемой, приведенной на черт. 5.
DA1—измеряемый КН; DA2—КН; G1— генератор импульсов; G2—65—источдаюи постоя нікого напряжения; G6—тактовый генератор; $/—электронный ключ; S2—оптронный ключ; SA2— переключатель; R1—R10—резисторы; С1—фильтрующий конденсатор; £—эквивалент нагрузки; RT—измеритель временных интервалов; PS—регистр; UZ—цифроаналоговый преобразователь; DS1, 052—устройства выборки и хранения; al—импульсный выход из мерительного моста; а2—потенциальный выход измерительного моста
Черт. 5
Входная часть устройства выборки и хранения DS1 содержит компаратор напряжения DS2 с подвешенным источником питания G5, общая шина кото-рого соединена со средней точкой делителя из равных по значению сопротивления резисторов R8 и R9.
Сигнал на выходе КН, возникающий при рассогласовании моста в точках al и а2, через оптронный ключ S2 поступает на вход регистра AS, который совместно с тактовым генератором G6 и цифро-аналоговым преобразователем формирует ступенчато-нарастающее напряжение, поступающее через резистор R5 в точку а2 для компенсации асимметрии моста.
Сопротивление резистора R10 меньше сопротивления резистора R5y поэтому мост предварительно разбалансирован на сопротивление, значение которого несколько превышает возможный разбаланс моста (без учета влияния резисторов R10 и R5, вызванный отклонением номинальных значений резисторов R1- R4, их температурным отклонением и т. д.).
Мост балансируется перед каждым циклом измерения подачей команды «Пуск».
Н
при измерении.
арастание ступенчатого напряжения приводит к выравниванию потенциалов в точках al и а2 перекомпенсацией, определяемой значением младшего разряда цифро-аналогового преобразователя UZ с учетом влияния резистора R5, При этом компаратор DA2 переключается, на выходе UZ фиксируется напряжение, соответствующее статической балансировке моста, сохраняемоеЗначение резистора (R5) в омах определяют по формуле
А4
(20)
где (Zuzmax — значение максимального выходного напряжения t/Z, В;
AUCM — максимальное значение напряжения, вызванное дисбалансом моста с учетом всех факторов, В.
Выход регистра PS, характеризующий его переполнение, происходящее при окончании процесса балансировки моста, подключен к управлению ключей SA2 и 5/, что позволяет без задержки автоматически осуществлять цикл измерения параметров компаратора DA1 сразу после окончания балансировки моста.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
ЗАДЕРЖКИ ВКЛЮЧЕНИЯ И ВЫКЛЮЧЕНИЯ КН
1. Составляющие погрешности измерения
1,1. Погрешность (б]), вызванную нескомпенсированным напряжением сме
щения исм
измеряемого КН, определяют по формуле
где А^зді — значение изменения времени задержки КН, вызванное неском- пенсированным напряжением смещения, измеряемого КН, нс;
Лд min —минимальное значение задержки КН, измеряемое на установке, нс.
1.2. Погрешность (б2), вызванную неточностью установки и поддержания напряжения питания измеряемого КН, определяют по формуле
^зд min
(22)
где — значение изменения времени задержки КН, вызванное неточ-
ностью установки и поддержания напряжения питания измеряемого КН, нс.
1.3. Погрешность (д8), вызванная отклонением активной и реактивной составляющей полного сопротивления нагрузки Е от установленного значения* определяют по формуле
(23)
где Д/Здз — значение изменения времени задержки КН, вызванное отклонением активной и реактивной составляющей полного сопротивления нагрузки Е от номинального значения с учетом индуктивности и емкости монтажа, нс:
/зд min — минимальное время задержки КН, измеряемых на установке, нс.
1.4. Погрешность (д4), вызванную неточностью установки и поддержания напряжения перевозбуждения [Упер измеряемого КН, определяют по формуле
А /
о4=
^зд min
(24)
где Л/ЗД4 — значение изменения времени задержки КН, вызванное неточностью установки и поддержания [Упер измеряемого КН, нс.
1.5. Погрешность (65), вызванную влиянием длительности переднего фронта ВХОДНОГО напряжения [УВх2, определяют по формуле
'зд min
(25)
где Д^зд5 — значение изменения времени задержки КН, вызванное влиянием
длительности переднего фронта напряжения [Увхг, нс.