4 Технические требования

4.1 Обобщенная частотная характеристика прибора

Обобщенная частотная характеристика “вход прибора —выход блока 4” приведена в таблице 1 для колебаний напряжения синусоидальной формы и в таблице 2 для колебаний напряжения, имеющих форму меандра. Порог восприимчивости фликера человеком соответствует единичному уровню на выходе блока 4.

Обобщенная частотная характеристика прибора центрирована на частоте 8,8 Гц при колебаниях напряжения синусоидальной формы.

Требования к погрешности прибора обеспечиваются, если при отклонениях амплитуды относительных изменений входного напряжения синусоидальной формы или формы меандра, не превышающих + 5% по отношению к значениям, установленным в таблицах 1 и 2, выходное значение восприимчивости равно единице.

5

ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

Таблица 1 - Нормализованная частотная характеристика прибора для колебаний напряжения синусоидальной формы (относительное изменение входного напряжения U/U для единичного уровня восприимчивости на выходе)

Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения U/U,%	Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения U/U,%
0,5	2,340	9,5	0,254
1,0	1,432	10,0	0,260
1,5	1,080	10,5	0,270
2,0	0,882	11,0	0,282
2,5	0,754	11,5	0,296
3,0	0,654	12,0	0,312
3,5	0,568	13,0	0,348
4,0	0,500	14,0	0,388
4,5	0,446	15,0	0,432
5,0	0,398	16,0	0,480
5,5	0,360	17,0	0,530
6,0	0,328	18,0	0,584
6,5	0,300	19,0	0,640
7,0	0,280	20,0	0,700
7,5	0,266	21,0	0,760
8,0	0,256	22,0	0,824
8,8	0,250	23,0	0,890
		24,0	0,962
		25,0	1,042

Таблица 2 - Нормализованная частотная характеристика прибора для колебаний напряжения в форме меандра (относительное изменение входного напряжения U/U для единичного уровня восприимчивости на выходе)

Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения U/U,%	Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения U/U,%
0,5	0,514	9,5	0,200
1,0	0,471	10,0	0,205
1,5	0,432	10,5	0,213
2,0	0,401	11,0	0,223
2,5	0,374	11,5	0,234
3,0	0,355	12,0	0,246
3,5	0,345	13,0	0,275
4,0	0,333	14,0	0,308
4,5	0,316	15,0	0,344
5,0	0,293	16,0	0,376
5,5	0,269	17,0	0,413
6,0	0,249	18,0	0,452
6,5	0,231	19,0	0,498
7,0	0,217	20,0	0,546
7,5	0,207	21,0	0,586
8,0	0,201	22,0	0,604
8,8	0,199	23,0	0,680
		24,0	0,743

6

ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

4.2 Входной трансформатор

Входной трансформатор напряжения должен быть рассчитан на широкий диапазон номинальных напряжений сети, преобразуемых к максимальному уровню, обеспечивающему нормальное функционирование прибора. Рекомендуемые для использования при конструировании прибора значения номинальных напряжений сети и их отклонений в пределах -30 %, + 20 % приведены в таблице 3.

Диапазон допустимых значений напряжения на входе может в соответствии с таблицей 3 составлять от 40 до 504 В.

Кратность изменения вторичного напряжения ограничивают в диапазоне до 3,5 раз. Для этого входной трансформатор должен иметь, по крайней мере, два промежуточных отвода. Коэффициент трансформации (от первичной обмотки ко вторичной) должен быть равным соответственно 504/Ur, а для указанных отводов  -276/Ur и 138/Ur, где Ur —внутренний опорный уровень напряжения прибора (см. 4.3)

Полоса пропускания по входам прибора должна быть такой, чтобы не вносить затухания на частотах до 700 Гц.

Изоляция между первичной обмоткой входного трансформатора и другими частями прибора, не присоединенными к ней, должна выдерживать напряжение 2 кВ (среднеквадратичное значение) в течение 1 мин. Между обмотками должен быть электростатический экран.

Таблица 3 - Диапазоны номинальных входных напряжений сети

Входное номинальное напряжение U0 (среднеквадратичное значение), В	Uo  30 %, (Umin), В	Uo + 20 %, (Umax), В
57,7	40	68
100	70	120
115	80,5	138
127	89	152
160	112	192
220	154	264
230	161	276
240	168	288
380	266	456
420	294	504

4.3 Преобразователь входного напряжения

Преобразователь должен поддерживать на входе блока 2 среднеквадратичное значение модулированного напряжения частотой 50 Гц,  равное внутреннему опорному уровню напряжения прибора Ur в соответствии с характеристиками входного трансформатора, сохраняя неизменным относительное значение изменения напряжения. Время отклика преобразователя на ступенчатое изменение входного напряжения (время изменения выходного напряжения от 10  до 90 %

7

ГОСТ Р 51317.4.15-99 МЭК 61000-4-15-97)

установившегося значения) должно быть равно 1 мин. Полоса пропускания преобразователя должна быть достаточно широкой для правильного воспроизведения колебаний входного напряжения, вызывающих фликер.

4.4 Встроенный генератор сигналов для калибровки

Генератор сигналов для калибровки должен создавать синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, модулированное напряжением, имеющим форму меандра частотой (50/17) = 2,94 Гц.

Контроль при проведении калибровки должен осуществляться по индикатору, позволяющему установить соответствие с заданным значением.

Основные характеристики генератора для калибровки:

- синусоидальное напряжение генератора должно быть синфазно с напряжением сети;

- глубина модуляции U/U должна составлять 1 %;

- погрешность установки частоты модуляции не должна превышать 1 %;

-  уровень синусоидального напряжения генератора должен обеспечивать работу прибора для всех пределов измерений.

4.5 Квадратичный демодулятор

Блок 2 должен обеспечивать на выходе составляющую выходного напряжения, пропорциональную амплитуде модулирующих колебаний на входе. Рабочий диапазон демодулятора входного напряжения должен составлять 150 % внутреннего опорного напряжения Ur.

4.6 Взвешивающие фильтры

Взвешивающие фильтры, входящие в блок 3, предназначены:

- для подавления постоянной составляющей и составляющей двойной частоты напряжения сети, присутствующих на выходе демодулятора (амплитуды составляющих более высоких частот пренебрежимо малы);

- для взвешивания колебаний напряжения в соответствии с чувствительностью цепи “лампа —глаз —мозг”.

Фильтр, подавляющий нежелательные частотные составляющие входного сигнала, должен содержать высокочастотное звено первого порядка (частота среза на уровне 3 дБ около 0,05 Гц) и низкочастотное звено, в качестве которого применяют фильтр Баттерворта 6‑го порядка с частотой среза на уровне 3 дБ, равной 35 Гц .

При этом учитывается, что составляющая двойной частоты (100 Гц) подавляется также взвешивающим фильтром блока 3. Для дополнительного подавления частоты 100 Гц может быть применен режекторный фильтр, однако это не должно существенно повлиять на реакцию прибора в области его рабочих частот.

4.7 Передаточная функция блока 3

С учетом того, что фильтры, описанные выше, подавляющие нежелательные частотные составляющие входного сигнала, незначительно влияют на полосу пропускания частот, создаваемых колебаниями напряжения, передаточная функция “вход-выход” блока 3 должна иметь вид

8

ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

,

где s —комплексный оператор Лапласа.

Параметры передаточной функции должны иметь следующие значения:

k = 1,74802;  = 2  х 4,05981;

₁=2 х 9,15494;  ₂=2  х 2,27979;

₃=2  х 1,22535;  ₄=2  х 21,9.

Примечание – Требования к погрешности прибора должны быть подтверждены

при испытаниях в соответствии с разделом 6. 

4.8 Переключатель пределов измерений

Переключатель пределов измерений предназначен для установки чувствительности прибора путем изменения коэффициента усиления в зависимости от амплитуды измеряемых изменений напряжения.

Пределы измерений, выраженные в относительных значениях изменений напряжения U/U, при синусоидальной форме модуляции с частотой 8,8 Гц, составляют: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20 %.

Пределы измерений, соответствующие 20 %, не является обязательными, так как при большом уровне модуляции нелинейность демодулятора может привести к ошибкам измерения.

4.9 Блок квадратичной обработки и низкочастотный сглаживающий фильтр

Блок 4 выполняет две функции:

- возводит в квадрат значения взвешенного сигнала фликера, моделируя нелинейность характеристик восприятия цепи “глаз-мозг”;

- сглаживает сигнал, моделируя эффект накопления в памяти мозга.

Блок квадратичной обработки должен иметь необходимую чувствительность для измерения допустимых значений фликера на частоте 8,8 Гц.

Сглаживающий фильтр должен представлять из себя низкочастотный RC - фильтр первого порядка с постоянной времени 300 мс.

4.10 Общий метод статистического анализа

Блок 5 должен осуществлять обработку сигналов на выходе блока 4 в цифровой форме с разрешающей способностью, не менее 6 бит при использовании не менее 64 классов. Частота опроса должна быть не менее 50 измерений в секунду.

Взаимосвязь между положением переключателя пределов измерений и уровнем, соответствующим наивысшему классу интегральной функции вероятности, полученной при статистическом анализе, приведена в таблице 4.

9

ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

Таблица 4  - Взаимосвязь между положением переключателя пределов измерений и уровнями фликера

U/U ,%	Уровень фликера в единицах порога восприимчивости
0,5	4
1	16
2	64
5	400
10	1600
20	6400

Интервал наблюдения T_s при определении P_st выбирают из ряда: 1, 5, 10 и 15 мин.

Длительность интервала наблюдения T_l при определении P_lt должна быть кратна T_s. При кратности не менее 1008 T_l = 7 сут. при T_s=10 мин.

4.10.1 Оценка кратковременной дозы фликера

Измерение на интервале наблюдения T_s = 10 мин позволяет определять кратковременную дозу фликера P_st, значение которой может быть получено в результате проводимого в реальном времени статистического анализа в блоке 5.

При этом применяется следующая формула:

P_st=,

где P_0,1, P_1s, P_3s, P_10s, P_50s - уровни фликера, значения которых были превышены в течение 0,1; 1; 3; 10 и 50 % времени за интервал наблюдения T_s. Индекс "s" в формуле указывает на сглаженные значения P_1, P_3, P_10, P₅₀ . Сглаженные значения рассчитывают по следующим формулам:

P_50s = (P₃₀ + P₅₀ + P₈₀)/3;

P_10s = (P₆ + P₈ + P₁₀ + P₁₃ + P₁₇)/5;

P_3s = (P_2,2 + P₃ + P₄)/3;

P_1s = (P_0,7 + P₁ + P_1,5)/3.

Вследствие того, что постоянная времени прибора составляет 0,3 с, значение P_0,1 не может быстро изменяться и сглаживание для P_0,1 не требуется.

4.10.2 Оценка длительной дозы фликера

Интервал наблюдения 10 мин, применяемый при оценке кратковременной дозы фликера, удобен для оценки колебаний напряжения, создаваемых техническими средствами с коротким рабочим циклом. В случаях, когда необходимо учитывать суммарный эффект нескольких нагрузок, создающих помехи случайным образом (например, сварочных аппаратов, электродвигателей), или принимать во внимание источники фликера с длительным и меняющимся рабочим циклом (например, дуговые электрические печи), необходимо оценивать длительную дозу фликера. Для этого длительную дозу фликера P_lt определяют на основе измерений кратковременных доз фликера P_st применительно к периоду наблюдения, связанному с длительным рабочим циклом нагрузки или периодом, в 10

ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

течение которого наблюдатель может воспринимать фликер, например, несколько часов, используя выражение:

где P_sti (i = 1, 2,  .... N) —последовательные значения кратковременной дозы фликера.

4.11 Рабочие условия применения прибора (климатические и механические воздействующие факторы)

Значения влияющих величин, характеризующих климатические и механические воздействия в рабочих условиях применения приборов, а также в предельных условиях транспортирования, устанавливают в технических условиях на приборы конкретного типа в соответствии с требованиями ГОСТ 22261 (таблицы 2, 4, 5).