RU2718147C1 - Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации - Google Patents

Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации Download PDF

Info

Publication number
RU2718147C1
RU2718147C1 RU2019102739A RU2019102739A RU2718147C1 RU 2718147 C1 RU2718147 C1 RU 2718147C1 RU 2019102739 A RU2019102739 A RU 2019102739A RU 2019102739 A RU2019102739 A RU 2019102739A RU 2718147 C1 RU2718147 C1 RU 2718147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metrological
frequency
measuring
certification
measuring devices
Prior art date
Application number
RU2019102739A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Иванович Лабинцев
Дмитрий Сергеевич Андрашитов
Владимир Юрьевич Лупанчук
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Priority to RU2019102739A priority Critical patent/RU2718147C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2718147C1 publication Critical patent/RU2718147C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/28—Provision in measuring instruments for reference values, e.g. standard voltage, standard waveform
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относится к методам и средствам проведения метрологической аттестации проверяемых средств измерений, эталонов одинакового или более высокого порядка. Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации формируется за счет применения измерительной системы, состоящей из стандарта частоты, приемника сигналов точного времени от ГЛОНАСС, эталонных измерительных преобразователей, осуществляющих метрологическую аттестацию средств измерений с применением комплекса специального программного обеспечения, который содержит алгоритмы математической обработки результатов измерений. Способ позволяет повысить точность воспроизведения единиц физических величин, адаптироваться к решению нештатных измерительных задач в местах эксплуатации средств измерений, а также повысить метрологическую автономность в условиях, когда аттестация эталонов из состава измерительной системы в вышестоящих органах нецелесообразна. Основной технический результат заключается в возможности проведения периодической аттестации и самокалибровки по сигналам точного времени, обеспечивающим повышение метрологической автономности системы метрологического обслуживания. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и метрологии и может быть использовано для метрологического обслуживания средств измерений (СИ) единиц электрических и радиотехнических величин в местах их эксплуатации.
Известен способ оперативного воспроизведения единицы частоты групповой мерой в условиях полной автономности. Стабильность контроля метрологических характеристик достигается за счет периодической калибровки стандарта частоты по сигналам точного времени и межгрупповых сличений [1].
Известен способ воспроизведения напряжения постоянного и переменного электрического тока с высокой точностью, основанный на эффекте Джозефсона. Разность потенциалов на матрице из n шунтированных туннельных переходах зависит от частоты импульсов, подаваемых на нее [3].
Известен целочисленный квантовый эффект Холла, возникающий при движении тонкой пластины сверхпроводника с постоянным током в сильном магнитном поле [2]. При этом наблюдаются участки с постоянным поперечным сопротивлением, обратно пропорциональные целочисленному значению р - фактору заполнения уровней Ландау.
Недостатками перечисленных способов являются:
- отсутствие возможности адаптироваться под решение нештатных измерительных задач;
- фиксированная номенклатура поверочных возможностей, ограниченная СИ времени и частоты, напряжения постоянного тока и сопротивления.
Наиболее близким по технической сущности является метод самокалибровки на основе матрицы Джозефсона и генератора сигналов, калибруемого по сигналам Global Positioning System (GPS) [4]. Применение подобной системы ограничено возможностью воспроизводить всего одну физическую величину - напряжение.
Целью изобретения является повышение адаптации к решению нештатных измерительных задач, возникающих при метрологическом обслуживании в местах эксплуатации средств измерений, а также повышение метрологической автономности в условиях, когда аттестация эталонов из состава измерительной системы в вышестоящих органах нецелесообразна.
Это достигается тем, что в отличие от известных технических решений используются методы косвенных, совокупных и совместных измерений. Стандартом частоты воспроизводят единицу времени и частоты, приемником сигналов точного времени ГЛОНАСС и компаратором частоты контролируют стабильность частоты. Измерительными преобразователями на основе квантовых эффектов воспроизводят единицы основных физических величин. Программно-аппаратным комплексом реализуют косвенные, совокупные и совместные измерения. Предложенный способ отличается тем, что кроме единицы напряжения воспроизводят единицы времени, частоты и электрического сопротивления, программно-аппаратный комплексом косвенным способом определяют значения дополнительных физических величин переменного напряжения и электрической мощности.
На фиг. 1 представлена схема метрологического обслуживания СИ в местах их эксплуатации.
Устройство содержит стандарт частоты (1), частотный компаратор (2), приемник сигналов точного времени Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) (3), программно-аппаратный комплекс (4) со специальным программным обеспечением, шины обмена информацией (5) с эталонными измерительными преобразователями (ИП) физических величин: напряжения (6), сопротивления (7). Измерительная система взаимодействует со средствами измерений времени и частоты (8), постоянного напряжения (9), сопротивления (10).
Измерительная система работает следующим образом. Для хранения и воспроизведения единицы времени и частоты используется стандарт частоты (1). Для контроля стабильности частоты используются сигналы точного времени, которые принимаются с помощью приемника ГЛОНАСС (3). Частотный компаратор (2) используется для сличения сигналов точного времени и внутреннего сигнала стандарта частоты, а также для метрологического обслуживания СИ времени и частоты.
СИ постоянного напряжения (9) обслуживают при помощи эталонного измерительного преобразователя (ИП) постоянного напряжения на основе эффекта Джозефсона (6). Разность потенциалов на матрице из n шунтированных туннельных переходах зависит от частоты импульсов f, подаваемых на нее [3].
Figure 00000001
где h - постоянная Планка.
С помощью данного метода воспроизводится напряжение постоянного электрического тока с относительной погрешностью, имеющей порядок 10-7. Достигнутый уровень точности позволяет проводить поверку рабочих эталонов 2 разряда с погрешностью не хуже 10-5.
СИ электрического сопротивления (10) подлежат метрологическому обслуживанию при помощи эталонного ИП на основе эффекта Холла. При движении тонкой пластины сверхпроводника с постоянным током в сильном магнитном поле наблюдаются участки с постоянным поперечным сопротивлением, обратно пропорциональные целочисленному значению р - фактору заполнения уровней Ландау.
Figure 00000002
Достигнутый уровень точности 10-7 позволяет проводить поверку эталонов сопротивления 2 разряда, имеющих относительную погрешность не хуже 10-6.
ПАК (4) служит для управления измерительной системой по шине (5). Выдача сигналов управления и обработка событий строго синхронизированы и привязаны к шкале единого времени.
В составе ПАК используют комплекс специального программного обеспечения (СПО), позволяющий организовать косвенные, совокупные и совместные измерения для метрологического обслуживания СИ переменного напряжения (11) и электрической мощности (12).
С помощью СПО реализуют основные алгоритмы математической обработки результатов измерений:
- элементарные арифметические операции;
- логарифмирование, возведение в степень;
- тригонометрические функции;
- численное интегрирование и дифференцирование;
- операции свертки, преобразования Фурье;
- интерполяция и аппроксимация;
- статистическая обработка случайных процессов.
Основным условием пригодности СПО является минимально возможное искажение измерительной информации, которое может привести к ухудшению метрологических характеристик измерительной системы. Для предотвращения ухудшения метрологических характеристик измерительной системы используется ПО, которое имеет нормированные метрологические и исполнительные характеристики.
Математическая обработка значений базовых величин позволяет получить значения производной величины X, в соответствии с установленной размерностью.
X=Tb⋅Uc⋅Rd
где Т- размерность единицы времени, воспроизводимой стандартом частоты; U - размерность единицы, воспроизводимой ИП напряжения; R - размерность единицы, воспроизводимой ИП электрического сопротивления; b, с, d - показатели степени, определяющие размерность производной величины.
Таким образом, предложенный способ метрологического обслуживания СИ в местах их эксплуатации позволяет расширить поверочные возможности измерительной системы за счет реализации косвенных, совокупных и совместных измерений, а также позволяет адаптировать систему под решение нештатных измерительных задач.
Литература.
1. Способ оперативного воспроизведения единицы частоты групповой мерой в условиях полной автономности. RU №2173856, 2000. Авторы патента: Безуглов Д.А., Поморцев П.М., Поморцев С.М., Карга А.В., Андрушкевич С.Г., Кузнецов А.А.
2. Краснополин И.Я., Пудалов В.М., Семенчинский С.Г. Физический репер сопротивления на основе квантового эффекта Холла. Приборы и техника эксперимента. 1987. №6, с. 5-7.
3. С.A. Hamilton, С.J. Burroughs, and R. L. Kautz, "Josephson D/A converter with fundamental accuracy," IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 44, pp. 223-225, Apr. 1995.
4. Method of calibrating instrument, a self-calibrating instrument and a system the instrument. US 7809518 B2, 2009. Inventors: M. Zhou, John C. Eidison.

Claims (1)

  1. Способ метрологического обслуживания средств измерений электрических и радиотехнических величин в местах их эксплуатации, заключающийся в том, что стандартом частоты воспроизводят единицу времени и частоты, приемником сигналов точного времени ГЛОНАСС и компаратором частоты контролируют стабильность частоты, измерительными преобразователями на основе квантовых эффектов воспроизводят единицы основных физических величин, программно-аппаратным комплексом осуществляют косвенные, совокупные и совместные измерения, отличается тем, что кроме единицы напряжения воспроизводят единицы времени, частоты и электрического сопротивления, программно-аппаратным комплексом косвенным способом определяют значения дополнительных физических величин переменного напряжения и электрической мощности.
RU2019102739A 2019-01-31 2019-01-31 Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации RU2718147C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102739A RU2718147C1 (ru) 2019-01-31 2019-01-31 Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102739A RU2718147C1 (ru) 2019-01-31 2019-01-31 Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718147C1 true RU2718147C1 (ru) 2020-03-30

Family

ID=70156572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019102739A RU2718147C1 (ru) 2019-01-31 2019-01-31 Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718147C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752800C1 (ru) * 2020-09-29 2021-08-06 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Устройство для организации базы эталонов единиц величин
RU2805131C1 (ru) * 2021-03-30 2023-10-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Главный научный метрологический центр" Министерства обороны Российской Федерации Способ передачи единицы переменного электрического напряжения от эталонного преобразователя калибраторам и вольтметрам для ряда частот

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2123190C1 (ru) * 1997-04-15 1998-12-10 Сергей Михайлович Ермишин Способ определения метрологических характеристик однотипных средств измерений в группе
US20060167643A1 (en) * 2002-09-13 2006-07-27 Casto Curtis V Calibration process management system and data structure
RU2379699C2 (ru) * 2006-12-25 2010-01-20 Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Способ дистанционного контроля метрологических характеристик радиоизмерительных приборов на примере измерителя комплексных параметров свч-устройств
US20100148757A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Agilent Technologies, Inc. Method of calibrating an instrument, a self-calibrating instrument and a system including the instrument
RU2562942C1 (ru) * 2014-04-16 2015-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр транспортного инспектората" Способ автоматического контроля метрологических характеристик средств измерения (си) массы нефти или жидких нефтепродуктов (нп) при их приеме на базах топлива
RU2596227C1 (ru) * 2015-02-03 2016-09-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Уральский Научно-Исследовательский Институт Метрологии" Стандартный образец для метрологического обеспечения средств измерений общей и удельной поверхности и способ его изготовления

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2123190C1 (ru) * 1997-04-15 1998-12-10 Сергей Михайлович Ермишин Способ определения метрологических характеристик однотипных средств измерений в группе
US20060167643A1 (en) * 2002-09-13 2006-07-27 Casto Curtis V Calibration process management system and data structure
RU2379699C2 (ru) * 2006-12-25 2010-01-20 Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Способ дистанционного контроля метрологических характеристик радиоизмерительных приборов на примере измерителя комплексных параметров свч-устройств
US20100148757A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Agilent Technologies, Inc. Method of calibrating an instrument, a self-calibrating instrument and a system including the instrument
RU2562942C1 (ru) * 2014-04-16 2015-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр транспортного инспектората" Способ автоматического контроля метрологических характеристик средств измерения (си) массы нефти или жидких нефтепродуктов (нп) при их приеме на базах топлива
RU2596227C1 (ru) * 2015-02-03 2016-09-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Уральский Научно-Исследовательский Институт Метрологии" Стандартный образец для метрологического обеспечения средств измерений общей и удельной поверхности и способ его изготовления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752800C1 (ru) * 2020-09-29 2021-08-06 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Устройство для организации базы эталонов единиц величин
RU2805131C1 (ru) * 2021-03-30 2023-10-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Главный научный метрологический центр" Министерства обороны Российской Федерации Способ передачи единицы переменного электрического напряжения от эталонного преобразователя калибраторам и вольтметрам для ряда частот

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080116880A1 (en) Harmonics measurement instrument with in-situ calibration
US10890642B1 (en) Calibrating impedance measurement device
Pogliano Precision measurement of AC voltage below 20 Hz at IEN
RU2718147C1 (ru) Способ метрологического обслуживания средств измерений в местах их эксплуатации
van den Brom et al. Characterization of DC current sensors with AC distortion for railway applications
CN111521856A (zh) 用于测量直流电流和交流电流的传感器设备
RU2390789C1 (ru) Устройство для измерения характеристик магнитомягких материалов
US6392583B1 (en) Method and configuration for processing at least one analog signal containing a number of frequency ranges
RU2442181C1 (ru) Измеритель пеленгационных характеристик систем антенна - обтекатель
Crotti et al. Non-conventional instrument current transformer test set for industrial applications
US11265090B2 (en) Method and system for determining and/or adjusting phases of at least two electrical signals
RU2366962C2 (ru) Способ дистанционного измерения импеданса двухполюсников
US9268000B2 (en) System and method for improved accuracy in battery resistance measurement systems
Cetina et al. Analysis and selection of appropriate components for power system metrology instruments
US20040036464A1 (en) Loss measurement system
RU2579868C1 (ru) Способ измерения вебер-амперной характеристики электротехнического изделия и устройство для его реализации
RU2365909C2 (ru) Солемер
JP2004045118A (ja) 架空配電線の事故点探査方法
Biryukov et al. Improved method for measuring the electric field strength by the mean value of double sensors and devices for its application
JP2015077034A (ja) 電力系統の状態推定装置
SU1109690A1 (ru) Устройство дл поверки трансформаторов напр жени
RU2781464C1 (ru) Способ прецизионных измерений относительных значений амплитудно-частотной характеристики приемников сигнала
RU113014U1 (ru) Устройство для определения пульсационных потерь электрических машин пульсирующего тока
RU2561336C1 (ru) Способ измерения параметров элементов многоэлементных нерезонансных линейных двухполюсников
JPH05288783A (ja) インピーダンス測定方法およびインピーダンス測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210201