Назначение калибратора фазы Ф1 – 4. Цифроаналоговый преобразователь. Структурная схема, страница 21

.

Погрешность от  определяется как:

.

Заменив , получим с учётом (14) выражение для АФП от несимметрии уровней ограничения:

.                              (22)

5.3.11   Методика оценки основной погрешности калибратора фазы в диапазоне частот 5 Гц – 10 МГц и измерителя разности фаз в диапазоне частот 5 Гц – 10 МГц с помощью пассивных фазовращателей.

Настоящая методика устанавливает процедуру поверки основной погрешности калибратора фазы (КФ) и измерителя разности фаз (ИРФ) в диапазоне частот 5 Гц – 10 МГц с помощью пассивных фазоврвщателей. Ниже излагается методика поверки, её обоснование и оценка погрешности.

Поверка основной погрешности КФ и ИРФ осуществляется по блок схеме приведённой на рис. 15.

 

Рис. 15. Блок – схема калибратора фазы и измерителя разности фаз.

Зависимость угла сдвига фаз (УСФ) между выходными сигналами КФ от показаний его шкалы имеет следующий вид:

,                                         (23)

где  - воспроизводимое значение УСФ по шкале КФ,

      - неисключённая систематическая погрешность КФ.

Зависимость значения УСФ между входным и выходным сигналом дополнительного фазовращателя (ДФВ) можно представить как:

,                                      (24)

где  - Показание шкалы ДФВ,   - погрешность ДФВ.

Показание шкалы ИРФ связано с УСФ на его входах соотношением:

  ,                                  (25)

где -     - погрешность ИРФ при измерении УСФ равного  .

С учётом выражений (23) и (24) представим  как:

.                        (26)

Подставив (26) в выражение (25) получим:

.            (27)

Разложим функцию  по степеням  в точке  и, используя два первых члена ряда Тейлора, получим (25) в виде:

    (28)

Вследствие медленноменяющегося характера функций  и , членом  можно пренебречь, так как его максимальное значение для КФ и ИРФ, имеющих погрешность не более . С учётом изложенного запишем (28) в виде:

                          (29)

Сформулируем требования к погрешности установки УСФ с помощью ДФВ. Исходя из медленноменяющегося характера функции  значения УСФ  могут быть взяты с погрешностью . Так как приращение погрешности ИРФ на этом участке не превышает , т. е. существенно меньше чувствительности шкалы ИРФ ().

Исходя из выше сказанного выражение 29 можно преобразовать как:

                               (30)

В случае проведения поверки КФ, имеющего основную погрешность  и разрешённую способность ИРФ , нет необходимости проводить поверку более чем в 8 – ми точках шкалы КФ, т. е. через  , т. к. приращение погрешности КФ будет меньше чувствительности шкалы ИРФ.

Для проведения поверки составляется специальная таблица, состоящая из 8 – ми строк и 8 – ми столбцов, приведённая на рис. 16, куда заносятся соответствующие отклонения показаний шкалы ИРФ от суммарного значения УСФ, воспроизводимого с помощью КФ и ДФВ.

В первой серии измерений шкала КФ устанавливается в нулевое положение, с помощью ДФВ устанавливается в нулевое положение. Затем по шкале КФ воспроизводятся последовательно значения УСФ , , , , , , . По шкале ИРФ производится отсчёт отклонений от воспроизводимого значения УСФ, значения которых в общем виде представлено в первой строке таблицы из рис. 16. Затем вновь устанавливается нуль шкалы КФ, а с помощью ДФВ устанавливается показание шкалы ИРФ, равное . По шкале КФ воспроизводятся значения УСФ , , , , , , , а по шкале ИРФ производится отсчёт отклонений от указанных значений УСФ. Значения отклонений представлены во второй строке таблицы для данной серии измерений. Аналогично проводятся серии измерений с 3 – ей по 8 – ю, устанавливая предварительно с помощью ДФВ показания шкалы ИРФ  , , , , , .

Как видно из таблицы рис. 16 каждый столбец таблицы содержит одни и те же погрешности КФ, а значения погрешности ИРФ и ДФВ изменяются в зависимости от номера строчки таблицы, пробегая все значения в точках , , , , , , .

Так, например, 2 – ой столбец таблицы содержит погрешность КФ в точке .