Утверждающий документ
Приказ Росстандарта № 1520
28 июля 2023 г.
УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «28» июля 2023 г. № 1520 ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ 1. Область применения 1.1. Настоящая государственная поверочная схема распространяется на средства измерений постоянного электрического напряжения (далее - напряжение) и электродвижущей силы (далее - ЭДС) в диапазоне до 1000 В (приложение А) и устанавливает порядок передачи единицы напряжения - вольта (В) от государственного первичного эталона единицы электрического напряжения (далее - государственный первичный эталон) при помощи вторичных и рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов поверки. 1.2. Соотношение погрешностей между эталонами, а также эталонами и средствами измерений при поверке должно быть не более ½ с учетом погрешности, вносимой методом передачи. Допускается проводить поверку средств измерений напряжения и ЭДС при помощи эталонов более высокой точности, чем предусмотрено в текстовой и графической частях настоящей поверочной схемы. 1.3. В настоящей государственной поверочной схеме при воспроизведении и измерении ЭДС и постоянного напряжения использую тся меры ЭДС, меры напряжения, вольтметры (под вольтметрами также понимаются компараторы, потенциометры, электрометры, измерительные преобразователи, многофункциональные приборы и др.), калибраторы (под калибраторами также понимаются компараторы, электрометры, многофункциональные приборы, источники напряжения и др.), имеющие режимы измерения или воспроизведения постоянного напряжения с нормированными метрологическими характеристиками. 2 Государственный первичный эталон 2.1. В состав государственного первичного эталона входят: мера напряжения МН -2 и мера напряжения МН-3, осуществляющие воспроизведение единицы электрического напряжения с использованием криогенных преобразователей частоты в постоянное напряжение на основе эффекта Джозефсона, аппаратуры облучения преобразователей СВЧ сигналом, включающей синтезаторы СВЧ диапазона и аппаратуру формирования опорной частоты; аппаратуры управления и контроля; аппаратура, осуществляющая передачу единицы напряжения; аппаратура контроля условий измерений. 2.2. Диапазон напряжений, воспроизводимых государственным первичным эталоном, составляет от 1 мВ до 10 В. 2.3. Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы напряжения на основе использования значения константы Джозефсона KJ =483 597,848 416 984 ГГц/В: со средним квадратическим отклонением (далее - СКО) результата измерений в абсолютной форме, S0, не превышающ им 1 ·10-9 В при 30 независимых измерениях для напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В и не превышающим U·10-9 В при 30 независимых измерениях для U в диапазоне 1 В – 10 В; с неисключенной систематической погрешностью (далее - НСП) в абсолютной форме, 0, не превышающей 1·10-9 В при Р=0,99 для напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В и не превышающ ей U·10-9 В при Р=0,99 для U в диапазоне 1 В – 10 В; со стандартной неопределенностью, оцениваемой по типу А, uАо, в абсолютной форме, не превышающей 1·10-9 В для напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В при 30 независимых измерениях и не превышающей U·10-9 В для U в диапазоне 1 В – 10 В; со стандартной неопределенностью, оцениваемой по типу В, uBо, в абсолютной форме, не превышающей 0, 4·10-9 В для напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В и не превышающей 0,4·U·10-9 В для U в диапазоне 1 В – 10 В; с суммарной стандартной неопределенностью – 1,1 ·10-9 В для воспроизводимых напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В и 1,1· U·10-9 В для воспроизводимых напряжений U в диапазоне 1 В – 10 В; с расширенн ой неопределенностью – 2,2·10-9 В для воспроизводимых напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В и 2,2·U·10-9 В в диапазоне 1 В – 10 В; при коэффициенте охвата k = 2; с расширенной неопределенностью – 3,3 ·10-9 В для воспроизводимых напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В и 3,3·U·10-9 В для воспроизводимых напряжений U в диапазоне 1 мВ – 1 В; при коэффициенте охвата k = 3. 2.4. Государственный первичный эталон применяют для передачи единицы напряжения вторичным (ВЭ) и рабочим эталонам (РЭ) методом сличения при помощи компаратора (нановольтметра с применением или без транспортируемой меры напряжения, с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений ), и методом прямых измерений вольтметрам (РЭ 1 – го разряда). 2.5. Для обеспечения воспроизведения единицы электрического напряжения должны соблюдаться правила содержания и применения государственного первичного эталона, утвержденные в установленном порядке. 3. Вторичные эталоны 3.1. В качестве вторичных эталонов используют: эталон-копию; эталон сравнения с использованием мер напряжения на эффекте Джозефсона; эталоны на основе мер ЭДС и (или) мер напряжения; эталоны на основе мер ЭДС, мер напряжения и меры на основе эффекта Джозефсона; эталоны на основе мер напряжения на основе эффекта Джозефсона. 3.2. Эталон-копия состоит из группы термостатированных насыщенных нормальных элементов (далее - НЭ) и мер напряжения на стабилитронах, в том числе транспортируемых. Номинальные значения напряжения и ЭДС эталона-копии составляют 1 В и 10 В. 3.3. СКО результатов сличений эталона -копии с государственным первичным эталоном SΣ0 при 60 независимых измерениях не должно превышать 1,5·10-8 в относительных единицах при номинальном значении напряжения 1 В и 3·10-8 при номинальном значении напряжения 10 В. Предел допускаемой относительной нестабильности ν 0 эталона-копии за межповерочный / межаттестационный интервал не должен превышать: 1,5·10-7 для среднего значения ЭДС группы НЭ; 3·10-7 для мер напряжения на стабилитронах. 3.4. Эталон-копию применяют для передачи единицы напряжения вторичным и рабочим эталонам, а также для поверки средств измерений классов точности от 0,0000 1 до 0,0002 сличением при помощи компаратора (нановольтметра с применением или без транспортируемой меры напряжения, с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений). 3.5. В качестве эталона сравнения используют транспортируемую меру напряжения на основе эффекта Джозефсона. Номинальные значения напряжения эталона сравнения составляют 1 В и 10 В. 3.6. СКО результатов сличений эталона сравнения с государственным первичным эталоном SΣ0 при 30 независимых измерениях в относительной форме не должно превышать 2·10-9. Предел допускаемой относительной нестабильности ν 0 эталона сравнения за цикл сличений не должен превышать 1·10-9. 3.7. Эталон сравнения применяют для международных сличений государственного первичного эталона с национальными эталонами других стран, а также для передачи единицы напряжения вторичным эталонам на основе меры напряжения на эффекте Джозефсона при помощи компаратора. 3.8. Вторичные эталоны включают: 3.8.1. Группу термостатированных насыщенных НЭ с мерами напряжения на стабилитронах или без них, или меру (группу мер ) напряжения на стабилитронах; Номинальные значения напряжения ВЭ составляют 1 В, 10 В. 3.8.2. Группу термостатированных насыщенных НЭ с мерами напряжения на стабилитронах (включая транспортируемые) или без них в комплекте с мерой напряжения на основе эффекта Джозефсона; Номинальные значения напряжения ВЭ составляют 0,1 В - 10 В. 3.8.3. Меру напряжения на основе эффекта Джозефсона. Номинальные значения напряжения ВЭ составляют 1 В, 10 В. 3.9. СКО результатов сличений SΣ0 ВЭ с государственным первичным эталоном, эталоном-копией или эталоном сравнения в относительных единицах не должно превышать в относительной форме: 5·10-8 для ВЭ по 3.8.1 и 3.8.2; 1·10-8 для ВЭ по 3.8.3. Предел допускаемой относительной нестабильности ν 0 ВЭ за межповерочный / межаттестационный интервал не должен превышать: 5·10-7 для ВЭ по 3.8.1; 3 10-7 для ВЭ по 3.8.2; 5·10-8 для ВЭ по 3.8.3. 3.10. ВЭ применяют для поверки рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов, а также для поверки средств измерений классов точности от 0,0000 1 до 0,0002 сличением при помощи компаратора (вольтметра с применением или без транспортируемой меры напряжения, с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений) или для поверки рабочих эталонов 1-го разряд ов, а также для поверки средств измерений классов точности от 0,00005 до 0,0002 методом прямых измерений (с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений). 4. Рабочие эталоны 4.1. Рабочие эталоны 1-го разряда 4.1.1. В качестве РЭ 1-го разряда используют меры ЭДС, меры напряжения на стабилитронах с номинальными значениями 1 В и 10 В, меры напряжения в диапазоне от 10 до 1000 В, вольтметры и калибраторы напряжения в диапазоне напряжений до 1000 В. 4.1.2. Доверительные границы относительных погрешностей δ 0 РЭ 1 -го разряда при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать 0,7·10-6 для мер ЭДС и мер напряжения на стабилитронах с номинальными значениями 1 В и 10 В и (0,2 - 1,0)·10-6 для мер напряжения от 10 до 1000 В (в зависимости от значений воспроизводимых напряжений). Предел допускаемой относительной нестабильности ν0 РЭ 1-го разряда для мер ЭДС и мер напряжения за межповерочный / межаттестационный интервал не должен превышать 1,5·10-6. Пределы допускаемых относительных погрешностей Δ 0 РЭ 1 -го разряда для вольтметров и калибратор ов напряжения не должны превышать (1,5 - 5)·10-6. 4.1.3. РЭ 1 -го разряда применяют для поверки РЭ 1-го и 2-го разряда, а также для поверки средств измерений классов точности от 0,0005 до 0,002 сличением при помощи компаратора (вольтметра, с применением или без транспортируемой меры напряжения на стабилитронах из состава РЭ 1 -го разряда, с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений), методом прямых измерений (с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений ) или методом непосредственного сличения. 4.2. Рабочие эталоны 2-го разряда 4.2.1. В качестве РЭ 2 -го разряда используют меры ЭДС или меры напряжения на стабилитронах с номинальными значениями в диапазоне от 0,1 В до 10 В, вольтметры и калибраторы напряжения в диапазоне напряжений до 1000 В. 4.2.2. Доверительные границы относительных погрешностей δ 0 РЭ 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 для мер ЭДС и мер напряжения не должны превышать 2·10-6. Пределы допускаемой относительной нестабильности ν 0 РЭ 2-го разряда для мер ЭДС и мер напряжения за межповерочный / межаттестационный интервал не должны превышать 5·10-6. Пределы допускаемых относительных погрешностей Δ 0 РЭ 2-го разряда для вольтметров и калибратор ов не должны превышать (0,5 - 5,0)·10-5 (в зависимости от диапазона измерений). 4.2.3. РЭ 2-го разряда применяют для поверки РЭ 2-го и РЭ 3-го разряда, а также для поверки средств измерений классов точности от 0,00 05 до 0,02 сличением при помо щи компаратора (вольтметра, с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений ), методом прямых измерений (с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений), непосредственным сличением. 4.3. Рабочие эталоны 3-го разряда 4.3.1. В качестве РЭ 3 -го разряда используют меры ЭДС и меры напряжения с номинальными значениями в диапазоне от 0, 1 В до 10 В, вольтметры и калибраторы напряжения в диапазоне напряжений до 1000 В. Допускается применять в качестве РЭ 3-го разряда вольтметры классов точности от 0,05 до 0,5. 4.3.2. Доверительные границы относительных погрешностей δ 0 РЭ 3 -го разряда при доверительной вероятности 0,95 для мер ЭДС и мер напряжения не должны превышать 3·10-6. Пределы допускаемой относительной нестабильности ν0 РЭ 3-го разряда за межповерочный / межаттестационный интервал для мер ЭДС и мер напряжения не должны превышать 1·10-5. Пределы допускаемых относительных погрешностей Δ 0 РЭ 3-го разряда для вольтметров и калибратор ов не должны превышать (0,5 - 50)·10-4 (в зависимости от диапазона измерений). 4.3.3. РЭ 3-го разряда применяют для поверки РЭ 3 -го разряда и средств измерений классов точности от 0,005 до 5,0 сличением при помощи компаратора (вольтметра, с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений), методом прямых измерений (с применением или без масштабного преобразователя сравниваемых напряжений ), непосредственным сличением. 5. Средства измерений 5.1. В качестве средств измерений используют меры ЭДС, меры напряжения, калибраторы и вольтметры в диапазоне до 1000 В классов точности от 0,00001 до 5,0. 5.2. Пределы допускаемых относительных погрешностей Δ 0 средств измерений составляют от 0,1·10-6 до 5·10-2. ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ Государственный первичный эталон Вторичные эталоны1-го разряда2-го разряда Рабочие эталоны 3-го разряда Средства измерений Обозначения на схеме: 𝑆 0 − абсолютное значение СКО; Θ0 − абсолютное значение НСП; 𝛿0 − доверительные границы относительной погрешности определения действительного значения; 𝑣0 − относительное значение нестабильности; ∆0 − предел допускаемых значений относительной погрешности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЭТАЛОН ЕДИНИЦЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1 мВ - 10 В 𝑆0 = 1 ∙ 10−9 В; Θ0 = 1 ∙ 10−9В, для 𝑈 в диапазоне 1 мВ − 1 В 𝑢А0 = 1 ∙ 10−9 В; 𝑢 В0 = 0,4 ∙ 10−9В, для 𝑈 в диапазоне 1 мВ − 1 В 𝑆0= 𝑈 ∙ 10−9 В; Θ0 = 𝑈 ∙ 10−9 В, для 𝑈 в диапазоне 1 В – 10 В 𝑢А0 = 𝑈 ∙ 10−9 В; 𝑢 В0 = 0,4 ∙ 𝑈 ∙ 10−9 В, для 𝑈 в диапазоне 1 В − 10 В ЭТАЛОН СР АВНЕНИЯ мера напряжения на основе эффекта Джозефсона 1 В; 10 В SΣ0 = 2 ∙ 10−9; 𝑣 0 = 1 ∙ 10−9 Меры ЭДС, меры напряжения, калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,00001 − 0,0002 ∆0= 0,1 − 2,0 ∙ 10−6 Группа НЭ, меры напряжения 1 В; 10 В SΣ0 = 5 ∙ 10−8; 𝑣 0 = 5 ∙ 10−7 Группа НЭ, меры напряжения совместно с мерой напряжения на основе эффекта Джозефсона 0,1 В - 10 В SΣ0 = 5 ∙ 10−8; 𝑣0= 3 ∙ 10−7 Меры напряжения 10 − 1000 В 𝛿0 = 0,2 − 1,0 ∙ 10−6 𝑣0 = 1,5 ∙ 10−6 Меры ЭДС, меры напряжения 1 В; 10 В 𝛿0 = 0,7 ∙ 10−6 𝑣0 = 1,5 ∙ 10−6 Калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В ∆0= 1,5 − 5,0 ∙ 10−6 Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В ∆0= 1,5 − 5,0 ∙ 10−6 Сличение при помощи компаратора Сличение при помощи компаратора Сличение при помощи компаратора Сличение при помощи компаратора Сличение при помощи компаратора Метод прямых измерений ЭТАЛОН-КОПИЯ группа НЭ, меры напряжения 1 В; 10 В SΣ0 1,5 ∙ 10−8; 3 ∙ 10−8 𝑣0 1,5 ∙ 10−7; 3 ∙ 10−7 Мера напряжения на основе эффекта Джозефсона 1 В; 10 В SΣ0 = 1 ∙ 10−8; 𝑣 0 = 5 ∙ 10−8 Сличение при помощи компаратора Сличение при помощи компаратора Метод прямых измерений Метод прямых измерений Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В ∆0= 0,5 − 5,0 ∙ 10−5 Калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В ∆0= 0,5 − 5,0 ∙ 10−5 Меры ЭДС, меры напряжения 0,1 В − 10 В 𝛿0 = 2 ∙ 10−6 𝑣0 = 5 ∙ 10−6 Сличение при помощи компаратора Метод прямых измерений Метод прямых измерений Метод непосредственного сличения Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,05 − 0,5 ∆0= 0,5 − 50 ∙ 10−4 Калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В ∆0= 0,5 − 50 ∙ 10−4 Меры ЭДС, меры напряжения 0,1 В − 10 В 𝛿0 = 3 ∙ 10−6 𝑣0 = 1 ∙ 10−5 Сличение при помощи компаратора Метод прямых измерений Метод прямых измерений Метод непосредственного сличения Меры ЭДС, меры напряжения, калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,0005 − 0,002 ∆0= 0,5 − 2,0 ∙ 10−5 Меры ЭДС, меры напряжения, калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,005 − 0,02 ∆0= 0,5 − 2,0 ∙ 10−4 Калибраторы напряжения 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,05 − 5,0 ∆0= 0,5 − 50 ∙ 10−3 Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,00005 − 0,0002 ∆0= 0,5 − 2,0 ∙ 10−6 Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,0005 − 0,002 ∆0= 0,5 − 2,0 ∙ 10−5 Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,005 − 0,02 ∆0= 0,5 − 2,0 ∙ 10−4 Вольтметры 𝑈 ≤ 1000 В Классы точности 0,05 − 5,0 ∆0= 0,5 − 50 ∙ 10−3 Метод прямых измерений Метод непосредственного сличения
