Настоящая государственная поверочная схема распространяется на средства измерений мощности электромагнитных колебаний (далее - мощности) и отношений мощностей в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц и устанавливает порядок передачи единицы мощности - ватта (Вт) и единицы отношений мощностей от государственного первичного эталона при помощи вторичных и рабочих эталонов 1-го, 2-го и 3-го разрядов (далее - РЭ) средствам измерений (далее - СИ) с указанием погрешностей и основных методов поверки.

Графическая часть государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц представлена в приложении А.

В настоящем документе использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.569-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Ваттметры СВЧ малой мощности диапазона частот 0,02 - 178,6 ГГц. Методика поверки и калибровки.

ГОСТ 13317-89 Элементы соединения СВЧ трактов радиоизмерительных приборов. Присоединительные размеры.

ГОСТ Р 8.813-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0,01 до 65 ГГц.

А также на Государственную поверочную схему для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1·10^-1 до 2·10⁹ Гц, утвержденную приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии N 1053 от 29.05.2018 г.

3.1.1 Государственный первичный эталон состоит из комплекса следующих технических средств:

эталонные ваттметры проходного и оконечного типов на каждый тип тракта: волноводные 35x15, 28,5x12,6, 23x10, 16x8, 5,5x11, 7,2x3,4 мм и коаксиальные 7/3,04 мм, 3,5/1,52 мм;

микрокалориметры и калориметрические преобразователи волноводные 35x15, 28,5x12,6, 23x10, 16x8, 5,5x11, 7,2x3,4 мм и коаксиальные 7/3,04 мм;

измерители комплексного коэффициента отражения.

3.1.2 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы мощности P от 1·10^-3 до 1·10^-2 Вт и единицы отношений мощностей K от 2·10^-1 до 1 в диапазоне частот от 0,03 до 37,5 ГГц.

3.1.3 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы мощности с относительным средним квадратическим отклонением S₀ результата измерений, не превышающим 2·10^-4 при десяти независимых измерениях. Относительная неисключенная систематическая погрешность не превышает:

4·10^-3 - для волноводов 35x15, 23x10, 16x8 мм;

7·10^-3 - для волновода 11x5,5 мм;

1,2·10^-2 - для волновода 7,2x3,4 мм;

2·10^-3 - для коаксиалов 7/3,04 мм и 3,5/1,52 мм на частоте 50 МГц;

5·10^-3 - для коаксиала 7/3,04 мм при частоте до 6 ГГц;

8·10^-3 - для коаксиала 7/3,04 мм при частоте от 6 ГГц до 18 ГГц;

7·10^-3 - для коаксиала 3,5/1,52 мм при частоте до 6 ГГц;

1,0·10^-2 - для коаксиала 3,5/1,52 мм при частоте от 6 ГГц до 18 ГГц;

1,2·10^-2 - для коаксиала 3,5/1,52 мм при частоте от 18 ГГц до 26 ГГц.

Нестабильность первичного эталона за год составляет 2·10^-3.

3.1.4 Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы отношений мощности с относительным средним квадратическим отклонением S₀ результата измерений, не превышающим 5·10^-5 при десяти независимых измерениях. Относительная неисключенная систематическая погрешность не превышает 5·10^-4.

3.1.5 Государственный первичный эталон применяют для передачи единицы мощности вторичным эталонам, рабочим эталонам 1-го и 2-го разрядов методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона или косвенных измерений.

3.2.1 В качестве вторичных эталонов единицы мощности применяют:

ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10^-3 до 1·10^-2 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,1;

ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10^-3 до 1·10^-2 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода Г_Э не более 0,03 или не более 0,20 при известных значениях фазы и модуля Г_Э с доверительными границами абсолютной погрешности модуля Г_Э +/- 0,01.

3.2.2 Доверительные границы суммарной относительной погрешности +/- 1,2·10^-2 при доверительной вероятности 0,95.

3.2.3 Предел допускаемой нестабильности v_o ВЭТ единицы мощности не более 3·10^-3 за год.

3.2.4 Вторичные эталоны применяют для передачи единицы мощности РЭ 1-го, 2-го и 3-го разрядов методом непосредственного сличения на частотах по ГОСТ 8.569-2000 с учетом действительных значений комплексных коэффициентов отражения ваттметров.

4.1 В качестве РЭ 1-го разряда единицы мощности используют:

ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10^-5 до 1·10^-1 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,1;

ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10^-5 до 1·10^-1 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода Г_Э не более 0,03 или не более 0,30 при известных значениях фазы и модуля Г_Э с доверительными границами абсолютной погрешности модуля Г_Э +/- 0,02 при доверительной вероятности 0,95.

4.2 В качестве РЭ 1-го разряда единицы отношений мощности используют измерители отношений в виде ваттметров, калибраторов мощности и измерительных приемников с диапазоном измерений от 0 до 40 дБ с модулем коэффициента отражения входа не более 0,1.

4.3 Доверительные границы относительной погрешности измерений при доверительной вероятности 0,95:

от +/- 1,2·10^-2 до +/- 2,0·10^-2 для ваттметров поглощаемой мощности;

от +/- 1,2·10^-2 до +/- 2,5·10^-2 для ваттметров проходящей мощности.

4.4 Доверительные границы относительной погрешности измерений отношений мощности РЭ 1-го разряда единицы отношений мощности +/- 0,01 дБ/10 дБ при доверительной вероятности 0,95.

4.5 Ваттметры и калибраторы мощности применяют для передачи единицы мощности РЭ 2-го, 3-го разрядов и СИ методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона измерений и непосредственного сличения.

4.6 Измерители отношений применяют для передачи единицы отношений мощности РЭ 2-го, 3-го разрядов и СИ методами прямых измерений или сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется источник СВЧ сигналов.

5.1 В качестве РЭ 2-го разряда единицы мощности используют:

ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10^-6 до 1 Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,16;

ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10^-5 до 1·10^-1 Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода Г_Э не более 0,06 или не более 0,30 при известных значениях фазы и модуля Г_Э с доверительными границами абсолютной погрешности модуля Г_Э +/- 0,03 при доверительной вероятности 0,95.

5.2 В качестве РЭ 2-го разряда единицы отношений мощности используют:

измерители отношений в виде ваттметров, калибраторов мощности, измерительных приемников, анализаторов спектра и анализаторов цепей, с диапазоном измерений от 0 до 100 дБ с модулем коэффициента отражения входа не более 0,2;

преобразователи масштабные фиксированные с диапазоном измерений от 3 до 30 дБ с модулями коэффициента отражения входа и выхода не более 0,06;

преобразователи масштабные переменные с диапазоном измерений от 1 до 40 дБ с изменением модулей коэффициента отражения входа и выхода не более 0,03.

5.3 Доверительные границы относительной погрешности измерений мощности при доверительной вероятности 0,95:

от +/- 2,0·10^-2 до +/- 4,0·10^-2 для ваттметров поглощаемой мощности;

от +/- 1,5·10^-2 до +/- 3,0·10^-2 для ваттметров проходящей мощности.

5.4 Доверительные границы относительной погрешности измерений отношений мощностей при доверительной вероятности 0,95:

от +/- 0,01 до +/- 0,03 дБ/10 дБ для измерителей отношений;

+/- 0,10 дБ для преобразователей масштабных фиксированных;

+/- 0,05 дБ/10 дБ для преобразователей масштабных переменных.

5.5 Допускается применение масштабных преобразователей, фиксированных и переменных, аттестованных по государственной поверочной схеме единицы волнового сопротивления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разрядов или государственной поверочной схеме единицы ослабления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разрядов, при соответствии технических и метрологических характеристик требованиям п.п. 5.2 и 5.4.

5.6 Допускается определение коэффициентов преобразования коаксиальных масштабных преобразователей и ваттметров поглощаемой мощности при расширении диапазона измерений мощности проводить при помощи заимствованных эталонов напряжения постоянного или переменного тока.

5.7 Ваттметры и калибраторы мощности применяют для передачи единицы мощности РЭ 3-го разряда и СИ методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона измерений и непосредственного сличения.

5.8 Измерители отношений применяют для передачи единицы отношений мощности РЭ 3-го разряда и СИ методами прямых измерений или сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется источник СВЧ сигналов.

6.1 В качестве РЭ 3-го разряда единицы мощности используют:

ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений от 1·10^-10 до 1·10² Вт с модулем коэффициента отражения входа Г не более 0,3;

ваттметры проходящей мощности и калибраторы мощности с диапазоном измерений от 1·10^-6 до 1·10² Вт с модулем эффективного коэффициента отражения выхода Г_Э не более 0,06 или не более 0,30 при известных значениях фазы и модуля Г_Э с доверительными границами абсолютной погрешности модуля Г_Э +/- 0,03 при доверительной вероятности 0,95.

6.2 В качестве РЭ 3-го разряда единицы отношений мощности используют:

измерители отношений в виде ваттметров, калибраторов мощности, измерительных приемников, анализаторов спектра и анализаторов цепей с диапазоном измерений от 0 до 100 дБ с модулем коэффициента отражения входа не более 0,3;

преобразователи масштабные фиксированные с диапазоном измерений от 3 до 30 дБ с модулями коэффициента отражения входа и выхода не более 0,10.

преобразователи масштабные переменные с диапазоном измерений от 1 до 100 дБ с изменением модулей коэффициента отражения входа и выхода не более 0,06.

6.3 Доверительные границы относительной погрешности измерений мощности при доверительной вероятности 0,95 от +/- 3,0·10^-2 до +/- 8,0·10^-2.

6.4 Доверительные границы относительной погрешности измерений отношений мощностей при доверительной вероятности 0,95:

от +/- 0,03 до +/- 0,10 дБ/10 дБ для измерителей отношений;

от +/- 0,10 до +/- 0,20 дБ для преобразователей масштабных фиксированных;

от +/- 0,05 до +/- 0,15 дБ/10 дБ для преобразователей масштабных переменных.

6.5 Допускается применение масштабных преобразователей, фиксированных и переменных, аттестованных по государственной поверочной схеме единицы волнового сопротивления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разряда или государственной поверочной схеме единицы ослабления в качестве рабочего эталона 1-го или 2-го разряда, при соответствии технических и метрологических характеристик требованиям п.п. 6.2 и 6.4.

6.6 Для расширения частотного диапазона РЭ 3-го разряда единицы мощности и единицы отношения мощностей вниз до 9 кГц применяют рабочие эталоны, заимствованные из других поверочных схем:

рабочий эталон напряжения переменного тока 3-го разряда в диапазоне частот от 9·10³ до 3·10⁷ Гц с диапазоном значений 1·10^-1 - 3·10¹ В и доверительными границами относительных погрешностей измерений напряжения +/- (0,1 - 1,5)·10^-2 при доверительной вероятности 0,95 (см. для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1·10^-1 до 2·10⁹ Гц);

рабочий эталон комплексного коэффициента отражения 2-го разряда в диапазоне частот 1·10⁷ - 1·10⁹ Гц с диапазоном измерения модуля коэффициента отражения от 0 до 1 и доверительными границами погрешностей измерений модуля коэффициента отражения +/- (0,5 - 1,5)·10^-2 при доверительной вероятности 0,95 (см. ГОСТ Р 8.813).

Размер единицы мощности в диапазоне частот от 9 кГц до 30 МГц устанавливают методом косвенных измерений.

6.7 Ваттметры и калибраторы мощности применяют для передачи единицы мощности СИ методами прямых измерений, прямых измерений с расширением диапазона измерений и непосредственного сличения.

6.8 Измерители отношений применяют для передачи единицы отношений мощности СИ методами прямых измерений или сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется источник СВЧ сигналов.

7.1 В качестве СИ мощности и отношений мощностей используют:

ваттметры поглощаемой мощности с диапазоном измерений мощности от 1·10^-10 до 1·10⁴ Вт;

ваттметры проходящей мощности с диапазоном измерений мощности от 1·10^-6 до 1·10⁴ Вт;

анализаторы спектра, измерительные приемники с диапазоном измерений мощности от 1·10^-13 до 1 Вт;

генераторы сигналов с диапазоном измерений мощности от 1·10^-13 до 1·10⁴ Вт;

преобразователи масштабные фиксированные с диапазоном измерений от 3 до 40 дБ;

преобразователи масштабные переменные с диапазоном измерений от 1 до 100 дБ.

7.2 Средства измерений должны иметь стандартизованные по ГОСТ 13317 соединители.

7.3 Пределы допускаемой относительной погрешности измерений ваттметров от +/- 4·10^-2 до +/- 25·10^-2, анализаторов спектра, измерительных приемников от +/- 0,2 до +/- 5,0 дБ, генераторов сигналов от +/- 0,5 до +/- 5,0 дБ, преобразователей масштабных фиксированных от +/- 0,2 до +/- 2,0 дБ, преобразователей масштабных переменных от +/- 0,15 до +/- 0,5 дБ/10 дБ.

7.4 Средства измерений могут применяться при поверке других средств измерений при соотношении их пределов допускаемых погрешностей не более 1/2.

Пояснения терминов, специфических для системы обеспечения единства измерений мощности электромагнитных колебаний и отношений мощностей, приведены в таблице Б.1.