Компаратор Р3003 дифференциальный высокоточный компаратор напряжений постоянного тока
Компаратор Р3003 - это дифференциальный высокоточный компаратор напряжений постоянного тока класса точности 0,0005, совмещающий функции компарирования, измерения, калибровки и усиления напряжения. Прибор формирует и сравнивает калиброванные напряжения с разрешением до единиц нановольт, обеспечивает работу с внешними аналоговыми и цифровыми измерителями и может использоваться как источник опорного напряжения для прецизионных электрических цепей. Р3003 поставляется в исполнении для умеренного и тропического климата и применяется в метрологических лабораториях, на поверочных стендах и в службах КИПиА.
Назначение и области применения компаратора Р3003
Компаратор напряжений Р3003 предназначен для высокоточных работ с цепями постоянного тока. Основные задачи и области применения:
- компарирование (относительное сравнение) напряжений постоянного тока на нескольких поддиапазонах;
- выдача калиброванных напряжений в широком диапазоне - от 10 нВ до 11,111110 В для поверки и калибровки приборов;
- усиление малых напряжений от 20 нВ до 10 В с выводом сигнала на внешние аналоговые и цифровые измерительные приборы;
- питание прецизионных электрических цепей опорным напряжением 10 В с током нагрузки порядка 10 - 25 мА;
- работа в составе автоматизированных поверочных и калибровочных установок, где требуется дистанционное считывание показаний;
- метрологические центры, поверочные лаборатории, отделы главного метролога и заводские стенды контроля точных вольтметров и калибраторов.
Благодаря сочетанию функций компаратора, калибратора и усилителя Р3003 может быть центральным прибором эталонного стола по напряжению постоянного тока.
Функциональные возможности и особенности компаратора Р3003
Внутри компаратора Р3003 объединены несколько функциональных узлов, работа которых согласована между собой:
- встроенный калибратор напряжения, формирующий калиброванные уровни на пределах 10 В, 1 В, 0,1 В для компарирования и измерения;
- дифференциальный измерительный усилитель, предназначенный для усиления малых напряжений и вывода их на внешние аналоговые и цифровые индикаторы;
- дифференциальный микровольт метр, обеспечивающий регистрацию малых разностных напряжений при компарировании;
- делитель входного напряжения, расширяющий верхний предел измерения до десятков вольт без потери точности;
- режимы работы с внешними аналоговыми и цифровыми приборами по выходу усилителя - формируется сигнал до 10 В при токе до 5 мА;
- возможность использовать прибор как источник опорного напряжения 10 В для питания прецизионных цепей с током нагрузки до 10 - 25 мА.
Компаратор имеет развитые средства подавления синфазных и дифференциальных помех сети, что важно при работе с микровольтовыми уровнями. На входе реализована высокая помехоустойчивость по напряжениям частоты питающей сети и высокое подавление синфазных составляющих.
Технические характеристики компаратора Р3003
Ключевые технические параметры дифференциального компаратора напряжений Р3003 приведены в таблице.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Тип прибора | дифференциальный компаратор напряжений постоянного тока |
| Класс точности | 0,0005 |
| Назначение | компарирование и измерение напряжений постоянного тока, выдача калиброванных напряжений, усиление малых напряжений, питание прецизионных цепей |
| Диапазон выдаваемых калиброванных напряжений | от 10 нВ до 11,111110 В |
| Диапазон усиливаемых напряжений | от 20 нВ до 10 В с выводом на аналоговый и цифровой выход |
| Пределы компарирования и измерения (с компенсацией калибратором) | 11,111110 В; 1,1111110 В; 0,1111110 В |
| Предел измерения со встроенным делителем | 111,11110 В |
| Основная погрешность компарирования | ±(5U+1) мкВ для U=11,111110 D; ±(5U+0,1) мкВ для U=1,1111110 В; ±(10U+0,04) мкВ для U=0,1111110 В; ±(50U+4) мкВ для U=111,11110 В |
| Пределы усиливаемых напряжений усилителем | 1 мкВ; 10 мкВ; 100 мкВ; 1 мВ; 10 мВ; 100 мВ; 1 В; 10 В |
| Нагрузочная способность аналогового выхода усилителя | 10 В; 5 мА |
| Нагрузочная способность при питании прецизионных цепей | 10 В; 10 - 25 мА |
| Выходное сопротивление усилителя | не более 0,5 Ом по аналоговому и цифровому выходам |
| Подавление синфазного постоянного напряжения | не менее 120 дБ |
| Условия эксплуатации | температура окружающего воздуха 10 - 35 °C; относительная влажность до 80 % при 25 °C |
| Исполнение по климату | исполнение 0, категория 4.1, допускается поставка в районы с тропическим климатом |
| Напряжение питания | от сети 220 ±22 В, частота 50 или 60 Гц |
| Габаритные размеры | 488×170×380 мм |
| Масса | около 13 кг |
| Рекомендуемая замена | Р3003М1-1, Р3017 |
Конструкция и эксплуатационные особенности
Компаратор Р3003 выполнен в настольном металлическом корпусе с фронтальной панелью, на которой расположены органы выбора пределов, режимов работы и основные органы управления калибратором и усилителем. На лицевой стороне размещены органы подключения внешних измерителей, входные клеммы для измеряемого напряжения и выходные разъемы для аналогового и цифрового сигналов.
В одном приборе реализованы калибратор, делитель, измерительный усилитель и микровольтметр, что позволяет проводить компарирование и измерение без привлечения внешних эталонов, за исключением нормального элемента при калибровке. Конструкция входных цепей обеспечивает высокую помехозащищенность по сетевым и синфазным наводкам, а схемы усилителя рассчитаны на малое смещение нуля во времени. При соблюдении нормальных условий эксплуатации дрейф нуля усилителя за рабочую смену не превышает единиц микровольт.
Работа с прибором предполагает предварительный прогрев, выбор пределов компарирования, настройку калиброванного напряжения и считывание результата либо по встроенному индикатору, либо по внешнему высокоточному вольтметру, подключенному к выходу усилителя.
Преимущества применения компаратора Р3003
- очень высокий класс точности 0,0005 для компарирования и измерения напряжения постоянного тока;
- объединение в одном приборе функций компаратора, источника калиброванных напряжений и усилителя малых сигналов;
- широкий диапазон уровней - от единиц нановольт до десятков вольт при работе на различных пределах;
- наличие аналогового и цифрового выходов, удобных для подключения к внешним регистрирующим и измерительным устройствам;
- возможность питания прецизионных цепей стабильным напряжением 10 В с достаточной нагрузочной способностью;
- исполнение, рассчитанное на эксплуатацию как в обычных лабораторных условиях, так и в районах с тропическим климатом;
- наличие рекомендованных современных модификаций и аналога, упрощающих подбор замены при модернизации парка средств измерений.