Вольтметр В1-13 прибор для поверки вольтметров и калибровки измерителей постоянного тока
Прибор В1-13 это широкодиапазонный прецизионный источник калиброванных напряжений и токов постоянного тока, предназначенный для поверки и настройки электроизмерительных приборов. Он работает как программируемый калибратор и фактически является эталонным «вольтметром наоборот» – вместо измерения напряжения В1-13 формирует на выходе стабильное калиброванное напряжение или ток, по которому проверяют точность цифровых и аналоговых вольтметров, делителей, измерительных усилителей и других устройств.
Благодаря диапазону выходного напряжения от 10 мкВ до 1000 В, калиброванному току от 1 нА до 100 мА и очень малому выходному сопротивлению порядка 0,001 Ом прибор обеспечивает высокую точность поверки как низкоомной, так и высокоомной аппаратуры постоянного тока.
Назначение и области применения В1-13
В1-13 используют как в составе автоматизированных систем поверки, так и автономно на метрологических и производственных участках. Основные области применения:
- поверка и калибровка цифровых и аналоговых вольтметров постоянного тока широкого класса точности;
- поверка аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, измерительных усилителей и модулей ввода вывода;
- контроль и настройка прецизионных делителей напряжения и источников опорного напряжения;
- использование в качестве программируемого эталонного источника напряжения и тока при разработке и испытаниях измерительных систем;
- работа как цифроаналоговый преобразователь в составе радиоизмерительных и стендовых комплексов;
- использование в поверочных и калибровочных лабораториях, на заводах изготовителях и в сервисных центрах.
Прибор В1-13 особенно востребован там, где необходимо обеспечить прослеживаемость результатов измерений к эталону и гарантировать высокую точность показаний поверяемых вольтметров и измерительных каналов.
Функциональные возможности и особенности В1-13
Основу прибора составляет высокостабильный источник калиброванных напряжений и токов с программируемой установкой выходного параметра. Ключевые возможности и особенности:
- формирование калиброванного выходного напряжения в диапазоне от 10 мкВ до 1000 В с набором поддиапазонов для оптимизации точности и разрешения;
- задание калиброванного тока в диапазоне от 1 нА до 100 мА, что позволяет поверять микроамперметры, миллиамперметры и токовые входы измерительных модулей;
- очень малое выходное сопротивление порядка 0,001 Ом, благодаря чему выходное напряжение и ток практически не зависят от сопротивления нагрузки в пределах допустимых токов;
- управление вручную с передней панели, дистанционно и по программе с помощью позиционного кода 1 2 4 8, что удобно для интеграции в автоматизированные стенды;
- изолированный от корпуса и цепей управления высоковольтный выход до 1000 В, повышающий безопасность и помехоустойчивость измерений;
- устройство ограничения уровня выходного параметра по величине и диапазону, предотвращающее ошибочную подачу завышенного напряжения или тока на поверяемый прибор;
- высокая долговременная стабильность выходного напряжения и малый дрейф, позволяющие использовать В1-13 как рабочий эталон в течение длительного времени между поверками.
Режимы работы и структура поддиапазонов спроектированы так, чтобы обеспечить удобную установку типовых калибровочных точек по напряжению и току при минимальной суммарной погрешности.
Технические характеристики вольтметра В1-13
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Назначение | прибор для поверки вольтметров и другой измерительной аппаратуры постоянного тока, программируемый источник калиброванных напряжений и токов |
| Диапазон выходного напряжения | от 10 мкВ до 1000 В |
| Типовые поддиапазоны напряжения | 10 мкВ 10 В, 100 мкВ 100 В, 1 мВ 1000 В (с внутренним делением по десяткам и сотням вольт) |
| Диапазон калиброванного тока на выходе | от 1 нА до 100 мА (с разбиением на поддиапазоны 1 10 100 мА и соответствующие нано и микроамперы) |
| Максимальный ток нагрузки | до 110 мА при напряжении до 100 В и до 11 мА при напряжении от 100 В до 1000 В |
| Выходное сопротивление | не более 0,001 Ом |
| Погрешность установки напряжения относительно меры ЭДС |
для поддиапазона 10 мкВ 10 В: ±(0,001 + 0,0004 Uк/Uх) %; для 100 мкВ 100 В: ±(0,002 + 0,0005 Uк/Uх) %; для 1 мВ 1000 В (до 500 В): ±(0,0025 + 0,0005 Uк/Uх) %; для 1 мВ 1000 В (свыше 500 В): ±0,005 % плюс добавочный член по мере ЭДС |
| Погрешность установки напряжения с учетом меры ЭДС | типично до ±(0,005 + k·Uк/Uх) %, где коэффициенты k выбираются в зависимости от поддиапазона и согласованы с паспортом прибора |
| Дрейф выходного напряжения за 8 часов | не более ±(0,002 + 0,00015 Uк/Uх) % |
| Дрейф выходного напряжения за 2000 часов | не более ±(0,004 + 0,0004 Uк/Uх) % |
| Дополнительная погрешность при изменении температуры на каждые 10 °C | порядка 0,001 % от U + 0,0002 % от Uк для Uк = 10 В, до 0,003 % от U + 0,0002 % от Uк для Uк = 100 и 1000 В |
| Погрешность при установке калиброванных токов | ориентировочно ±(1·10 4 Iх + 1·10 5 Iк) в относительном выражении, с учетом меры тока |
| Изоляция выходной цепи | выход с рабочим напряжением до 1000 В электрически изолирован от корпуса и цепей управления |
| Режимы управления | ручное, дистанционное и программное управление по позиционному коду 1 2 4 8 |
| Питающее напряжение | сеть переменного тока 220 В, 50 Гц |
| Потребляемая мощность | около 100 В·А |
| Габаритные размеры | примерно 490 × 215 × 478 мм |
| Масса | порядка 23 кг |
Конструкция и эксплуатационные особенности
Прибор В1-13 выполнен в виде массивного настольного блока в металлическом корпусе с развитой системой экранирования и вентиляции. На лицевой панели размещены органы задания выходного напряжения и тока, органы выбора поддиапазонов, элементы управления режимами работы (местный, дистанционный, программный), цифровые индикаторы и сигнальные лампы состояния, а также клеммы или разъемы высоковольтного выхода.
Внутренняя структура включает прецизионный цифроаналоговый преобразователь, опорные источники напряжения, систему коммутации поддиапазонов, узлы защиты от перегрузки и блок управления. Выходной силовой каскад рассчитан на работу при токах до 110 мА на низких напряжениях и до 11 мА на диапазоне до 1000 В при сохранении очень малого эквивалентного выходного сопротивления.
Выходное напряжение до 1000 В гальванически изолировано от корпуса и логических цепей управления, что повышает безопасность оператора и позволяет использовать прибор в составе сложных автоматизированных систем без появления паразитных связей по земле. Устройство ограничения выходного уровня предотвращает случайную установку параметров за пределами допустимого для поверяемого прибора диапазона.
Для достижения паспортной точности рекомендуется выдерживать необходимое время прогрева после включения, выполнять калибровку по внешним мерам ЭДС в регламентированные сроки, соблюдать нормируемые условия температуры и влажности, а также использовать экранированные соединительные кабели достаточной изоляции при работе на высоких напряжениях.
Преимущества применения В1-13
- широкий диапазон выходного напряжения от 10 мкВ до 1000 В и калиброванного тока от 1 нА до 100 мА в одном приборе;
- очень малое выходное сопротивление порядка 0,001 Ом, обеспечивающее стабильность выходного параметра при подключении реальных нагрузок;
- прецизионная погрешность установки напряжения и малая долговременная нестабильность, позволяющие использовать В1-13 как рабочий эталон;
- возможность ручного, дистанционного и программного управления, удобная интеграция в автоматизированные системы поверки и испытаний;
- изолированный высоковольтный выход до 1000 В и встроенная защита по уровню, повышающие безопасность и надежность;
- конструктивная надежность и ресурс, рассчитанный на многолетнюю эксплуатацию в метрологических и производственных лабораториях.
