JJF 2178-2024 伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范JJF2178—2024伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforVolt-secondGenerators2024-10-19發(fā)布2025-04-19實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2178—2024伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforVolt-secondGenerators→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→ →→→→→→→→→→→→→→→→歸口單位:全國電磁計量技術(shù)委員會主要起草單位:中國測試技術(shù)研究院參加起草單位:浙江省計量科學(xué)研究院湖南省計量檢測研究院陜西省計量科學(xué)研究院福建省計量科學(xué)研究院中國科學(xué)院物理研究所本規(guī)范委托全國電磁計量技術(shù)委員會負責(zé)解釋JJF2178—2024本規(guī)范主要起草人:肖鵬(中國測試技術(shù)研究院)余曉曦(中國測試技術(shù)研究院)參加起草人:虞志書(浙江省計量科學(xué)研究院)徐昱(湖南省計量檢測研究院)湯元會(陜西省計量科學(xué)研究院)董小龍(福建省計量科學(xué)研究院)許志一(中國科學(xué)院物理研究所)JJF2178—2024Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3概述 (1)4計量特性 (1)4.1輸出電壓 (1)4.2脈沖寬度 (1)4.3磁通量 (1)5校準(zhǔn)條件 (1)5.1環(huán)境條件 (1)5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 (2)6校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 (2)6.1校準(zhǔn)項目 (2)6.2校準(zhǔn)方法 (2)7校準(zhǔn)結(jié)果表達 (4)8復(fù)校時間間隔 (4)附錄A磁通量校準(zhǔn)不確定度評定示例 (5)附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式 (8)附錄C校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式 (10)JJF2178—2024ⅡJJF1071—2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》和JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2178—20241伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于磁通量輸出范圍為0.1mWb~10Wb伏秒發(fā)生器的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1013磁學(xué)計量常用名詞術(shù)語及定義凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3概述伏秒發(fā)生器是用來校準(zhǔn)數(shù)字磁通計的儀器。伏秒發(fā)生器一般由微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以及運算放大器等組成,其工作原理如圖1所示。微處理器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)通過運算放大器輸出標(biāo)準(zhǔn)幅度(U)和寬度(T)的電壓脈沖信號,產(chǎn)生等量綱的磁通量。圖1伏秒發(fā)生器原理示意圖4計量特性4.1輸出電壓輸出幅值范圍:2mV~2V,最大允許誤差:±(0.01%~0.1%)。4.2脈沖寬度脈沖寬度范圍:10ms~10s,最大允許誤差:±(0.002%~0.05%)。4.3磁通量磁通量范圍:0.1mWb~10Wb,最大允許誤差:±(0.01%~0.2%)。注:以上指標(biāo)不用于合格性判別,僅供參考。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件環(huán)境溫度:(20±5)℃;環(huán)境相對濕度:不大于75%;JJF2178—20242供電電源:(220±22)V,(50±1)Hz。5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備5.2.1直流電壓表測量范圍應(yīng)覆蓋被校準(zhǔn)伏秒發(fā)生器輸出電壓的范圍,最大允許誤差的絕對值應(yīng)小于被校伏秒發(fā)生器輸出電壓最大允許誤差絕對值的1/3。5.2.2時間間隔測量儀測量脈沖寬度的最大允許誤差絕對值應(yīng)小于被校伏秒發(fā)生器脈沖寬度最大允許誤差絕對值的1/10。也可使用具有時間間隔測量功能的通用計數(shù)器。6校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)項目校準(zhǔn)項目一覽表見表1。表1校準(zhǔn)項目一覽表序號校準(zhǔn)項目計量特性條款校準(zhǔn)方法條款1輸出電壓4.16.2.22脈沖寬度4.26.2.33磁通量4.36.2.46.2校準(zhǔn)方法6.2.1外觀及工作正常性檢查檢查被校伏秒發(fā)生器的外觀及附件,外觀應(yīng)完好,無影響工作的機械損傷;不缺少影響正常工作的附件。在進行伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)前,測量標(biāo)準(zhǔn)和被校伏秒發(fā)生器應(yīng)當(dāng)按說明書進行預(yù)熱。6.2.2輸出電壓圖2輸出電壓校準(zhǔn)接線圖a)按圖2連接,設(shè)置伏秒發(fā)生器處于輸出電壓校準(zhǔn)狀態(tài),對于有零位調(diào)節(jié)的伏秒發(fā)生器應(yīng)先調(diào)零。b)對于輸出電壓為若干固定點的伏秒發(fā)生器,應(yīng)對其每一點輸出電壓進行校準(zhǔn)。對于輸出電壓連續(xù)可調(diào)的多量程伏秒發(fā)生器,一般應(yīng)選擇輸出電壓準(zhǔn)確度最高的量程作為基本量程,其余量程作為非基本量程?；玖砍桃话憔鶆蜻x擇3個點,非基本量程選擇量程的20%和100%,也可以根據(jù)客戶要求增加或減少校準(zhǔn)點。c)根據(jù)選定的校準(zhǔn)點設(shè)置輸出電壓Ux,記錄直流電壓表的測量值U0。d)伏秒發(fā)生器輸出電壓示值誤差按公式(1)計算。式中:ΔU—伏秒發(fā)生器輸出電壓示值誤差,式中:ΔU—伏秒發(fā)生器輸出電壓示值誤差,V;JJF2178—20243Ux—伏秒發(fā)生器輸出電壓設(shè)定值,V;U0—直流電壓表電壓測量值,V。e)伏秒發(fā)生器輸出電壓相對示值誤差按公式(2)計算?！?00%(2)式中:γU—伏秒發(fā)生器輸出電壓相對示值誤差。6.2.3脈沖寬度a)對于脈沖寬度為若干固定點的伏秒發(fā)生器,應(yīng)對其每一點脈沖寬度進行校準(zhǔn)。對于脈沖寬度任意設(shè)置的伏秒發(fā)生器,一般應(yīng)選擇包含脈沖寬度上限和下限的4個點,并使校準(zhǔn)點在輸出范圍內(nèi)均勻分布,也可以根據(jù)客戶要求增加或減少校準(zhǔn)點。圖3校準(zhǔn)脈沖寬度接線圖b)按圖3連接,設(shè)置伏秒發(fā)生器為正常輸出脈沖狀態(tài),設(shè)定輸出電壓幅度為基本量程的滿量程點UF,根據(jù)選定的校準(zhǔn)點設(shè)置脈沖寬度Tx。時間間隔測量儀設(shè)置為脈沖寬度測量模式,觸發(fā)閾值設(shè)置為UF/2。啟動伏秒發(fā)生器輸出脈沖,記錄時間間隔測量儀測量值T0。c)按公式(3)計算伏秒發(fā)生器輸出脈沖寬度示值誤差。式中:ΔT=Tx-T0(3)ΔT—伏秒發(fā)生器脈沖寬度示值誤差,s;Tx—伏秒發(fā)生器脈沖寬度設(shè)定值,s;T0—時間間隔測量儀測量值,s。d)伏秒發(fā)生器脈沖寬度相對示值誤差按公式(4)計算?！?00%(4)式中:γT—伏秒發(fā)生器脈沖寬度相對示值誤差。6.2.4磁通量a)依據(jù)6.2.3選定的輸出電壓校準(zhǔn)點Ux和6.2.4選定的脈沖寬度校準(zhǔn)點Tx,按公式(5)計算伏秒發(fā)生器磁通量設(shè)定值。式中:Φx=UxTx(5)Φx—伏秒發(fā)生器磁通量設(shè)定值,Wb。b)依據(jù)6.2.3輸出電壓測量值U0和6.2.4脈沖寬度測量值T0,按公式(6)計算伏秒發(fā)生器磁通量測量值。JJF2178—20244式中:Φ0—伏秒發(fā)生器磁通量測量值式中:Φ0—伏秒發(fā)生器磁通量測量值,Wb。c)伏秒發(fā)生器磁通量的示值誤差按公式(7)計算。式中:ΔΦ=Φx-Φ0(7)ΔΦ—伏秒發(fā)生器磁通量示值誤差,Wb。d)伏秒發(fā)生器磁通量的相對示值誤差按公式(8)計算?！?00%(8)式中:γΦ—伏秒發(fā)生器磁通量相對示值誤差。7校準(zhǔn)結(jié)果表達校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(報告)上反映,校準(zhǔn)證書(報告)應(yīng)至少包括以下信息:a)標(biāo)題,如“校準(zhǔn)證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。校準(zhǔn)原始記錄格式見附錄B,校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式見附錄C。8復(fù)校時間間隔建議復(fù)校時間間隔為12個月。送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。JJF2178—20245附錄A磁通量校準(zhǔn)不確定度評定示例A.1概述根據(jù)JJF1059.1規(guī)定的方法,在伏秒發(fā)生器輸出電壓幅度為1V、脈沖寬度為1s的條件下,對輸出1Wb磁通量的校準(zhǔn)結(jié)果進行測量不確定度評定。A.2測量模型式中:Φ0—伏秒發(fā)生器磁通量測量值,Wb式中:Φ0—伏秒發(fā)生器磁通量測量值,Wb;U0—直流電壓表電壓測量值,V;T0—時間間隔測量儀測量值,s。A.3測量不確定度的主要來源磁通量測量不確定度的主要來源包括:a)由測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u0;b)由測量輸出電壓引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1;c)由測量脈沖寬度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2。各輸入量的不確定度之間不相關(guān)時,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算公式為(A.2)。式中靈敏系數(shù)為:(A.2)A.4各分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定A.4.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u0測量重復(fù)性數(shù)據(jù)見表A.1。磁通量的測量重復(fù)性不確定度由實驗標(biāo)準(zhǔn)差來表示,根據(jù)表A.1中的數(shù)據(jù),磁通量連續(xù)測量10次磁通量的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差為:由測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確為.1:×10-6Wb表A.1輸出1Wb點測量重復(fù)性數(shù)據(jù)u0表A.1輸出1Wb點測量重復(fù)性數(shù)據(jù)測量次數(shù)磁通量測量值/Wb第1次0.9999431第2次0.9999435JJF2178—20246表A.1(續(xù))測量次數(shù)磁通量測量值/Wb第3次0.9999449第4次0.9999438第5次0.9999420第6次0.9999424第7次0.9999424第8次0.9999424第9次0.9999416第10次0.9999415平均值Φ00.9999428A.4.2測量輸出電壓引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1根據(jù)電壓表的技術(shù)指標(biāo),在該點電壓的最大允許誤差為:±(1×10-5×0.9999473+3×10-6×1)V≈±1.3×10-5V出電壓引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:分散區(qū)間的半寬度為a=1.3×10-5V,為均勻分布,包含因子k=3出電壓引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:A.4.3測量脈沖寬度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2根據(jù)通用計數(shù)器的技術(shù)指標(biāo),該點脈沖寬度的最大允許誤差為:±(5.0×10-11×0.999995594)s≈±5.0×10-11s度測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:分散區(qū)間的半寬度為a=5.0×10-11s,為均勻分布,包含因子k=3度測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:A.4.4不確定度分量匯總表不確定度分量見表A.2。表A.2不確定度分量匯總表不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)ci不確定度分量Wb符號數(shù)值測量重復(fù)性u01.1×10-6Wb11.1×10-6輸出電壓u17.6×10-6V0.999995594s7.6×10-6脈沖寬度u22.9×10-11s0.9999473V2.9×10-11A.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算由于各輸入量的不確定度之間不相關(guān),所以伏秒發(fā)生器輸出的磁通量的合成標(biāo)準(zhǔn)不JJF2178—20247確定度:A.6擴展不確定度的確7×10-6Wb伏秒發(fā)生器輸出的磁通量的擴展不確定度:式中:式中:k—包含因子?！?.6×10-5WbJJF2178—20248附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式證書編號:伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)結(jié)果記錄送校儀器信息:委托單號送校單位名稱制造單位型號/規(guī)格出廠編號校準(zhǔn)環(huán)境條件及地點:溫度地點相對濕度%其他校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件(代號、名稱):校準(zhǔn)所使用的主要測量標(biāo)準(zhǔn):名稱測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級證書編號證書有效期至(YYYY-MM-DD)JJF2178—20249證書編號:伏秒發(fā)生器校準(zhǔn)結(jié)果記錄1.外觀及工作正常性檢查項目結(jié)果外觀工作正常性2.輸出電壓設(shè)定值測量值示值誤差相對示值誤差測量值的不確定度Ux/VU0/VΔU/VγU/%U(k=2)3.脈沖寬度設(shè)定值測量值示值誤差相對示值誤差測量值的不確定度Tx/sT0/sΔT/sγT/%U(k=2)4.磁通量設(shè)定值Φx/Wb輸出電壓