МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

Государственная система обеспечения единства измерений

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ от 0,1 до 10,0 нс

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ    1.2—2009    «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты

межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП «ВНИИОФИ») Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстан-

дарт)

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. № 80-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 октября 2015 г. № 1517-ст межгосударственный стандарт ГОСТ8.540—2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2016 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 8.540-2011

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2016

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

ГОСТ 8.540-2015

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Государственная система обеспечения единства измерений

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 0,1 до 10,0 нс

State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification scheme for means of measuring the impulse electric and magnetic fields strengths with the pulse rise time over the range 0,1 —10,0 ns

Дата введения —2016—09—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на государственный первичный специальный эталон и государственную поверочную схему для средств измерений импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс (рисунок А.1 приложения А) и устанавливает назначение государственного первичного специального эталона единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс, комплекс основных средств измерений, входящих в его состав, основные метрологические характеристики эталона и порядок передачи единиц импульсных напряженностей электрического — вольт на метр (В/м) и магнитного — ампер на метр (А/м) полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс от государственного первичного специального эталона единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс с помощью вторичных (рабочих) эталонов рабочим средствам измерений с указанием погрешностей, неопределенностей и основных методов поверки.

2    Эталоны

2.1    Государственный первичный специальный эталон

2.1.1    Государственный первичный специальный эталон предназначен для воспроизведения и хранения единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс и передачи единицы при помощи вторичных (рабочих эталонов) рабочим средствам измерений с целью обеспечения единства измерений.

2.1.2    В основу измерений импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов вдиапазонеот0,1 до 10,0 нсдолжны быть положены единицы, воспроизводимые указанным эталоном.

2.1.3    Государственный первичный специальный эталон состоит из комплекса следующих технических средств, вспомогательных устройств и специальных инженерных сооружений:

-    полеобразующая система ПС-1 типа ТЕМ-ячейки с двумя рабочими зонами в наносекундном диапазоне;

-    полеобразующая система ПС-2 типа ТЕМ-ячейки в субнаносекундном диапазоне;

-    генератор импульсов высокого напряжения экспоненциальной формы с источником питания Г-1;

-    высоковольтный генератор ступенчатых импульсов с кабельным накопителем Г-2;

-    высоковольтный полупроводниковый генератор ступенчатых импульсов Г-3;

-    комплект генераторов ступенчатых импульсов напряжения Г-4;

-    компаратор напряженности импульсного электрического поля экспоненциальной формы КЕ-1;

-    компаратор напряженности импульсного магнитного поля экспоненциальной формы КН-1;

-    компаратор напряженности импульсного электрического поля ступенчатой формы КЕ-2;

Издание официальное

-    компаратор напряженности импульсного электрического поля ступенчатой формы КЕ-3;

-    система стабилизации и управления;

-    система регистрации и обработки результатов измерений в составе:

- специальных лабораторных экранированных помещений с требуемыми климатическими условиями.

Государственный первичный специальный эталон обеспечивает режимы работы в соответствии со схемами воспроизведения, приведенными в таблице 1.

Таблица 1 — Режимы работы государственного первичного специального эталона

Форма воспроизводимого импульса Режим Схема воспроизведения Тип генератора Тип полеобразующей системы Экспоненциальная 1 Г-1 ПС-1 Ступенчатая 2 Г-2 ПС-1 3 Г-2 ПС-2 4 Г-3 ПС-1 5 Г-3 ПС-2 6 Г-4 ПС-1 7 Г-4 ПС-2

2.1.4 Диапазоны значений импульсных напряженностей электрического Еи магнитного Н полей, в которых воспроизведены единицы, суказанием длительности фронта импульсовтф между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности, постоянной времени спада т_с на уровне 0,367 от установившегося значения напряженности и длительности импульса т_и на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Диапазоны значений, в которых воспроизведены единицы

Форма воспроизводимого импульса Режим Длительность фронта импульса, с Постоянная времени спада/длитель-ность импульса, с Е поле, В/м Н поле, А/м Экспоненци альная 1 8,0-10-9, не более 1,5 • 10-4, не менее 1,0-104—2,0-105 26,0—5,3-102 2 1,0-1 о-9, не более 1,0-1 о-7, не менее 1,0-103—'1,0-105 2,6—2,6-102 3 1,0-1 о-9, не более 1,0-1 о-7, не менее 3,0-103—3,0-105 80,0—8,0-102 Ступенчатая 4 5,0-10-10, не более 3,0-1 о-8, не менее 3,5 • 104—1,0 • 105 80,0—2,6-102 5 1,0-1 о-10, не более 3,0-1 о-8, не менее 1,0-105—3,0-105 2,6-102—8,0 -102 6 со 1 О <3 Т о Т о о ю О 0 1 со 1 О 3,0—40,0 СО о о о о 7 со 1 о <3 т о Т о О О 0 1 со 1 О 10,0—1,3-102 2,6-10-2—3,5-10-1

2.1.5 Первичный специальный эталон обеспечивает воспроизведение единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до

10,0 нс со средним квадратическим отклонением S₀ результата измерений, не превышающим 0,4 • 10~² при импульсах экспоненциальной и ступенчатой формы, при 50 независимых наблюдениях.

Границы неисключенной систематической погрешности 0_О, стандартной неопределенности и_А, оцененной по типу А, стандартной неопределенности и_в, оцененной по типу В, суммарной стандартной неопределенности и_с и расширенной неопределенности U_P при доверительной вероятности 0,99 и коэффициенте охвата 1,71 для установленных режимов работы эталона при воспроизведении импу-

ГОСТ 8.540-2015

льсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс не превышают установленных значений, приведенных в таблице 3.

Таблица 3 — Значения погрешностей и неопределенностей в установленных режимах работы эталона

Форма воспроизводимого импульса Режим 0О, % “а- % ив, % и с’ 0/,° ир, % £ Н Е Н £ Н £ Н £ Н Экспоненциаль ная 1 1,0 2,0 0,4 0,4 0,4 0,8 0,5 0,9 0,9 1,5 Ступенчатая 2 6,0 6,5 0,4 0,4 2,4 2,5 2,5 2,6 4,2 4,4 3 7,5 8,0 0,4 0,4 3,1 3,1 3,1 3,1 5,4 5,4 4 8,0 8,5 0,1 0,1 3,3 3,4 3,3 3,4 5,6 5,7 5 8,5 8,5 0,1 0,1 3,4 3,4 3,4 3,4 5,7 5,7 6 3,0 3,5 0,1 0,1 1,2 1,4 1,2 1,4 2,1 2,4 7 3,0 3,0 0,1 0,1 1,2 1,2 1,2 1,2 2,1 2,1

Нестабильность государственного первичного специального эталона v за год составляет 2 • 10^-3.

2.1.6    Для обеспечения воспроизведения единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс с указанной точностью должны соблюдать правила содержания и применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

2.1.7    Государственный первичный специальный эталон применяют для передачи единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей с длительностью фронта импульсов в диапазоне от 0,1 до 10,0 нс вторичным (рабочим) эталонам непосредственным сличением и методом прямых измерений и рабочим средствам измерений методом прямых измерений. Расширенные неопределенности передачи единиц U_po при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 1 • 10"² до 4 • 1СГ², относительные погрешности 5^, при доверительной вероятности 0,95 составляют от 1 • 10^-2до4 • 10^-2.

2.2 Вторичные (рабочие) эталоны

2.2.1 В качестве вторичных (рабочих) эталонов единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей применяют:

а)    меры напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 • 10¹ до 5 • 10⁵ В/м с длительностью фронта импульсов Тф от 0,5 • 10^-6до5,0 • 10^-6 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью импульсов т_и от 1 • 10^-3 до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

б)    меры напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 • 10² до 5 • 10⁵ В/м с длительностью фронта импульсов ТфОт1 • 10^-1°до1 • 10^-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью импульсов т_иот1 • 10^-9до1 • 10^-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

в)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 • 10² до 5 • 10⁵ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 • 10~⁹ до 1 • 10~⁷ с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пх от 1 • 10^-8 до 1 • 10^-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

г)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 • 10² до 5 • 10⁵ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_нот1 Ю“¹⁰до1 -10“⁹с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики т_пхот 1 • 10^-9до 1 • 10'⁷ с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

д)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 до 5 • 10⁵ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_нот0,8 • 10^-1°до5 • 10^-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пхот1 Ю“¹⁰до1 • 10'⁹ с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

е)    меры напряженностей импульсных электрического поля и магнитного полей в диапазонах от 1 доЗ • 10⁶ В/м и от 2,6 • 10^-3 до 8,0 • 10¹А/м с длительностью фронта импульсов ТфОт5,0 • 10^-11 до 5-10^-10 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью импульсов т_и от 1 • 10^-1°до 1 • 10^-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

ж) меры напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 1,0-10³ А/м с длительностью фронта импульсов Тф от 0,5- 10“⁶до5,0-10^-6 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью импульсов т_иот1 • 10~³до1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

и)    меры значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 2,6-10^-3 до

8,0 • 10² А/м с длительностью фронта импульсов ТфОТ 5 • 10^-11 до 1 • 10~⁷ с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью импульсов т_и от 1 • Ю^-10 до 1 • 10~³ с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

к)    измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 от 1,0 • 10³ А/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 • 10"⁹ до 1 • 10^-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пхот1 -10“⁸до1 • 10^-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

л)    измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25до 1,0 • 10³ А/м с временем нарастания переходной характеристики т_нот1 Ю“¹⁰до1 -10“⁹смежду уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и длительностью переходной характеристики т_пхот1 -10“⁹до1 • 10^-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности.

2.2.2    Расширенные неопределенности вторичных (рабочих) эталонов U_p при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к= 1,65 составляют от 2-10“² до 6-10“², относительные погрешности 5₀ при доверительной вероятности 0,95 составляют от 3 • 10^-2 до 8 • 10^-2.

2.2.3    Вторичные (рабочие) эталоны применяют для передачи единиц импульсных напряженностей электрического и магнитного полей рабочим средствам измерений методом прямых измерений и сличением с помощью компаратора. Расширенные неопределенности U_po передачи единиц при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 1,5 • 10“² до 7 • 10“², относительные погрешности 8^, при доверительной вероятности 0,95 составляют от 2 • 10^-2 до 10 • 10^-2.

3 Рабочие средства измерений

3.1 В качестве рабочих средств измерений применяют:

а)    высокоточные измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 1 • 10⁶ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 5 • 10^-11 до 1 • 10^-6 с между уровнями 0,1 иО,Эотустановившегосязначениянапряженностиисдлительностью переходной характеристики т_пх от 5 • 10~¹⁰до1 • 10^-3 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

б)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 5 • 10⁵ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 • 10~⁶до 1 • 10^-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пх от 1 • 10^-3 до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

в)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 10 до 5 • 10⁵ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 • 10~⁹до 1 • 10^-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пхот 1 • 10~⁶ до 1 • 10~² с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

г)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазо-неотЮдоб-10⁵ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 • 10~¹⁰до1 • 10~⁹смежду уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пхот 1 • 10~⁹ до 1 • 10~⁷ с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

д)    измерительные преобразователи напряженности импульсного электрического поля в диапазоне от 1 до 3 • 10⁶ В/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 5 • 10^-11 до 1 -10^-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пх от 1 • 10~¹⁰до 1 • 10^-9 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

е)    измерительные преобразователи максимального значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 1,5 • 10³ А/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 -10“⁶до1 • 10^-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пх от 1 • 10~³ до 1 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

ж)    измерительные преобразователи максимального значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 2,6 • 10^-3 до 8,0 • 10³ А/м с временем нарастания переходной характеристики т_нот1 Ю“¹⁰до1 • 10^-7 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с дли-

ГОСТ 8.540-2015

тельностью переходной характеристики т_пх от 1 • 10^-7 до 1 • 10^-2 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

и)    измерительные преобразователи максимального значения напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 1,5 • 10³ А/м с временем нарастания переходной характеристики т_н от 1 • 10^-10до1 • 10^-9 с между уровнями 0,1 и 0,9 от установившегося значения напряженности и с длительностью переходной характеристики т_пх от 1 • 10^-9до1 • 10^-7 с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности;

к)    высокоточные измерительные преобразователи напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне от 0,25 до 2,5 • 10³ А/м с временем нарастания переходной характеристики т_нот5 • 10^-11 до 1 • Ю^смеждууровнямиО,! и 0,9 от установившегося значения напряженности и сдлительностью переходной характеристики т_пх от 5,0 • Ю^-10 до 1 • 10~³ с на уровне 0,5 от установившегося значения напряженности.

3.2 Расширенные неопределенности измерений напряженностей Е и Н полей рабочих средств измерений U_p при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата к = 1,65 составляют от 5 • 10^-2 до 15-10^-2, относительные погрешности рабочих средств измерений 5₀ при доверительной вероятности 0,95 составляют от 7 • 10^-2 до 20 • 10“².

Приложение А (обязательное)

Государственная поверочная схема для средств измерений максимальных значений импульсных напряженностей электрического и магнитного полей

См. вкладку.

5

УДК 681.7.069.2.089.6:006.354    МКС 17.020    Т84.8

Ключевые слова: государственный первичный специальный эталон, вторичный (рабочий) эталон, рабочее средство измерений

Редактор АС. Коршунова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Е.Д. Дульнева Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдано в набор 12.01.2016. Подписано в печать 14.03.2016. Формат 60x84^g. Гарнитура Ариал. Уел. печ. л. 0,93 + вкл. 0,47. Уч.-изд. л. 0,75 + вкп. 0,40. Тираж 50 экз. Зак. 730.

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ru    info@gostinfo.rn

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ С ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ 0,1-10 нс

Upo - расширенная неопределенность передачи единиц; Up - расширенная неопределенность измерений напряженностей Е и Н полей средства измерений; 8^ - погрешность передачи единиц; 50 - погрешность измерений напряженностей Е и Н полей средства измерений Обозначения: Тф - длительность фронта импульса между уровнями 0.1-0.9; ти - длительность импульса на уровне 0,5; тн - время нарастания переходной характеристики между уровнями 0.1-0.9; тпх- длительность переходной характеристики на уровне 0,5; тс - постоянная времени спада на уровне 0,367; v - нестабильность за год;

S0 - среднее квадратическое отклонение; UPE, 1/рн- расширенные неопределенности для значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей соответственно; 0ое> ®оН ” неисключенные систематические погрешности для значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей соответственно;

---

Рисунок А.1

1

2