Приложение к свидетельству № 51315
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
Всего листов 6
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Аппаратура для контроля параметров пьезоэлементов «Цензурка-МА2»
Назначение средства измерений
Аппаратура «Цензурка-МА2» предназначена для оперативного измерения в процессе
производства параметров пьезоэлементов и пьезопреобразователей: частоты резонанса и
антирезонанса, сопротивления на частоте резонанса, емкости на низкой частоте, тангенса угла
диэлектрических потерь.
Контрольпараметровпьезоэлементовосуществляетсявдвухрежимах:
-динамическом режиме(контрольпараметровврезонансной области частот);
- квазистатическом режиме (контроль параметров на частоте 1000 Гц).
Описание средства измерений
Принцип измерений, реализованный в аппаратуре «Цензурка-МА2», показан на
рисунке 1.
Рисунок 1. U
0
– опорное напряжение, U – падение напряжения на пьезоэлементе, R
0
–
резистор, Z – комплексный импеданс пьезоэлемента или преобразователя.
[
]
В аппаратуре реализован цифровой способ измерений, позволяющий возбуждать
пьезоэлемент или преобразователь широкополосным сигналом, спектр которого охватывает
заданную область частот. В качестве такого сигнала в аппаратуре «Цензурка–МА2»
используется сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).
ЛЧМ сигнал формируется в ЭВМ программно в виде массива длиной N. Напряжения
U0(t) и U(t) подаются на вход двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а
полученные таким образом отсчеты – через буферное запоминающее устройство в
управляющую ЭВМ, где подвергаются дискретному преобразованию Фурье с помощью
алгоритма быстрого преобразования Фурье. В результате получаются два комплексных
массива длиной N/2 каждый, соответствующие значениям U0(
w
) и U(
w
) на частотах
f k
=
kF
d
N, k
=
0,K,N 2
. Значения комплексной проводимости в полосе частот от 0 до Fd/2
рассчитываются с использованием измеренных величин.
Принцип работы при квазистатических измерениях на низкой частоте 1000 Гц
аналогичен, только в качестве АЦП используется 16-ти разрядный АЦП (относительно
медленно действующий), который подключается к измерительному резистору Rо с помощью
коммутатора входов (на рисунке не показан).
Лист № 2
Всего листов 6
Для расчета требуемых параметров преобразователя используется многоконтурная
эквивалентная схема, динамическая часть которой состоит из нескольких соединенных
параллельно RLC–цепочек. Количество контуров эквивалентной схемы определяется по числу
максимумов активной составляющей проводимости в заданной полосе частот.
Аппаратура «Цензурка-МА2»(рисунок 2) является аппаратурой настольного типа и
состоит из блока измерительного, управляющей ЭВМ (персональный компьютер IBM PC Pentium
IV в настольном виде или ноутбук) и печатающего устройства. Управляющая ЭВМ с
операционной системой Windows имеет специальное программное обеспечение, реализующие
функции управления работой аппаратуры, обработки результатов измерений, отображения
измереннойиобработаннойинформации,ведениябазданныхдляконтролируемых
пьезоэлементов.
Рисунок 2 - Аппаратура «Цензурка-МА2»
Блок измерительный представляет собой закрытый металлический корпус с органами
управления и индикации на лицевой панели, где так же расположен разъем для подключения
пьезоэлементов. В состав аппаратуры входит набор эквивалентов и RC цепей, четырехполюсник
для измерения АЧХ.
На задней панели измерительного блока расположены разъемы для питания аппаратуры
«Цензурка-МА2» и для подключения ее к персональному компьютеру. На задней панели
расположены винты крепления задней крышки для пломбирования аппаратуры «Цензурка-МА2»
(рисунок 3).
Рисунок 3 - Панель задняя блока измерительного. Схема пломбировки.
1 - Технические требования по ГОСТ 18680-73. Пломбировать замазкой
уплотнительной У-20 ТУ 38-105357-85.
1
Лист № 3
Всего листов 6
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) аппаратуры «Цензурка-МА2» состоит из кода программы. ПО
является устанавливаемым дистрибутивом ПО (файл Setup_Full_CMA_2.exe), который
предустанавливается при поставке аппаратуры. ПО аппаратуры исполняется на процессоре
управляющей ПЭВМ. ПО аппаратуры рассматривается как метрологически значимое.
Censurka MA2
ver.2.2.1
f506218b
CRC32
ПО аппаратуры “Цензурка–МА2”, предназначено для решения следующих основных
задач:
- расчет комплексной проводимости пьезоэлемента;
- расчет эквивалентных и электрофизических параметров;
- взаимодействие с оператором, отображение и сохранение результатов измерений, в том
числе в графическом виде, отбраковка пьезоэлементов по установленным критериям;
- накопление в базе данных результатов измерений, формирование, отображение и
сохранение отчетов о результатах измерений, в том числе гистограммных, получение их
твердой копии.
Коды программы не могут быть модифицированы простыми программными
средствами (защита на уровне структуры двоичного файла при его компиляции в среде
разработки).
Таблица 1
Наименование
программного
обеспечения
Идентификаци
онное
наименование
программного
обеспечения
Номер версии
(идентификаци
онный номер)
программного
обеспечения
Цифровой
идентификатор
программного
обеспечения
(контрольная
сумма
исполняемого
кода)
Алгоритм
вычисления
контрольной
суммы
Программное
обеспечение
аппаратуры
«Цензурка-МА2»
Уровень защиты ПО аппаратуры соответствует уровню «С».
В кодах ПО присутствует процедура контроля за контрольной суммой исполняемого
файла. При запуске ПО аппаратуры происходит проверка текущей контрольной суммы кода
программы с записанной контрольной суммой. В случае отличия этих контрольных сумм
программа аппаратуры останавливается и на экран выводится сообщение об ошибке проверки
контрольной суммы. Метрологически значимая часть ПО аппаратуры и измеренные данные
достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных и не
преднамеренных изменений.
1 – 500
2·10
-11
- ·10
-
Метрологические и технические характеристики
Диапазон рабочих частот, кГц
Диапазон измерения электрической емкости, Ф
7
2·10
-3
- ·10
-1
10 – 5·10
3
Диапазон измерения тангенса угла
диэлектрических потерь
Диапазон измерения сопротивления
на частоте резонанса, Ом
Пределы допускаемой основной относительной погрешности установки
частоты, %
±0,1
Лист № 4
Всего листов 6
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
частоты резонанса, %±0,2
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
частоты антирезонанса, %±0,5
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения
электрической емкости на частоте 1000 Гц, пФ:
±(1 пФ+5·10
-3
·С
изм
)
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения
тангенса угла диэлектрических потерь на частоте 1000Гц, пФ:
±(2·10
-3
+5·10
-3
·tg
d
изм
)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
сопротивления на частоте резонанса, %±10
Рассчитываемые параметры:
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
относительной диэлектрической проницаемости, %:
- для диапазона измерения емкости от 2·10
-11
до 10
-10
Ф±6
- для диапазона измерения емкости от 10
-10
до 10
-7
Ф±2
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
относительного резонансного промежутка в диапазоне от 0,04 до 0,4, %±6
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
коэффициента электромеханической связи в диапазоне от 0,25 до 0,8, %±3
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
пьезомодуля в динамическом режиме в диапазоне от 30 до 600 пКл/Н, %±6
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения
механической добротности в диапазоне от 50 до 800, %±15
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения скорости
звука в диапазоне от 2,5·10
3
до 5·10
3
м/с, %±1
Производительность измерений при определении всех параметров
(для однотипных элементов), штук в мин, не менее4
Электрическая изоляция выдерживает без пробоя и поверхностного
перекрытия испытательное напряжение синусоидальной формы частотой 50 Гц
между сетевыми цепями и корпусом изделия, при нормальных условиях, В, не менее: 1500
Электрическое сопротивление изоляции между цепями питания
изделия и его корпусом, в нормальных условиях применения, МОм не менее:20
Электрическое сопротивление между заземляющим контактом
сетевой вилки и корпусом изделия, не более, Ом0,5
Время установления рабочего режима, мин, не более5
Время непрерывной работы в рабочих условиях, ч, не менее8
при питании от сети переменного тока:
- напряжением, В220
±
22
- частотой, Гц50
±
1
Потребляемая мощность при номинальном напряжении
блока измерительного, Вт, не более40
управляющей ЭВМ и печатающего устройства - приводится в документации на эти изделия
Масса блока измерительного, кг, не более4
Масса изделия в потребительской таре, кг, не более15
Габаритные размеры аппаратуры «Цензурка-МА2»:
- блок измерительный (д×ш×в), мм, не более350×235×110
- габаритные размеры управляющей ЭВМ и печатающего устройства приводятся в
документации на эти изделия.
Лист № 5
Всего листов 6
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится методом металлографии на лицевую панель
аппаратуры «Цензурка-МА2» и типографским методом на титульные листы эксплуатационной
документации.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- блок измерительный;
- эквиваленты пьезоэлементов ЭПЭ-1201, ЭПЭ-1202, ЭПЭ-1203;
- наборы RC цепей НРЕЦ-1741, НРЕЦ-1742;
- четырехполюсник для измерения АЧХ ЦИХ-3216;
- микро-ЭВМ типа IBM PC класса «Pentium» IV с монитором 17”-19” или ноутбук;
- лазерный принтер;
- специальное программное обеспечение, установленное в ЭВМ и реализующее
заданные функции;
- паспорт (68.94.00.00.000 ПС);
- руководство по эксплуатации (68.94.00.00.000 РЭ);
- методика поверки (68.94.00.00.000 МП);
Поверка
Осуществляется по документу 68.94.00.00.000 МП, утвержденному ГЦИ СИ ФБУ
«Ростовский ЦСМ» 20.05.2013 г.
Переченьосновногооборудованиянеобходимогодляповеркиаппаратуры
«Ценурка-МА2».
Таблица 2
Тип, обозначение,
Изготовитель
Номер
Госреестра
Основные технические
характеристики
Наименование
установки
или прибора
Осциллограф
цифровой Tektronix
TDS 3032b
24021-02
2 Измеритель LCR
цифровой
Е7-8
4353-74
Г3-110
5460-76
(0-300) МГц;
ПГ ±0,002 %
1 мВ-10 В;
ПГ ±2 %
(1000±10) Гц;
0,01 пкФ - 100 мкФ;
ПГ ±0,1 %
0,1 Ом – 10 МОм;
ПГ ±0,1 %
Тангенс угла потерь
10
-4
- 1
ПГ ±0,1 %
0,001 Гц – 2 МГц;
ПГ ±3·10
-7
Гц
(0-2) В; ПГ ±1 %
3 Генератор
сигналов
низкочастотный
прецизионный
4 Милливольтметр
В3-38В
3243-90
5 Мультиметр
В7-80
28335-04
10 мВ – 300 В
10 Гц – 5 МГц;
ПГ ±1,5 %
(0,001-400) В;
Лист № 6
Всего листов 6
ПГ± (0,2-1,0) %
10 Гц- 100 кГц
Сведения о методиках (методах) измерений
Сведенияо методах измерений изложены в руководствепо эксплуатации
«Аппаратуры для контроля параметров пьезоэлементов «Цензурка-МА2» 68.94.00.00.000 РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к аппаратуре
«Цензурка-МА2»
ОСТ 11 044-87. Материалы пьезокерамические. Технические условия.
ГОСТ trial-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие
технические условия.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства измерений
Применяются вне сферы государственного регулирования обеспечения единства
измерений.
Изготовитель
Научноеконструкторско-технологическоебюропьезоэлектрического
приборостроения федерального государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования«Южныйфедеральный университет»(НКТБ
«ПЬЕЗОПРИБОР» ЮФУ)
Россия,344090,г.Ростов-на-Дону,ул.Мильчакова,10,тел.(863)222-34-01,
факс (863)243-48-44, e-mail:
;
Испытательный центр
Государственный центр испытаний средств измерений Федеральное бюджетное
учреждение «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний
в Ростовской области» (ГЦИ СИ ФБУ «Ростовский ЦСМ»). Аттестат аккредитации
действителен до 01.01.2014 г. (в Госреестре № 30042-08).
Адрес: 344010, г. Ростов-на-Дону, пр. Соколова, 58
Тел.:(863)264-19-74, 290-44-88, факс: (863)291-08-02, 290-44-88
e-mail:
Заместитель
Руководителя Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологииФ.В. Булыгин
М.п.«____»__________2013г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.
