JJF(陜) 113-2024 低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)規(guī)范

aaJJF（陜）113－2024低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforLow-frequencyEletricandMagneticFieldMeters2024－05－09發(fā)布 2024－08－09實(shí)施陜西省市場監(jiān)督管理局發(fā)布IJJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIIJJF(陜)113－2024低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)規(guī)范JJF(陜)113－2024CalibrationSpecificationforlow-frequencyeletricandmagneticfieldmeters歸口單位：陜西省市場監(jiān)督管理局主要起草單位：陜西省計(jì)量科學(xué)研究院國家國防科技工業(yè)局西北核安全中心本規(guī)范由陜西省市場監(jiān)督管理局負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：湯元會(huì)（陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）陳怡伶（陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）門 （國國防技工局西核安中）參加起草人：張璐（陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）李新聲（陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）董若晨（陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）趙崇（陜西省計(jì)量科學(xué)研究院）JJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 錄引言 （II）1 范圍 （1）2 引用文件 （1）3 概述 （1）計(jì)量特性 （1）校準(zhǔn)條件 （2）環(huán)境條件 （2）測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 （2）校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 （4）校準(zhǔn)項(xiàng)目 （4）校準(zhǔn)方法 （4）校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá) （7）校準(zhǔn)結(jié)果處理 （7）校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度 （7）復(fù)校時(shí)間間隔 （7）附錄A低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)記錄推薦格式 （8）附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式 （10）附錄C低頻電磁場測量儀不確定度評定 （12）引 言JJF1071-2010《國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001-2011《通用JJF1059.1-2012件進(jìn)行制定。EC6178612011100kHz.1部分:40661-2021《工頻磁場測量儀校準(zhǔn)規(guī)范》的相關(guān)條款。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGEPAGE1低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于測量頻率為10Hz～100kHz的低頻電磁場測量儀的校準(zhǔn)。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T40661-2021工頻磁場測量儀校準(zhǔn)規(guī)范IEC61786-1-2013關(guān)于人體暴露于1Hz至100kHz直流磁場、交流磁場及交流場的測量.第1部分:測量儀器的要求[IEC61786-1-2013 MeasurementofDCmagnetic,ACmagneticandACelectricfieldsfrom1Hzto100kHzwithregardtoexposureofhumanbeings-Part1:Requirementsformeasuringinstruments]凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規(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。概述低頻電磁場測量儀（以下簡稱“測量儀”）是用于測量低頻電場和低頻磁場的專用儀器，廣泛應(yīng)用于高壓輸變電系統(tǒng)、職業(yè)病防治、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的電磁場測量。測量儀一般由傳感器單元(電場探頭和磁場探頭)可以是分體式,也可以是整體式,1放置于電場和磁場的測量位置，產(chǎn)生的電壓信號送入信號處理單元，經(jīng)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換后在測量單元顯示測量結(jié)果。1測量儀的結(jié)構(gòu)原理圖計(jì)量特性電場幅頻特性頻率范圍：10Hz～100kHz；電場強(qiáng)度范圍：20V/m；最大允許誤差：±1.5dB。電場強(qiáng)度頻率：50Hz；電場強(qiáng)度范圍：1V/m～10kV/m；最大允許誤差：±1.5dB。磁場幅頻特性頻率范圍：10Hz～100kHz；磁場強(qiáng)度：1μT；最大允許誤差：±10%。磁場強(qiáng)度50Hz；磁場強(qiáng)度范圍：(0.1～100)μT；最大允許誤差：±10%。注：以上計(jì)量特性要求僅供參考。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件5.1.1環(huán)境溫度：(15～25)℃；5.1.2相對濕度：≤80%；5.1.3電源電壓：(220±22)V；5.1.4電源頻率：(50±0.5)Hz；無影響儀器正常工作的電磁干擾及機(jī)械振動(dòng)。2m。測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備平行板電場裝置兩塊平行板的形狀可以是圓形或是正方形。圓形平行板直徑為1.5m，正方形平行板邊長為1.5m；平行板間距0.75m。平行板電場裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。低頻功率發(fā)生器

圖2平行板電場裝置結(jié)構(gòu)尺寸頻率范圍：10Hz～100kHz；電壓范圍：1V～100V；最大允許誤差：±5％。工頻高壓試驗(yàn)裝置電壓范圍：0～100kV；最大允許誤差：±2%。電壓互感器測量范圍：100kV;變比：1000∶1；準(zhǔn)確度等級：不低于0.5級。數(shù)字電壓表頻率范圍：10Hz～100kHz；電壓范圍：10mV～1000V；電流范圍：最大允許誤差：±0.5％。亥姆霍茲線圈工作頻率范圍：10Hz～100kHz；線圈內(nèi)徑：不小于400mm。低頻功率信號發(fā)生器可由一個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由一個(gè)低頻正弦波發(fā)生器和一個(gè)低頻功率放大器組成。頻率范圍：1Hz～100kHz；頻率穩(wěn)定度：優(yōu)于1×10-4/15分鐘；JJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGEPAGE4輸出功率：≥20W；幅度穩(wěn)定度：優(yōu)于1%/15分鐘。5.2.9標(biāo)準(zhǔn)電阻工作頻率范圍：1Hz～100kHz;最大允許誤差：±0.2％。校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目如表1所示。表1 校準(zhǔn)項(xiàng)目序號校準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)量特性校準(zhǔn)方法條款1電場強(qiáng)度幅頻特性2電場強(qiáng)度示值誤差3磁場強(qiáng)度幅頻特性4磁場強(qiáng)度示值誤差校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前準(zhǔn)備測量儀外觀應(yīng)完好，各按鍵調(diào)節(jié)正常。通電后，按技術(shù)說明書規(guī)定時(shí)間預(yù)熱，預(yù)熱后能正常顯示。電場強(qiáng)度幅頻特性3連接各測量標(biāo)準(zhǔn)后，將測量儀電場探頭放入電場裝置中心位置，使其相應(yīng)軸向與電場方向平行。設(shè)定低頻功率信號發(fā)生器的頻率為被校電場探頭的起始頻率值。3電場強(qiáng)度頻率特性校準(zhǔn)原理圖調(diào)節(jié)低頻功率發(fā)生器電壓幅度，使平行板電場裝置中心位置的電場強(qiáng)度值U為數(shù)字電壓表示值，中心位置的電場強(qiáng)度值通過式（1）計(jì)算得到。JJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGEPAGE5E U

（1）N d式中：E—設(shè)定電場強(qiáng)度值（V/m）；ENU——平行板上的電壓（V）；d——平行板間距（m）。Ex。通過公式（2）計(jì)算電場測量儀電場強(qiáng)度示值誤差。E

（2）式中：

E20lg

XE NE——電場測量儀示值誤差（dB）；EEX——電場測量儀示值（V/m）；EN——設(shè)定電場強(qiáng)度值（V/m）。，完成電場強(qiáng)度的頻率特性校準(zhǔn)。電場強(qiáng)度示值誤差4連接后，將測量儀電場探頭放入電場裝置中心位置，使其相應(yīng)軸向與電場方向平行。50Hz。調(diào)節(jié)工頻高壓試驗(yàn)裝置電壓幅度，使平行板電場裝置中心位置的電場強(qiáng)度值達(dá)ENU中心位置的電場強(qiáng)度值通過式（1）計(jì)算得到。EX。通過公式（2）計(jì)算電場測量儀電場強(qiáng)度示值誤差。磁場強(qiáng)度幅頻特性55磁場強(qiáng)度幅頻特性校準(zhǔn)原理圖設(shè)定低頻功率信號發(fā)生器頻率為被校場探頭的起始頻率點(diǎn)；磁場測量儀的示值在期望值附近。通過式（3）或（4）實(shí)際場強(qiáng)值。B0.71550 NVrKf

（3）（4）式中：H——磁場強(qiáng)度，A/m；BN——實(shí)際場強(qiáng)值，μT；μ0——真空中的磁導(dǎo)率，4107；V——低頻電壓表測得的電壓值，V；I——采樣電阻中流過的電流，A；N——線圈匝數(shù)；r——線圈半徑，m。BX。（5）（6）計(jì)算測量儀磁場強(qiáng)度示值誤差。BB

（5）B x NBB（6）BBN式中，B——被校測試儀磁場強(qiáng)度示值絕對誤差，V；——被校測試儀磁場強(qiáng)度示值相對誤差，%。B，完成磁場強(qiáng)度的幅頻特性的校準(zhǔn)。磁場強(qiáng)度示值誤差5連接儀器后，將測量儀的探頭放入亥姆霍茲線圈中心位置。50Hz。設(shè)置低頻功率信號發(fā)生器的輸出幅度，使得測量儀的示值在期望值附近。通過式（3）計(jì)算得到此時(shí)亥姆霍茲線圈中心的實(shí)際場強(qiáng)值。Bx計(jì)算測量儀磁場強(qiáng)度示值誤差。改變低頻功率信號發(fā)生器的輸出幅度，使得測量儀的示值在下一個(gè)期望值附近，重復(fù)到，完成磁場強(qiáng)度示值誤差的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果處理經(jīng)校準(zhǔn)的測量儀出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)證書應(yīng)符合JJF1071—20105.12的要求，并給推薦校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁（參考）B。校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度JJF1059.1－2012C。復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔不超過12個(gè)月。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。設(shè)定頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)值(V/m)顯示值設(shè)定頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)值(V/m)顯示值(V/m)示值誤差（dB）不確定度(k=2)標(biāo)準(zhǔn)值(V/m)顯示值(V/m)示值誤差（dB）不確定度(k=2)低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)記錄推薦格式委托單位： 原始記錄編號： 儀器名稱： 型號規(guī)格： 制造廠： 準(zhǔn)確度等級： 出廠編號： 校準(zhǔn)技術(shù)依據(jù)： 環(huán)境溫度：℃相對濕度：%校準(zhǔn)地點(diǎn)： 校準(zhǔn)時(shí)間： 校準(zhǔn)用主要標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號規(guī)格編號不確定度/準(zhǔn)確度等級證書編號證書有效期至1.校準(zhǔn)前檢查：□符合要求 □不符合要求備注：一、電場強(qiáng)度幅頻特性二、電場強(qiáng)度示值誤差（設(shè)定頻率50Hz）JJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGEPAGE9三、磁場強(qiáng)度頻率響應(yīng)頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)值（μT）顯示值（μT）示值誤差不確定度(k=2)四、磁場強(qiáng)度示值誤差（設(shè)定頻率50Hz）標(biāo)準(zhǔn)值（μT）顯示值（μT）示值誤差不確定度(k=2)以下空白校準(zhǔn)： 核驗(yàn)： 校準(zhǔn)日期： JJF(陜)113—2024JJF(陜)113—2024PAGEPAGE10附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：a）標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”；b）實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址；進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；證書的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號），e）送校單位的名稱；被校對象的描述和明確標(biāo)識(shí)；接收日期；如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號；本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；校準(zhǔn)環(huán)境的描述；校準(zhǔn)結(jié)果及測量不確定度的說明；對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；o）校準(zhǔn)結(jié)果僅對校準(zhǔn)對象有效的聲明；p）未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制校準(zhǔn)證書的聲明。（）低頻電磁場測量儀校準(zhǔn)證書內(nèi)頁（參考）格式一、電場強(qiáng)度幅頻特性設(shè)定頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)值(V/m)顯示值(V/m)示值誤差（dB）不確定度(k=2)二、電場強(qiáng)度示值誤差（設(shè)定頻率50Hz）標(biāo)準(zhǔn)值(V/m)顯示值(V/m)示值誤差（dB）不確定度(k=2)三、磁場強(qiáng)度幅頻特性頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)值（μT）顯示值（μT）示值誤差不確定度(k=2)四、磁場強(qiáng)度示值誤差（設(shè)定頻率50Hz）標(biāo)準(zhǔn)值（μT）顯示值（μT）示值誤差不確定度(k=2)校準(zhǔn)員： 核驗(yàn)員：附錄C磁場強(qiáng)度示值誤差的測量不確定度評定示例測量模型

HNIH H H式中：

x r Hx——磁場強(qiáng)度實(shí)際值，A/m；V——低頻電壓表測得的電壓值，V；KfN——線圈匝數(shù)，N=5；r——線圈半徑，m；HNU——場不均勻性引入的修正值；HENV——環(huán)境電磁噪聲引入的修正值；HPP——探頭定位不準(zhǔn)引入的修正值。不確定度來源如下：u1；u2；u3；u4；u5；u6；u7；u8；u9。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定（）u1B1A/m0.128%（k=2），則：u10.128%/20.064%u2用B類方法評定。電流監(jiān)視器在使用前需經(jīng)過進(jìn)行校準(zhǔn)，獲得Kf并應(yīng)用到場強(qiáng)計(jì)算中。100kHz時(shí)，Kf=2.038V/A，校準(zhǔn)證書上提供的不確定度優(yōu)于0.5%（k=2）。則：u20.5%/20.25%u33用B類方法評定。如果線圈的匝數(shù)較多，在獲得匝數(shù)時(shí)難免需要進(jìn)行測量產(chǎn)生誤3353

，則：u30%/

0%u4用B類方法評定。線圈半徑使用校準(zhǔn)證書上的數(shù)據(jù)，r≈0.5m，校準(zhǔn)證書上提供的不確定度為0.05%（k=2），則：u40.05%/20.025%u5用B類方法評定。亥姆霍茲線圈制作不理想的因素包括半徑誤差、間距誤差、失33配體現(xiàn)在對0.7155這個(gè)值的影響上該影響量不大于假設(shè)為均勻分布則：33u50.1%/

0.058%3B類方法評定。在對低頻磁場測量儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，磁場信號穿過探頭感應(yīng)線圈的中心，并與線圈平面垂直，探頭感應(yīng)線圈區(qū)域內(nèi)所有位置的磁場強(qiáng)度被認(rèn)為都等于50cm時(shí)，計(jì)算結(jié)果顯示，場不均勻性導(dǎo)致的相對偏差范圍為33(0~1.5)0.75%3

，則：u60.75%/

0.433%u7B0.024A/m，以校1A/m為例，噪聲引入的相對偏差為(0~2.4)%1.2%3k= ，則：3

u71.2%

30.69%3u83用B類方法評定。使用精確地探頭定