VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Введение

Резисторы являются самыми массовыми изделиями электронной техники. Они применяются практически во всех видах аппаратуры, связанной с электроникой и электротехникой как военной, так и бытовой аппаратуре.

Резистор - это компонент радиоэлектронного устройства, предназначенный для перераспределения и регулировки энергии между элементами схемы. Их используют для формирования заданных величин токов и напряжений в электрической цепи радиоэлектронных устройств, создания необходимых электрических режимов активных компонентов, согласования электрических цепей, поглощения электрической мощности, для применения в частотозадающих цепях генераторов и фильтров и т.д.

ОАО «НИИЭМП» является главным предприятием в области резисторостроения.

Как и любой другой элемент у резисторов даже при абсолютном нуле температур есть такой параметр как шум. Чем больше температура резистора и напряжение на нём, тем больше его собственные шумы. Уровень шумов резисторов существенно влияет на некоторые параметры электронных схем с их применением. Например, он ограничивает чувствительность усилительных устройств. Также, шум создаёт помехи при воспроизведении звуковых сигналов.

Поэтому возникает необходимость разработки установки для измерений уровня шумов в резисторе – шумомер.

При разработке установки для измерений уровня шумов у резисторе согласно закону РФ «Об обеспечении единства измерений» и ПР 50.2.006-94 средства измерений, применяемые при выходном контроле должны быть утвержденных типов и внесены в Госреестр средств измерений. В связи с этим возникает необходимость в разработке программы испытаний установки для измерений уровня шумов в резисторе с целью утверждения ее типа.

1 Анализ объекта исследования

Резисторы являются элементами РЭА и могут применяться как дискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем. Они предназначены для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Принцип действия резисторов основан на использовании свойства материалов оказывать сопротивление протекающему через них электрическому току. Особенностью резисторов является то, что электрическая энергия в них превращается в тепло, которое рассеивается в окружающую среду.

Резисторы делят на две большие группы: постоянные и переменные резисторы. По назначению постоянные резисторы подразделяют на резисторы общего применения, прецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные, а переменные резисторы - на подстроечные (их сопротивление изменяют при технологических регулировках) и регулировочные, сопротивление которых изменяют во время функционирования аппаратуры.

По принципу создания резистивного элемента различают проволочные, непроволочные и металлофольговые резисторы. Основное применение находят непроволочные резисторы - тонкопленочные (металлокерамические, металлоокисные, металлизированные, углеродистые, бороуглеродистые), толстопленочные (лакопленочные, керметные, на проводящей пластмассе) и объемные (с добавлением органических и неорганических диэлектриков).

Основные параметры резисторов.

Основными параметрами резисторов являются: номинальное сопротивление и его допустимое отклонение, номинальная мощность рассеивания, предельное рабочее напряжение, температурный коэффициент сопротивления и шумы.

В данном курсовом проекте следует широко рассмотреть такой параметр резистора как шум.

Собственные шумы резистора - это сумма его тепловых и токовых шумов. Появление тепловых шумов обусловлено флуктуационными изменениями объёмной концентрации свободных электронов в резистивном элементе из-за их теплового движения. Спектр частот тепловых шумов - непрерывный.

Уровень тепловых шумов не зависит от протекающего тока, а зависит в основном от сопротивления резистора и его температуры. При подключении к резистору электрической нагрузки появляются специфические токовые шумы. Они обуславливаются флуктуациями контактных сопротивлений между проводящими частицами, трещинами и неоднородностями резистивного элемента. Флуктуации возникают по причине изменения площади контакта отдельных частиц резистивного элемента. На зазорах между этими частицами происходит перераспределение напряжения. При достаточно высоких значениях напряжённости электрического поля в относительно больших зазорах появляются новые проводящие цепочки.

Среднюю мощность тепловых шумов определяют по формуле Найквиста:

Рш = U2ш / Rн = 4КТ Δf, где

К = 1,38 * 10-23 Дж/Кл — постоянная Больцмана;

Т — абсолютная температура в К;

Δf — полоса частот, в которой определяется мощность шума.

Uш = √ 4КТR Δf при Т = 293 К тогда, Uш = 0,127 √ R Δf,

где R [кОм]; Δf [кГц] ;Uш [мкВ].

Тепловые шумы невелики, величина Uш составляет единицы мкВ.

Токовые шумы резистора зависят от материала и конструкции резистивного элемента. Они возникают обычно в резисторах с зернистой структурой проводящего через тоководящий слой носит случайный характер и наиболее вероятно там, где в данный момент соприкасаемость зерен повышена. Это приводит к появлению случайной составляющей напряжения на выводах резистора. Ее величина пропорциональна приложенному сопротивлению. Токовые шумы отдельно не измеряются, они измеряются вместе с тепловыми шумами и в сумме называются собственными шумами резистора. Уровень собственных шумов Д определяется отношение действующего значения переменной составляющей напряжения шумов на резисторе, измеренной в полосе частот ∆f к постоянному напряжению на нем: Д=Ucш/U [мкВ/В].

Токовый шум значительно превышает тепловой. Уровень токовых шумов у композиционных резисторов в несколько раз больше, чем у пленочных. Чем однороднее структура резистивного слоя, тем меньше токовый шум.

По уровню собственных шумов резисторы делятся на 2 группы:

А (Д ≤1 мкВ/В); Б (Д ≤5 мкВ/В) это часто не указывается в условном обозначении. У проволочных резисторов (постоянных) уровень шумов не превышает десяти доли мкВ/В. У регулируемых резисторов величина Д может составлять 50 мкВ/В и выше. Уровень шумов для резисторов с номинальным сопротивлением меньше 10 к Ом практически не нормируется. При расчете суммарного шума электрической цепи, содержащей несколько резисторов используют формулу: Uсш ∑ = √Uсш12 + Uсш22 + …Uсшn2

2Анализ нормативной документации на методы и средства измерений уровня шумов в резисторе.

В соответствии с ГОСТ 21342.19-78 Резисторы. Методы измерения уровня шумов устанавливает следующие методы измерения уровня шумов резистора:

• косвенного измерения;

• сравнения.

Метод косвенного измерения

1. Принцип измерения уровня шумов заключается в предварительном измерении напряжения шумов па испытываемом резисторе с последующим вычислением суммарнойэ.д.с. тепловых и токовых шумов резистора (далее — э.д.с. шумов) и уровня шумов.

2. Аппаратура

1.2.1. Структурная схема установки для косвенного измерения уровня шумов приведена на черт. 1.

Неравномерность частотной характеристики не должна превышать ±2 дБ в полосе частот 60—6000 Гц при ослаблении не менее:

• 20 дБ — на частоте 30 Гц;

• 10 дБ — па частоте 10000 Гц.

Отклонение граничных частот (60—6000 Гц) не должно превышать ±20%, причем отношение большей граничной частоты к меньшей должно составлять 100±10%.

Рисунок 1.

ИП – источник питания постоянного тока, У – усилитель напряжения,

Д – квадратичный детектор, V – вольтметр, Rp– разделительный резистор,

R– резистор.

Сопротивление разделительного резистора должно быть таким же, что н сопротивление испытываемого резистора.

1.2.2. Напряжение, подаваемое от источника питания (U), вычисляют по формуле:

,

где U_R — напряжение на испытываемом резисторе, В; R—сопротивление испытываемого резистора, Ом; Rp— сопротивление разделительного резистора, Ом.

Постоянное напряжение на испытываемом резисторе (U) должно соответствовать его номинальной мощности рассеяния, но не должно превышать предельного рабочего напряжения.

Напряжение, подаваемое на выводы 1—2 линейных и логарифмических резисторов и 2—3 обратно логарифмических резисторов, должно соответствовать 0,5 Р_номини не превышать 0,8 предельною рабочего напряжения.

1.2.3. Погрешность метода измерения уровня шумов (включаяпогрешность от пульсации напряжения питания) должна быть впределах ±20%.

1.3. Проведение измерений

1.3.1. Испытываемый резистор подключают к установке. Переменный резистор подключают выводами 1 и 3, причем подвижную систему устанавливают в среднее положение (посередине полного угла поворота). Линейные н логарифмические резисторы подключают выводами 1—2, обратно логарифмические резисторы — выводами 2—3, при »том подвижную систему устанавливают в положениb при котором сопротивление между этими выводами составит 80 ± 10% полного сопротивления, измеренного между выводами 1—3.

На резистор подают постоянное напряжение и измеряют напряжение шумов.

1.4. Обработкарезультатов

1.4.1. ЭДС шумов резистора (Е) в микровольтах вычисляют по формуле

где R_вх, — входное сопротивление усилителя в заданной полосе частот, Ом;

U_ш— напряжение шумов на испытываемом резисторе, мкВ.

1.4.2. Уровень шумов (D)в микровольтах на вольт вычисляют по формуле:

Метод сравнения

2.1. Принцип измерения уровня шумов заключается в сравнении напряжения шумов на испытываемом резисторе с образцовым переменным напряжением.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Структурная схема установки приведена начерт. 2 исостоит из системы постоянного тока, входной цепи и системы переменного тока.

2.2.2. Входная цепь состоит из разделительного резистора (Rp),испытываемого резистора (R)и калибровочного резистора (R_к).Для проведения намерения необходимо не менее четырех разделительных резисторов с сопротивлением от 1000 Ом до 1 МОм. Номинальная мощность рассеяния каждого резистора должна быть не менее 1 Вт, а допускаемое отклонение сопротивления ±1,0%. Сопротивление калибровочного резистора должно быть 1 ±0,01 Ом, а номинальная мощность рассеяния — не менее 0,5 Вт. Разделительный и калибровочный резисторы должны обладать малыми уровнями шумов (например проволочные резисторы).

2.2.3 Система постоянного тока состоит из источника напряжения постоянного тока и электронного вольтметра постоянного тока.

Источник постоянного тока должен быть стабильным (в пределах ±1%за8) и обеспечивать напряжение до 400 В при нагрузке не менее 1,5 Вт. Погрешность измерения напряжения шумов, обусловленная шумами и пульсацией выходного напряжения источника постоянного тока, не должна превышать 0,5 Дб в случае, когда постоянный ток проходит через испытываемый резистор с малым уровнем шумов.

Рисунок 2.

Rp– разделительный резистор, R– резистор, R_к – калибровочный резистор.

Постоянное напряжение на испытываемом резисторе (U), значения которого должны соответствовать указанным в таблице обязательного приложения 1, следует измерять электронным вольтметром постоянного тока с полным входным сопротивлением не менее 4 МОм в диапазоне частот 0—1600 Гц, с погрешностью измерения в пределах ±3% и постоянной времени менее 0,5 с. Шкала вольтметра должна быть откалибрована как в вольтах, так и децибелах (0 дБ должен соответствовать 1 В). Помехи, вносимые вольтметром при подключении его к входной цепи, не должны увеличивать результаты измерения напряжения шумов более чем на 0,2 дБ.

2.2.4 Система переменного тока должна состоять из калибровочного источника переменного тока, полосового усилителя переменного тока с фиксированной полосой пропускания, квадратичного детектора и индикатора. Калибровочный источник переменного тока должен выдавать синусоидальное напряжение частотой 1000 ±20 Гц значением 0,6—0,7 мВ (действующее значение) на нагрузке 1 Ом. Точное значение калибровочного напряжения устанавливают при настройке системы. Стабильность выходного напряжения калибровочного источника за время, необходимое для калибрования, должна быть не хуже ±2%. Калибровочное напряжение должно обеспечивать показания измерительной установки, приведенной начерт. 2, до +60 дБ включительно. Уровень собственных шумов полосового усилителя при короткозамкнутом входе не более минус 6 дБ. Требуемый диапазон регулирования усилия, обеспечивающий калибрование в зависимости от условий на входе,— не менее 33 дБ. Полоса пропускания усилителя, измеренная на уровне половинкой мощности, должна соответствовать значению 1000±50 Гц при неравномерности в плоской части кривой не более ±0,2 дБ и геометрическом центре на частоте 10002:50 Гц.

Эффективная полоса пропускания, определенная для уровней от 0,01 до 1,0 должна соответствовать 1000±40 Гц, за уровень 1,0 принимают коэффициент усиления но мощности на частоте 1000±40 Гц.

Примечание. Допускается использовать полосовые усилители с эквивалентной прямоугольной полосой пропускания, равной двум частотным декадам, с геометрическим центром на частоте 600±30 Гц.

Полное входное сопротивление усилителя в диапазоне частот 600—1600 Гц должно быть не менее 4МОм. Отсчетные устройства системы должны быть откалиброваны как в децибелах отминус 20 до плюс 60, так и в микровольтах для системы переменного тока и в вольтах для системы постоянного тока.

Погрешность детектора должна быть в пределах ±0,4 дБ. Постоянная времени детектора должна быть от 0,8 до 1,5 с.

Система переменного тока должна обеспечивать измерение сигналов в диапазоне от минус 20 до плюс 60 дБ. За уровень 0 дБ принимают сигнал, равный 1 мкВ. Динамический диапазон системы более +60 дБ должен быть не менее + 10 дБ.

2.2.5. Погрешность измерения напряжения шумов должна быть в пределах ±10%, при доверительной вероятности 0,95.

2.3. Проведениеизмерений

2.3.1. Процесс измерения уровня шумов на установке, приведенной начерт. 2. должен состоять из трех последовательных этапов:

• калибрования;

• измерения шумов системы;

• измерения суммарных шумов с одновременным измерением напряжения постоянного тока, подаваемого на испытываемый резистор.

При измерении групп идентичных резисторов первый и второй этапы могут быть опущены при условии проведения их в начале измерения каждой группы.

2.3.2. При калибровании резистор, предназначенный для испытания, монтируют на испытательном стенде, и в цепь включаютразделительный резистор согласно таблице обязательного приложения 1. При этом вывод разделительного резистора в месте подключения к источнику постоянного тока заземляют. Одновременно через калибровочный резистор подают калибровочноенапряжениечастотой1000 ±20 Гц.

Регулятор усиления подставляют так, чтобы прибор, измеряющий напряжение шумов, показывал +60 дБ или эквивалентное значение.

1. При измерении шумов системы калибровочное напряжение снимается, в то время как все остальные соединения остаются в соответствии с требованиями п. 2.3.2. После 5—6 с выдержки, в течение которой показание прибора стабилизируется, снимают показание значений шумов системы (S) в децибелах.

2. При измерении суммарных шумов вывод разделительного резистора RP,который был заземлен, для операций, указанных в пп. 2.3.2 и 2.3.3, подключают к источнику постоянного тока и результате этого напряжение постоянного тока подают на испытываемый резистор.

Калибровочное напряжение при этом отсутствует. Затем напряжение постоянного тока регулируют до требуемого значения. После 5—6 с выдержки снимают показания напряжения постоянного тока в децибелах (D)исуммарных шумов (Т).

2.4. Обработкарезультатов

2.4.1. Уровень шумов для одной частотной декады (N) вычисляют по формуле N=T-D.

Для точного вычисления уровня шумов резистора используют формулу

N=T—F(T—S) —D.

Значения F(T—S)при различных значениях разности (Т—S) приведены в таблице обязательного приложения 2.

Если разность (T—S)превышает 15дБ, то значение F(T-S)равно нулю и ею можно пренебречь.

Под одной частотной декадой понимают эквивалентную прямоугольную полосу пропускания с отношением крайних частот, равным 10.

В связи с тем, что спектральное распределение мощности шумов резистора пропорционально,отношение мкВ/В обеспечивает оценку шумов в любой частотной декаде.

3 Разработка структурной схемы установки для измерения уровня шумов в резисторах.

Разрабатываемая установка для измерения уровня шумов в резисторах должна удовлетворять следующим требованиям:

• Должно предусматриваться измерение действующих значений переменных сигналов;

• Установка должна обладать высокой чувствительностью;

• Должна быть предусмотрена операция вычисления отношения действующего значения шума к напряжению нагрузки.

С учётом вышеперечисленных требований в ходе курсового проектирования была разработана структурная схема установки для измерения уровня шумов в резисторах, приведенная на рисунке 3.

Рисунок 3.

Структурная схема установки для измерения уровня шума в резисторе.

В состав разрабатываемого прибора входят:

МП – микропроцессор;

ПУ - пульт управления;

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;

ОИ – объект исследования;

УР – усилитель разности;

НУ – нормирующий усилитель;

ПФ – полосовой фильтр;

ПДЗН – преобразователь действующих значений напряжения;

К – коммутатор;

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

ОУ – отсчетное устройство;

НМС – набор мер сопротивления.

4 Разработка структурной схемы установки для измерения уровня шумов в резисторах.

На основе структурной схемы была разработана функциональная схема установки для измерения уровня шума в резисторах (рисунок 4).

Рисунок 4.

Функциональная схема установки для измерения уровня шума в резисторах.

5 Разработка методики поверки установки для измерения уровня шума в резисторах.

5.1 Схема передачи размера единиц переменного электрического напряжения

Государственные первичные и специальные эталоны единицы переменного электрического напряжения являются исходными для страны.

Эталоны создают для воспроизведения и хранения единиц физических величин и передачи их размера средствам измерений, применяемым в данной стране с целью обеспечения единства измерений.

Основаниями для создания первичных эталонов являются:

• широкое распространение образцовых и рабочих средств

измерений, градуированных в данных единицах;

• целесообразность воспроизведения единицы в одном органе

государственной метрологической службы;

• техническая возможность создания эталона и передачи

размера единицы, воспроизводимой им, с необходимойточностью.

Основанием для создания вторичных эталонов является целесообразность:

• предохранения исходного эталона от преждевременного износа;

• наиболее рациональной организации поверочных работ;

• обеспечения сличений эталонов;

• контроля за неизменностью размера единицы,

воспроизводимой исходным эталоном.

В состав государственного эталона вольта входят: мера напряжения на основе эффекта Джозефсона (возникновение напряжения между двумя разделенными тонким слоем диэлектрика сверхпроводниками в высокочастотном электромагнитном поле); группа насыщенных нормальных элементов для хранения размера единицы, компенсатор постоян-ного тока для сличения нормальных элементов. Эталон воспроизводит размер вольта с относительным средним квадратическим отклонением результата измерения, не превышающим 5×10^-8, при относительной не исключенной систематической погрешности, не превышающей 1×10^-6.

Согласно ГОСТ Р8.648-2008 «Государственная система обеспечения единства измерений. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ до 1000 В в ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ от 1×10^-2 до 2×10⁹ Гц», изображенная на рисунке 5.

Рисунок 5.

Схема передачи размера единицы электрического напряжения.

Заключение

В данном курсовом проекте провела анализ понятия «шум резистора». Произвела разработку установки для измерения уровня шумов в резисторах. Написала методику поверки на установку.

Список литературы

ГОСТ Р8.648-2008 «Государственная система обеспечения единства измерений . Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1×10^-2 до 2×10⁹ Гц»

ГОСТ 21342.19-78 «Резисторы. Методы измерения уровня шумов»

ПР 50.2.006 Правила по метрологии. ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений.

РМГ 51 - 2002 ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений.

МИ 187 - 86 ГСИ. Средства измерений. Критерии достоверности и параметры методик поверки.

МИ 188 - 86 ГСИ. Средства измерений. Установление значений параметров методик поверки.

Н.Н.Акимов, Е.П.Ващуков, В.А.Прохоренко, Ю.П.Ходоренок. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА.- Беларусь,1994

Приложение А

(обязательное)

Техническое задание на курсовой проект

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет приборостроения, информационной техники и систем

Кафедра метрологии и систем качества

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой МСК д.т.н., доцент.

__________ Ю.М.Голубинский

“___”_________2013г.

МЕТОДИКA ПОВЕРКИ ДЛЯ УСТАНОВКИ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ШУМА В РЕЗИСТОРАХ

Техническое задание на курсовой проект

ПензГУ 200501-09КП09ПС1.12 ТЗ

Исполнитель Ю.Ю.Лубочникова, студентка гр.09-ПЦ1

Руководитель И.А. Кострикина, к.т.н, нач. лаборатории ОАО “НИИЭМП”

Организация и подразделение, в котором выполняется проект - отдел метрологии ОАО “НИИЭМП”

1 Назначение и область применения

Шумомер предназначен для контроля уровня шумов непроволочных резисторов в диапазоне номинальных сопротивлений от 10² до 22∙10⁴ Ом и номинальной мощностью от 0,05 до 2,0 Вт в соответствии с ГОСТ 21342.19-78 при воздействии испытательного напряжения в диапазоне от 0 до 1500 В включительно.

Шумомер может применяться автономно и в составе автомата-рассортировщика резисторов по уровням электрических характеристик, которые могут быть опосредствованы через спектральные характеристики ЭДС шумов, а также в составе комплекса Шумомер-анализатор спектра фликкер-шума.

Методика поверки должна устанавливать требования к процедуре, методам и средствам поверки эталонного измерителя уровня токовых шумов в резисторе.

Методика поверки может применяться при поверке установки для измерения уровня шумов в резисторах в калибровочных и поверочных лабораториях, а также в испытательных лабораториях при проведении испытаний с целью утверждения типа измерителей уровня шумов в резисторах.

2 Основание для разработки

Государственный контракт № 765 от 15.08.12 на выполнение опытно-конструкторской работы.

3 Цель и технико-экономическое обоснование разработки

Резисторы являются самыми массовыми изделиями электронной техники. Как и любой другой элемент у резисторов даже при абсолютном нуле температур есть такой параметр как шум. Поэтому возникает необходимость разработки установки для измерений уровня шумов в резисторе – шумомер.

4 Источники разработки

ГОСТ Р8.648-2008 «Государственная система обеспечения единства измерений . Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1×10^-2 до 2×10⁹ Гц»

ГОСТ 21342.19-78 «Резисторы. Методы измерения уровня шумов»

ПР 50.2.006 Правила по метрологии. ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений.

РМГ 51 - 2002 ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений.

МИ 187 - 86 ГСИ. Средства измерений. Критерии достоверности и параметры методик поверки.

МИ 188 - 86 ГСИ. Средства измерений. Установление значений параметров методик поверки.

Н.Н.Акимов, Е.П.Ващуков, В.А.Прохоренко, Ю.П.Ходоренок. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА.- Беларусь,1994

5 Технические требования

5.1 Требования к конструкции шумомера.

Шумомер представляет собой стандартный единый модуль.

Шумомер изготовлен в исполнении УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150-69.

Питание Шумомера от сети переменного тока напряжением 220 В ± 10%, частотой (50 ± 1) Гц.

5.2 Метрологические характеристики

Шумомер должен обладать следующими характеристиками:

• измерение ЭДС шумов осуществляется в следующих полосах частот: 60 – 6000 Гц; 600 – 1600 Гц с неравномерностью частотных характеристик в пределах граничных частот не более ± 2 дБ. Отклонение граничных частот не превышает ± 20%, причем отклонение большей граничной частоты к меньшей составляет 100 ± 10%.

• постоянная времени Шумомера 1,0 с ± 10%.

• время установления рабочего режима не более 30 мин.

• максимальная электрическая мощность, потребляемая шумомером не более 250 В∙А.

• предел допускаемой погрешности измерения уровня шумов не более ± 15% в диапазоне сопротивлений контролируемых резисторов от 10² до 10⁴ Ом включительно и не более ± 10% в диапазоне сопротивлений от 10⁴ до 22∙10⁶ Ом включительно.

• предел допускаемой приведено погрешности вольтметра РА 2 не более ± 2%.

5.3 Условия эксплуатации

Нормальные условия эксплуатации:

– температура окружающего воздуха, °С 20 ± 2;

– относительная влажность воздуха при температуре 25 ^оС, % до 80;

– атмосферное давление, кПа от 84 до 106.

5.5 Требования безопасности

5.5.1. Перед началом поверки подготовить рабочее место, которое должно быть выполнено из токонепроводящего материала, иметь полки для размещения контрольно-измерительной аппаратуры; отдельный электрощиток с общим выключателем, предохранителями или автоматическими выключателями, сигнальной лампой, утопленными штепсельными гнездами и шиной защитного заземления с винтовым зажимом.

5.5.2. Во время подготовки и проведения поверки соблюдать требования раздела «К» «Правил техники безопасности и производственной санитарии в электронной промышленности.

5.5.3. К работе на шумомере допускаются лица, изучившие настоящую инструкцию, инструкцию по технике безопасности при работе на данном оборудовании, а также прошедшие местный инструктаж по безопасности труда.

5.5.4. На шумомере может работать оператор, имеющий квалификационную группу по технике безопасности не ниже второй.

5.5.5. К ремонтно-наладочным операциям допускаются лица, имеющие квалификационную группу не ниже 4.

5.5.6. Перед эксплуатацией шумомер подключите к цеховому контору заземления или к болту заземления на корпусе автомата с помощью клеммы заземления, расположенной на задней стенке, проверьте исправность блокировочных устройств.

5.5.7. Наладочные работы, осмотры, ремонт узлов производит только после отключения шумомера от сети.

6 Требования к разрабатываемой документации

6.1 Перечень разрабатываемых документов

В ходе выполнения данного курсового проекта должен быть разработан проект методики поверки установки для измерения уровня шума в резисторах.

6.2 Требования к содержанию разрабатываемых документов

Проект методики калибровки должен содержать вводную часть и следующие разделы:

• операции поверки;

• средства поверки;

• требования безопасности;

• условия поверки;

• подготовка к поверке;

• проведение поверки (раздел должен включать внешний осмотр, опробование, определение действительных значений метрологических характеристик);

• оформление результатов поверки.

6.3 Требования к оформлению разрабатываемых документов

6.3.1 Проект методики поверки должен быть выполнен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

РМГ 51-2002 ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения.

Р РСК 002-06 Основные требования к методикам калибровки, применяемым в Российской системе калибровки.

6.3.2 Проект методики поверки должен быть выполнен в виде приложений к дипломному проекту с двойной нумерацией страниц.

6.4 Требования к графическому материалу курсового проекта

6.4.1 В составе графических работ должны быть представлены:

• структурная схема прибора (документ ЕСКД);

• функциональная схема прибора (документ ЕСКД).

7 Этапы разработки

Этапы разработки и сроки выполнения представлены в таблице А1.

Таблица А1 - Этапы разработки

Содержание этапа разработки	Срок выполнения
1 Разработка ТЗ	20.09
2 Описание объекта исследований	5.10
3 Разработка структурной схемы Шумомера	10.10
4 Разработка функциональной схемы Шумомера	15.10
6 Разработка методики поверки	5.11
7 Оформление текстовой части курсового проекта	25.11
8 Защита на кафедре	12.12 – 25.12

Содержание отдельных пунктов технического задания может корректироваться в процессе выполнения работы.

Состояние работы должно докладываться руководителю не реже одного раза в две недели.

Руководитель

нач. лаборатории, к.т.н И.А. Кострикина

Исполнитель

студентка Ю.Ю.Лубочникова

Приложение Б

(обязательное)

Методика поверки

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МИ ХХХХХХ

УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ШУМОВ В РЕЗИСТОРАХ

Методика поверки

Настоящие методические указания распространяются на установки измерения уровня шумов в резисторах и устанавливают методику их первичной и периодической поверки.

1 Операции поверки

Поверка включает в себя операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1–Операции поверки.

Наименование операции	Номер пункта методики	Выполнение операций при первичной поверке и периодической поверке
1 Внешний осмотр	7.1	Да
2 Опробование	7.2
3 Определение метрологических характеристик	7.3
3.1 Определение предела допускаемой погрешности измерения напряжения.	7.3.1
3.2 Определение предела допускаемой погрешности измерения шума.	7.3.2

2 Средства поверки

При поверке должны быть использованы средства измерений (СИ) и вспомогательные средства, указанные в таблице 2.

Таблица 2 – Основные и вспомогательные средства поверки

Наименование средства поверки

Техническая характеристика

Генератор шума Г2-37

Диапазон частот: 15 Гц – 600 кГц.

Выходное напряжение: 3 мкВ – 0,3 В.

Основная погрешность вольтметра уровня шума: ± 5%.

Вольтметр В7-54

Напряжение постоянного тока:

Диапазон: 10^-6 - 1000 В.Основная погрешность измерения: 0,0015 %.Напряжение переменного тока:

Диапазон: 10^-3 - 700 В.Диапазон частот: 10 Гц - 1 МГц.Основная погрешность измерения: 0,05%.

Омметр цифровой Щ-34

Диапазон измерений: 1 – 10⁶ Ом

Погрешность измерения: ± 0,05%

Милливольтметр В3-38

Диапазон измерения: 100 мкВ – 300 В

Погрешность измерения: ± 4%; ± 2,5%

П р и м е ч а н и е - СИ, используемые при проведении поверке, должны быть внесены в Государственный реестр СИ. СИ, применяемые при поверке, должны иметь действующие документы о поверке, выданные органами государственной метрологической службы или метрологической службой юридического лица. Допускается применять другие средства измерений, удовлетворяющие по точности требованиям настоящей методики поверки.

3 Требования к квалификации поверителей

К работе на шумомере допускаются лица, изучившие настоящую инструкцию, инструкцию по технике безопасности при работе на данном оборудовании, а также прошедшие местный инструктаж по безопасности труда.

На шумомере может работать оператор, имеющий квалификационную группу по технике безопасности не ниже второй.

К ремонтно-наладочным операциям допускаются лица, имеющие квалификационную группу не ниже 4.

4 Требования безопасности

Перед началом поверки подготовить рабочее место, которое должно быть выполнено из токонепроводящего материала, иметь полки для размещения контрольно-измерительной аппаратуры; отдельный электрощиток с общим выключателем, предохранителями или автоматическими выключателями, сигнальной лампой, утопленными штепсельными гнездами и шиной защитного заземления с винтовым зажимом.

Во время подготовки и проведения поверки соблюдать требования раздела «К» «Правил техники безопасности и производственной санитарии в электронной промышленности.

5 Условия поверки

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

– температура окружающего воздуха, °С 20 ± 2;

– относительная влажность воздуха при температуре 25 ^оС, % до 80;

– атмосферное давление, кПа от 84 до 106.

6 Подготовка к поверке

Перед началом поверки проверить:

а) состояние и комплектность эксплуатационных документов;

б) внесенные в эксплуатационную документацию необходимые изменения, если в межповерочном интервале были изменены действующие стандарты, технические условия на изделия электронной техники (ИЭТ) и другая нормативно-техническая документация;

в) выполнение предложений и замечаний по заключения предыдущих поверок;

г) правильность ведения разделов формуляра, в которых приводятся сведения обо всех видах ремонта и замене составных частей;

д) соответствие требованиям раздела «Условия поверки» настоящей инструкции;

е) соответствие электромонтажа электрическим схемам и требованиям

ОСТ 11 ПО.010.004-79;

ж) размещение и соединение образцовых и вспомогательных средств поверки и поверяемого средства измерения;

з) прогрев шумомера в течение времени, указанного в ТО (30 мин).

7 Проведение поверки

7.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие поверяемого шумомера требованиям:

а) комплектности;

б) маркировке;

в) обозначениям на шкалах и панелях;

г) отсутствие дефектов покрытий и элементов.

7.2 Опробование

При опробовании поверяемого шумомера должен быть выполнен внешний осмотр шумомера. Убедиться в отсутствии механических повреждений на переключателях, вольтметре, ручках управления.

Прогреть шумомер в течение не менее 30 мин.

Провести калибровку Шумомера согласно ТО.

7.3 Проверка метрологических характеристик

7.3.1 Определение предела допускаемой погрешности измерения напряжения.

7.3.2 Определение предела допускаемой погрешности измерения шума.

8 Оформление результатов поверки

При проведении первичной и периодической поверок положительные результаты поверки следует оформлять в виде протокола, указанного в приложении В, в который заносят фактические значения поверяемых параметров.

При получении положительных результатов поверки поверитель должен:

а) записать и заверить подписью дату поверки и заключение о пригодности шумомера (в соответствующем разделе формуляра);

б) Выдать свидетельство (бирку, ярлык и т.п.) о ведомственной поверке с указанием даты поверки и сроки очередной поверки по форме, установленной на предприятии.

При получении неудовлетворительных результатов поверки поверитель должен:

а) записать в формуляре заключение о непригодности шумомера;

б) составить извещение о непригодности шумомера.

Повторную поверку следует производить после получения уведомления об устранении замечаний, отмеченных поверителем и внесение соответствующих записей в формуляре.

Приложение В

Согласовано Начальник ___________ “__”__________г.

Утверждаю Генеральный директор _______________ “__”__________г.

Протокол N^о _____ от ____

поверки установки

Основные данные об установке:

Наименование	Тип	Заводской номер	Завод-изготовитель	Местонахождение

Условия аттестации (температура, влажность, давление и т.д.)

t = +22 °С, W = 55 %, P = 743 мм рт. ст.

Перечень средств измерений, использованных при поверке

(наименовании, тип, зав.номер)

Проведена поверка с целью оценки пригодности для эксплуатации установки.

Проверкой документации и внешним осмотром оборудования установлена его пригодность к поверке:

• контрольно-измерительные приборы поверены;

• оборудование не имеет механических повреждений;

• эксплуатационные документы;

• узлы и агрегаты функционируют.

В результате проведения измерений установлены действительные значения точностных характеристик в таблице В1:

Таблица В1.

Проверяемые характеристики испытательного оборудования	Точностные характеристики испытательного оборудования		Соответствие НД	Примечание
	Нормированное значение	Фактическое значение
			Соответствует Соответствует Соответствует

Заключение: Установка пригодна к эксплуатации.

Срок очередной поверки:

Начальник группы:

Председатель комиссии: Представитель МС:
Представитель:

 

Код для цитирования: Скопировать