Измерение низких уровней напряжения в режиме селективного вольтметра

Анализатор спектра Экофизика-110А со специальным расширенным встроенным ПО может измерять уровни напряжения по прямому входу в режиме селективного микро- и нановольтмера. Для этого преобразователи (токосъёмники, пробники напряжения и другие согласующиеся с анализатором) подсоединяются при помощи адаптера прямого входа 110-ОСТ-DIR ко входу Mic прибора.

В меню инженерного ПО анализатора есть специальная измерительная программа (в исполнениях 110А-Белая или HF-Белая она называется Микровольтметр MIC), при помощи которой можно измерять текущие (СКЗ) и усреднённые за полное время измерений уровни напряжения в селективных полосах частот в диапазоне до 48 кГц.

Мы предлагаем комплект Тишина-3, который состоит из анализатора спектра Экофизика-110А (с поверкой), токосъёмника ТИ2-1 (с поверкой), пробника напряжения ПН-102 (с поверкой) и согласующих элементов. При комплектации проводится совместная калибровка анализатора с преобразователями и оформление приложения к руководству по эксплуатации.

Комплект применяется для измерений напряжения и силы тока радиопомех в линиях связи, сетях электропитания, сетях передачи данных.

Система собирается по схеме, изображённой на рисунке выше: преобразователь - токосъёмник или пробник напряжения (4) - подсоединяется при помощи адаптера 110-ОСТ-DIR (2) напрямую или через малошумящий усилитель Р302 (3) к входу Mic Экофизики-110А (1).

Более подробно порядок работы Экофизики с токосъёмником и пробником напряжения описан в приложении к руководству по эксплуатации прибора ПР ПКФ-20-062.Х, а режим селективного вольтметра описан в одном из разделов самого руководства по эксплуатации.

 

Особенности режима измерения Микровольтметр MIC
  • Ширина селективной полосы задаётся из набора: 1.0, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8, 10.0, 15.0, 22.0, 33.0, 47.0, 68.0, 100 (Гц)
  • Автоматическое определение частоты спектрального сигнала
  • Расчёт суммарного уровня внутри выбранной зоны спектра БПФ
  • Гармонический курсор спектра БПФ
Технические характеристики прибора в комплектации Тишина-3
  • Диапазон измерения по прямому входу (при ширине селективной полосы 1 Гц): 30 нВ - 10 В для частот 125 Гц и 1 кГц, 100 нВ - 10 В для частоты 8 кГц
  • Диапазон измерения с использованием усилителя Р302 (при ширине селективной полосы 1 Гц): 20 нВ - 0,5 В для частот 125 Гц и 1 кГц, 4 нВ - 0,5 В для частоты 8 кГц
  • Спектральная плотность напряжения
  • собственных шумов (в диапазоне 31,5-16000 Гц): не более 7,5 нВ/√Гц с использованием усилителя Р302
  • Пределы допускаемой относительной погрешности измерений в диапазоне 10 - 45000 Гц: ± 0,3 дБ

Тишина-3. Типовой комплект

Комплект Тишина-3 прибора Экофизика-110А (исполнение "HF-L") ориентирован на лаборатории, занимающиеся измерениями напряжения и силы тока радиопомех в сетях электропитания, линиях связи, управления и передачи данных в целях обнаружения и оценки акустоэлектрических каналов утечки информации, а также обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и защиты информации. Комплект позволяет измерять уровни напряжения в режиме селективного микро- и нановольтметра в слышимом диапазоне частот.

Прибор Экофизика-110А позволяет производить спектральный анализ (1/1-, 1/3-, 1/12-октавы,  БПФ) в полосе частот до 48 кГц.

Параметры измерения напряжения в режиме "Микровольтметр MIC" (селективный микровольтметр):

  1.  Диапазон частот: 2 - 45000 Гц
  2.  Верхняя граница диапазона измерений:
    •  Без усилителя в тракте (подача сигнала на вход через OCT-110-DIR): 10 В СКЗ
    •  С малошумящим усилителем в тракте: 0.5 В СКЗ.
  3.  Нижняя  граница диапазона измерений с шириной  полосы  пропускания измерительного фильтра 1 Гц:
    1. Без усилителя в тракте (подача сигнала на вход через OCT-110-DIR):
      •  На частоте 125 Гц -  30 нВ
      •  На частоте 1000 Гц - 30 нВ
      •  На частоте 8000 Гц - 100 нВ
    2.  С малошумящим усилителем в тракте:
      •  На частоте 125 Гц - 20 нВ
      •  На частоте 1000 Гц - 20 нВ
      •  На частоте 8000 Гц - 4 нВ
  4. Ширина  полосы  пропускания полосового фильтра: переключаемая, выбирается из набора  1.0 Гц, 1.5 Гц, 2.2 Гц, 3.3 Гц, 4.7 Гц, 6.8 Гц,  10  Гц, 15 Гц, 22 Гц, 33 Гц, 47 Гц, 68 Гц, 100 Гц
  5. Пределы погрешности определения среднеквадратичного значения напряжения в диапазоне 10 Гц – 45 кГц: не более +/-0,2 дБ
  6. Спектральная  плотность  собственных шумов измерителя  Экофизика-110А в диапазоне частот 100 - 11200 Гц: не более 20 нВ/√Гц

При необходимости комплект может быть дооснащен оборудованием для измерений виброакустических параметров (микрофон, вибропреобразователь), напряжённости электромагнитного поля (измерительные антенны), а также интерфейсными адаптерами телеметрии (как кабельными, так и беспроводными) и иными принадлежностями.

В комплект входят:

  • 4-канальный измерительно-индикаторный блок Экофизика-110А в исполнении "HF-L",
  • набор измерительно-программных модулей "Инженерная виброакустика ЭФБ-HF-L",
  • первичная поверка прибора в качестве анализатора спектра,
  • адаптер прямого входа OCT-110-DIR,
  • малошумящий усилитель Р302,
  • сумка, четыре комплекта аккумуляторов с зарядным устройством,
  • измерительный токосъёмник ТИ2-1 с первичной поверкой и совместной калибровкой с анализатором спектра Экофизика-110А,
  • измерительный пробник напряжения ПН-102 с первичной поверкой и совместной калибровкой с анализатором спектра Экофизика-110А,
  • руководства по эксплуатации, паспорта.

Р302. Усилитель малошумящий

Малошумящий усилитель Р302 предназначен для согласования слабых сигналов, подаваемых на вход анализаторов спектра, вольтметров и т.д.

Питание устройства осуществляется от четырех элементов типа АА либо от внешнего источника постоянного тока 5VDC.

Для подключения к сети переменного тока (220 VAC) следует использовать поставляемый по отдельному заказу сетевой адаптер и кабель USB/Switchcraft 6-pin.

Усилитель имеет два канала (A и B), которые независимы друг от друга и могут задействованы одновременно или по отдельности.

Тестовый канал AUX предназначен для проверки работоспособности канала усиления путем подачи на соответствующий вход слабого гармонического электрического сигнала (частота тестового сигнала 80±1 Гц, напряжение от 0,1 до 0,5 Вскз)

Технические характеристики усилителя Р302

Количество входных каналов

2 (разъемы BNC)

Усиление (на опорной частоте 1000 Гц) Кус, дБ

 

Канал

 

A

26,0

B

25,9

Максимальное напряжение (каналы A и B)

 

Макс. размах выходного переменного напряжения (Uвых)

±6 Впик

Макс. скорость нарастания входного сигнала

15 В/мкс

Макс. входное переменное напряжение (Uвх)

Uвых10-0.05Кус, Впик

Предельно допустимое напряжение на входе (с учетом постоянной и переменной составляющих)

±25 В

Коэффициент нелинейных искажений (на частотах 1000 Гц, 10000 Гц)

<0,05%

Рекомендуемое сопротивление нагрузки

4 кОм

Входной импеданс

Канал A: 5 МОм

Канал B: 100 кОм

Спектральные характеристики (на примере зав. номера 190003)

Усиление (Кус) и спектральная плотность собственных шумов (σ)

Канал А

f, Гц

1,25

2

4

8

16

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

16000

Kус, дБ

23,9

26,0

26,1

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,8

σ, нВ/Гц^0,5

25,0

22,3

15,1

13,1

10,1

8,8

7,5

6,7

6,7

6,4

6,4

6,3

6,3

6,4

6,7

 

Канал B

f, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

16000

Kус, дБ

22,1

25,5

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,9

25,8

σ, нВ/Гц^0,5

7,1

5,7

4,6

4,6

4,2

4,1

4,0

4,0

4,0

4,2

 

 

Питание

4 элемента типа АА, внешнее питание (DIN) 5 В DC,

макс. ток потребления 150 мА

Габаритные размеры

Не более 185 х 85 х 35 мм

Масса с аккумулятором

Не более 550 г