
- •В.Г.Чуйко Радиоэлектронные измерения
- •Глава один. Введение.
- •1.1. Предмет радиоизмерений.
- •1.2. Устройства радиотехники и электроники как объекты измерений.
- •1.3. Цели радиоизмерений
- •1.4. Измерительные задачи на различных стадиях научно-производственного процесса.
- •Глава два. Измерения. Погрешности измерений.
- •2.1. Понятие “измерение”.
- •2.2. Классификация измерений. Результат измерения.
- •2.3. Погрешности измерений и их классификация.
- •2.4. Систематические погрешности
- •2.5. Способы уменьшения систематических погрешностей
- •2.6. Случайные погрешности измерений
- •2.7. Способы оценивания и выражения случайных погрешностей.
- •Глава три Средства и методы измерений.
- •3.1. Классификация средств измерений.
- •3.2. Погрешности средств измерений.
- •3.3. Методы измерений.
- •3.4. Условия измерений.
- •Глава четыре. Радиоизмерения.
- •4.1. Классификация радиоизмерений.
- •4.2. Некоторые особенности радиоизмерений.
- •4.3. Классификация радиоизмерительных приборов по измеряемым величинам.
- •4.4. Классификация радиоизмерительных приборов по их месту в производственном процессе и условиям эксплуатации.
- •4.5. Вопросы выбора универсальных рип. Технические требования к рип. Нормируемые характеристики.
- •Глава пять. Составные части радиоизмерительных приборов.
- •5.1. Меры физических величин в радиоизмерительных приборах.
- •5.1.1. Меры частоты.
- •5.1.2. Меры напряжения постоянного тока.
- •5.1.3. Меры сопротивления на постоянном токе.
- •5.1.4. Меры емкости.
- •5.1.5. Меры индуктивности.
- •5.1.6. Меры мощности шумового излучения.
- •5.1.7. Меры волнового сопротивления и коэффициента отражения.
- •5.2. Преобразователи величин в радиоизмерительных приборах.
- •5.2.1. Масштабные преобразователи.
- •Делители напряжения.
- •Измерительные усилители.
- •Измерительные трансформаторы напряжения и тока.
- •Делители мощности.
- •Измерительные аттенюаторы.
- •Резистивные коаксиальные аттенюаторы.
- •5.2.2. Устройства визуализации результатов измерений.
- •5.2.3. Аналого-цифровые преобразователи.
- •Ацп интервал времени - цифровой код.
- •Ацп постоянное напряжение - интервал времени - цифровой код.
- •Ацп постоянное напряжение-частота.
- •Ацп поразрядного уравновешивания.
- •5.2.4. Преобразователь мгновенных значений переменного напряжения в цифру.
- •5.2.5. Аналоговый преобразователь мгновенных напряжений - электронно-лучевая трубка.
- •Осциллографические электронно-лучевые трубки.
- •Запоминающие трубки.
- •5.2.6. Преобразователи переменного синусоидального напряжения в постоянное.
- •5.2.7. Преобразователи импульсных напряжений в постоянное - Амплитудный детектор.
- •5.2.8. Выпрямительный детектор среднеквадратического значения.
- •Термоэлектрический преобразователь среднеквадратического значения.
- •Частотные детекторы.
- •5.2.9. Преобразователи разности фаз в постоянное напряжение - фазовый детектор.
- •5.2.10. Преобразователь измерения частоты в постоянное напряжение - частотный детектор.
- •5.2.11. Преобразователи мощности свч в постоянное напряжение.
- •5.3 Обобщенная структурная схема радиоизмерительного прибора.
- •5.3.1. Структурная схема прямого преобразования.
- •5.3.2. Структурная схема уравновешивающего преобразования.
- •5.3.3. Структурные схемы реальных приборов.
- •Глава шесть Измерения напряжений.
- •6.1. Вольтметры.
- •6.1.1 Вольтметры амплитудных значений.
- •6.1.2. Вольтметры среднеквадратических значений.
- •6.1.3. Вольтметры средневыпрямленных значений.
- •Особенности цифровых вольтметров переменного напряжения.
- •6.1.4. Вольтметры импульсных напряжений.
- •Компенсационные импульсные вольтметры.
- •6.1.5. Измерения нелинейных искажений
- •6.1.6. Измерения мгновенных значений переменного напряжения.
- •Основные нормируемые метрологические характеристики осциллографа.
- •6.2. Измерения частоты.
- •6.2.1. Меры частоты.
- •6.2.2. Электронносчетный частотомер.
- •6.2.3. Метод сравнения.
- •6.2.4. Гетеродинный частотомер.
- •6.3 Измерения разности фаз.
- •6.3.1 Фазовращатели - меры фазового сдвига.
- •6.3.2 Устройства сравнения.
- •6.3.3 Осциллографические измерения фазового сдвига.
- •6.3.4. Компенсационный метод измерения фазового сдвига.
- •6.3.5. Измеритель фазового сдвига с преобразованием во временной интервал.
- •6.3.6. Цифровой фазометр.
- •6.3.7. Измерения фазового сдвига с гетеродинным преобразованием частоты.
- •Глава семь Измерения мощности свч и ослаблений на свч.
- •7.1. Измерения мощности при высоких и сверхвысоких частотах в закрытых трактах.
- •7.2. Принципы и методы измерений. Основные аксиомы.
- •Измерительные задачи.
- •Принципы измерений.Физические явления, процессы, которые используют для измерений мощности свч.
- •Методы измерений.
- •7.3. Виды конструктивного исполнения ваттметров свч.
- •Обобщенная схема теплового ваттметра свч поглощаемой мощности.
- •7.4 Калориметрические измерители мощности.
- •Конструкции поглотителей и нагревателей.
- •Конструкции поглотителей и нагревателей проточных калориметров.
- •Конструкции измерителей приращения температуры.
- •Дифференциальная схема калориметра.
- •Блоки измерительные калориметрических измерителей мощности.
- •Источники и составляющие погрешностей калориметрических измерителей мощности.
- •7.5 Термоэлектрические ваттметры.
- •Преобразователи термоэлектрических ваттметров.
- •Измерительные блоки термоэлектрических и калориметрических ваттметров.
- •Погрешности метода.
- •Достоинства и недостатки метода.
- •Метод вольтметра.
- •Диодные преобразователи и измерительные блоки ваттметров.
- •Погрешности метода.
- •Достоинства и недостатки метода.
- •7.6 Термисторные ваттметры свч.
- •Конструкция волноводного первичного преобразователя.
- •Первичные измерительные преобразователи.
- •Волноводные термисторные преобразователи.
- •Основные технические характеристики волноводных термисторных преобразователей, используемых в практике измерений.
- •Измерительные блоки термисторных ваттметров.
- •7.7 Измерения ослабления
- •Метод отношения мощностей
- •Гетеродинные измерители ослабления. Измерительный приемник
- •Глава восемь Измерения коэффициента отражения.
- •8.1Области применения.
- •8.2. Определение физической величины. Понятие неоднородности тракта передачи волны.
- •Определение коэффициента отражения как измеряемой величины.
- •8.3 Измерительные задачи.
- •8.4. Принципы и методы измерений ксвн. Принципы измерений.
- •Метод измерений ксвн с помощью измерительной линии.
- •Методика измерений ксвн
- •Сравнение с мерой.
- •Погрешности результата измерений, получаемого с помощью измерительной линии.
- •8.5. Принцип и метод измерений модуля коэффициента отражения.
- •Метод измерений модуля коэффициента отражения “по определению”.
- •Погрешности измерений модуля коэффициента отражения рефлектометром.
- •Конструкция рефлектометра.
- •8.6 Автоматизация измерений с помощью рефлектометра.
- •Что такое автоматизация. Цели автоматизации измерений.
- •Пути, способы автоматизации.
- •Устройства, необходимые для автоматизации радиоизмерений на свч.
- •8.7 Панорамный измеритель коэффициентов отражений и передачи на свч.
- •Глава девять Измерения шумов электронных устройств.
- •9.1 Измерительные задачи.
- •9.2. Принципы измерения мощности шумов.
- •9.3. Методы измерений.
- •9.4 Метод измерительного аттенюатора – нулевой метод.
- •9.5 Нулевой модуляционный метод измерения .
- •9.5 Автоматизированные измерители коэффициента шума.
- •Глава десять. Обеспечение единства измерений.
- •10.1. Государственная система обеспечения единства измерений.
- •10.2. Нормативная база гси.
- •10.3. Организационные основы гси. Государственная метрологическая служба.
- •10.4. Метрологический контроль и надзор.
- •6.5. Эталоны
- •10.6. Поверочные схемы. Поверка и калибровка.
- •10.7. Метрологические характеристики средств измерений.
- •10.7. Методики выполнения измерений. Назначение методики выполнения измерений
- •Содержание документа на мви
- •Метрологическая экспертиза и аттестация документа на мви.
- •Заключение
- •Содержание
10.2. Нормативная база гси.
Нормативная база обеспечения единства измерений является документальной, т.е. узаконенной формой как любых аспектов метрологической деятельности (поверки, испытаний, сертификации, калибровки, лицензирования, аккредитации и т.д.), так и материальных метрологических объектов (государственных и рабочих эталонов, стандартных образцов, типов средств измерений и т.п.).
Рассмотрим историю развития российской системы обеспечения единства измерений. Метрология как наука и область практической деятельности возникла в древние времена. Правители и власть давно поняли, что без обеспечения единства измерений невозможно наладить хозяйственную деятельность и торговлю. Основой системы мер в практике Руси послужили древнеегипетские единицы измерений, которые были заимствованы также Древней Грецией и Римом. Уже в Уставе Киевского князя Владимира (966 г.) перечисляются виды мер, порученных верховному надзору епископа с обязательством их хранения. В 16-17-м веках церковный надзор за “мерами и весами” постепенно уступил место государственному, который распространялся на всю территорию России. Уже с середины 16-го века из Москвы по всей стране стали рассылаться “казенные”, “печатные”, “орленые” меры длины и веса. Запрещалось пользоваться старыми мерами. Была налажена периодическая поверка мер и весов. Во времена царствования Ивана Грозного (1533 - 1584) эталоны хранились в приказах Московского государства. На чиновников - дьяков - был возложен надзор за мерами и весами. Указом Петра Первого меры длины и веса Российской империи были согласованы с английскими. Это была, по существу, первая ступень соединения российской метрологии с европейской. Россия была в числе первых 17 стран, подписавших 20 мая 1878 г. Метрическую конвенцию.
Еще в 1827 г. в России была организована комиссия “для постановления на неизменных началах системы российских мер и весов”, которая к 1830 г. создала единые государственные эталоны длины, веса (массы), объема сыпучих тел и жидкостей. Они были узаконены Указом 1835 г. “О системе российских мер и весов”. В соответствии с этим же Указом в Санкт-Петербурге было построено центральное метрологическое учреждение Российской империи -Депо образцовых мер и весов. С 1893 г. до самой своей смерти (1907 г.) Депо, которое впоследствии стало называться Главной палатой мер и весов, руководил Д.И. Менделеев. При нем существенно повысились и достигли мирового уровня работы лабораторий Палаты и была проведена подготовка к внедрению в России метрической системы. Сам Д.И. Менделеев руководил лабораторией мер массы и разработал ряд новых методов точных взвешиваний. При Менделееве были открыты новые лаборатории: термометрическая, электрическая, фотометрическая, измерения расхода, астрономическая, манометрическая, химическая, была создана механическая мастерская.
В СССР первые нормативные документы (НД) по обеспечению единства измерений появились в 1940-е годы. Это были инструкции, которые утверждала Главная палата мер и измерительных приборов Министерства финансов. С 1956 г. в практику были введены НД вида методических указаний, которые разрабатывались метрологическими институтами. Инструкции и методические указания устанавливали методы и средства поверки наиболее широко применяемых, традиционных приборов для измерения длины, массы, объема. Установление метрологических требований и норм в виде государственных стандартов (ГОСТ) началось с 1966 г. Тогда же комплекс действующих НД по обеспечению единства измерений был объединен в Государственную систему обеспечения единства измерений (ГСИ). ГСИ впервые включила в сферу деятельности метрологической службы процессы и результаты измерений, переориентировала цели и задачи метрологических служб с обеспечения единообразия мер на обеспечение единства измерений - такое состояние измерений, когда результаты измерений выражены в установленных единицах величин и погрешности измерении известны с требуемой точностью. Основной целью ГСИ стала регламентация метрологических правил подготовки и выполнения измерений, обработки и представления их результатов.
В Российской Федерации впервые дело обеспечения единства измерений было поставлено на законодательную базу Основой обновления ГСИ явился принятый в 1993 г. Закон РФ “Об обеспечении единства измерений”, который установил и законодательно закрепил основные понятия метрологии и метрологического обеспечения.
В настоящее время в области метрологии действуют следующие нормативные документы:
государственные стандарты Российской Федерации (ГОСТ Р);
правила по метрологии (ПР), к которым относятся документы в области метрологии, устанавливающие обязательные для применения организационно-технические и общетехнические положения, процедуры, методы выполнения работ соответствующих направлений, а также требования к оформлению результатов этих работ;
методики (рекомендации) институтов (МИ), разрабатываемые и утверждаемые научно-исследовательскими метрологическими институтами по поручению Госстандарта России;
международные, региональные стандарты, правила, нормы ЕЭК ООН и других международных организаций, занимающихся стандартизацией, а также национальные зарубежные стандарты, которые вводятся в России через принятие государственных стандартов РФ (ГОСТ Р);
межгосударственные стандарты (ГОСТ), действующие в рамках СНГ, которые являются разновидностью региональных стандартов, принятых в РФ.
Основными объектами регламентации в области обеспечения единства измерений являются общие, основополагающие метрологические нормы и правила, государственные поверочные схемы (ГНС), методики поверки средств измерений (МП) и методики выполнения измерений (МВИ). Информация о нормативных документах по обеспечению единства измерений публикуется в указателях “Государственные стандарты” и “Нормативные документы в области метрологии”.
Со времени перехода нашей страны на новые условия хозяйствования нормативная база ГСИ совершенствуется на основе следующих основных принципов:
документы по метрологии, независимо от их правового статуса, должны быть такими, чтобы их несоблюдение было невыгодным отдельным лицам, предприятиям и государству в целом;
отказ от административных рычагов управления и введение в метрологическую практику норм и требований, учитывающих переход народного хозяйства России на рыночную экономику;
максимальное сближение принципов проведения деятельности по обеспечению единства измерений в России с аналогичными принципами передовых зарубежных государств.