路径: 主页 > JJ > 第19页 > JJF 1638-2017 | 标准编号 | JJF 1638-2017 (JJF1638-2017) | | 中文名称 | 多功能标准源校准规范 | | 英文名称 | Calibration Specification for Multifunction Standard Sources | | 行业 | 计量行业标准 | | 中标分类 | A55 | | 国际标准分类 | 17.220 | | 字数估计 | 29,242 | | 发布日期 | 2017-09-26 | | 实施日期 | 2018-03-26 | | 旧标准 (被替代) | JJG 445-1986 | | 引用标准 | JJF 1001-2011; GB/T 15637-2012 | | 标准依据 | 国家质检总局公告2017年第78号 | | 发布机构 | 国家质量监督检验检疫总局 | | 范围 | 本规范适用于最高准确度级别优于直流0.01级和交流0.05级，具有直流电压、直流电流、直流电阻、交流电压和交流电流输出功能的多功能标准源的校准，也适用于具有上述单一输出功能或组合输出功能的标准源的校准。本规范中直流电压校准范围±10 mV～±1 000 V，交流电压校准范围10 mV～1 000 V (10 Hz～1 MHz)，直流电流校准范围±10μA～±100 A，交流电流校准范围10 mA～ 100 A (10 Hz～10 kHz)，直流电阻校准范围1Ω～1 GΩ。 | JJF 1638-2017
中华人民共和国国家计量技术规范
多功能标准源校准规范
2017-09-26发布
2018-03-26实施
国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布
多功能标准源校准规范
代替JJG445-1986
归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
辽宁省计量科学研究院
参加起草单位:成都市计量检定测试院
大连市计量检测研究院
山东省计量科学研究院
本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
赵洪刚 (中国计量科学研究院)
梁国鼎 (辽宁省计量科学研究院)
潘仙林 (中国计量科学研究院)
参加起草人:
李 轶 (成都市计量检定测试院)
赵萌珂 (中国计量科学研究院)
赵晓俊 (大连市计量检测研究院)
马雪锋 (山东省计量科学研究院)
目 录
引言 (Ⅱ)
1 范围 (1)
2 引用文件 (1)
3 概述 (1)
4 计量特性 (1)
4.1 示值误差 (1)
4.2 最大允许误差 (2)
5 校准条件 (2)
5.1 环境条件 (2)
5.2 测量标准及其他设备 (2)
6 校准项目和校准方法 (3)
6.1 校准项目 (3)
6.2 外观及通电检查 (3)
6.3 校准点的选取原则 (4)
6.4 直流电压示值误差 (4)
6.5 直流电流示值误差 (7)
6.6 直流电阻示值误差 (8)
6.7 交流电压示值误差 (10)
6.8 交流电流示值误差 (13)
7 校准结果表达 (15)
8 复校时间间隔 (15)
附录A 直流电压校准不确定度评定示例 (16)
附录B 校准原始记录格式 (19)
附录C 校准证书内页格式 (21)
引 言
本规范依据JJF1071-2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1059.1-2012
《测量不确定度评定与表示》编制。
本规范替代JJG445-1986 《直流标准电压源》,适用范围修改为直流电压最高准
确度级别优于0.01级的直流标准电压源,并对直流电压的校准项目和校准方法进行了
重新编写。
本规范历次版本发布的情况为:
---JJG445-1986。
多功能标准源校准规范
1 范围
本规范适用于最高准确度级别优于直流0.01级和交流0.05级,具有直流电压、直
流电流、直流电阻、交流电压和交流电流输出功能的多功能标准源的校准,也适用于具
有上述单一输出功能或组合输出功能的标准源的校准。
本规范中直流电压校准范围±10mV~±1000V,交流电压校准范围10mV~
1000V (10Hz~1MHz),直流电流校准范围±10μA~±100A,交流电流校准范围
10mA~100A (10Hz~10kHz),直流电阻校准范围1Ω~1GΩ。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJF1001-2011 通用计量术语及定义
GB/T 15637-2012 数字多用表校准仪通用规范
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本 (包括所有的修改单)适用于本规范。
3 概述
多功能标准源作为数字显示的高精密度、高准确度标准信号源,能输出交流电压、
直流电压、交流电流、直流电流、直流电阻5种电信号,通常用于对具有以上一种或几
种测量功能的数字表进行校准。
多功能标准源主要由电源供应单元、参考标准单元、放大单元、输出缓冲单元、控
制单元等部分组成。
4 计量特性
4.1 示值误差
直流电压、直流电流、直流电阻、交流电压和交流电流的示值误差均用公式 (1)
表示,相对示值误差均用公式 (2)表示:
Δ=Yx-Ys (1)
式中:
Δ ---示值误差;
Yx---被校准标准源的输出示值;
Ys---对应输出量的参考值 (标准值)。
γ=
Yx-Ys
Ys ×100%
(2)
式中:
γ---相对示值误差。
4.2 最大允许误差
对于多量程的交流电压、直流电压、交流电流、直流电流、直流电阻功能,各功能
和各量程允许有不同的最大允许误差指标。对于交流电压和交流电流,在相同功能的同
一量程下,不同的频段也允许有不同的最大允许误差指标。
直流电压、直流电流、直流电阻、交流电压和交流电流的最大允许误差一般可以用
公式 (3)表示。相对最大允许误差一般可以用公式 (4)表示:
ΔMPE= ±(a%Yx+b%Ym) (3)
式中:
ΔMPE---最大允许误差;
Yx ---标准源的输出示值;
Ym ---标准源的输出量程值;
a ---与输出示值有关的误差系数;
b ---与输出量程值有关的误差系数,且要求a >b。
γMPE=
ΔMPE
Yx ×100%=±a%+b%
Ym
Yx
÷×100% (4)
式中:
γMPE---相对最大允许误差。
注:
1.量程值为量程额定值的简称,一般为量程的上限值。如某标准源1V量程输出范围为
0.000V~1.199V,则一般认为量程值为1V。
2.通过比较某校准点的示值误差和最大允许误差判断该测试点是否符合要求时,如果使用
说明书中只给出年稳定性指标而没有给出最大允许误差的标准源,可以使用年稳定性指
标作为该仪器的最大允许误差。若使用说明书中给出的年稳定性指标的置信概率不唯
一,则以较大置信概率的年稳定性指标作为最大允许误差。
5 校准条件
5.1 环境条件
环境温度:20℃±2℃;
相对湿度:≤75%;
交流供电电压:220V±22V;
电源频率:50Hz±0.5Hz。
注:环境温度以及交流供电电压的允许偏差也可以参照仪器使用说明书中的规定。
5.2 测量标准及其他设备
5.2.1 校准时所需的标准器及配套设备见表1,可根据被校准多功能标准源的实际需
求选择。
5.2.2 校准装置对应功能的最大允许误差绝对值 (或不确定度)应不大于被校标准源
相应功能最大允许误差绝对值的1/3。
5.2.3 校准装置 (包括测量电路)应具有良好的屏蔽保护和接地措施,并远离强电场
和强磁场。
表1 标准器及配套设备
序号 仪器设备名称 用途及说明
1 数字多用表
校准直流电压、直流电流、直流电阻、交流电压和交流电
流输出功能;
交直流转换法校准交流电压时进行输出值测量
2 交流测量标准 校准交流电压和交流电流输出功能
3 交直流转换标准 校准交流电压和交流电流输出功能
4 标准电阻器
校准直流电阻输出功能;
标准电阻器的额定电压 (电流)应不小于校准时使用的电
压 (电流),并考虑其温度系数
5 固态电压标准 校准直流电压输出功能
6 标准多功能源 (含单功能源) 校准直流电压和交流电压输出功能
标准分压器
(直流分压箱、交流分压器)
校准直流电压和交流电压输出功能;
标准分压箱的额定输入电压应满足校准要求
电流电压转换器
(交直流分流器)
校准直流电流和交流电流输出功能;
标准分流器的额定电流应不小于校准时使用的电流,并考
虑其功率系数和温度系数
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目
校准项目见表2。
表2 校准项目一览表
序号 校准项目 校准方法条款
1 外观及通电检查 6.2
2 直流电压示值误差 6.4
3 直流电流示值误差 6.5
4 直流电阻示值误差 6.6
5 交流电压示值误差 6.7
6 交流电流示值误差 6.8
6.2 外观及通电检查
被校准多功能标准源应外观完好,无影响正常工作的机械损伤;
仪器名称、型号、出厂编号、生产单位或商标、生产日期、供电电源电压及频率、
各接线柱及输入输出端口应标识清晰;
附件应齐全;
各开关、旋钮、按键应能正常工作;
显示功能应正常,电气工作正常;
按照被校准多功能标准源使用说明书的要求和规定进行预热和预调。
6.3 校准点的选取原则
6.3.1 注意事项
a)校准点的选择应覆盖所有量程并兼顾各量程之间的覆盖性及量程内的均匀性,
同时应参考被校准标准源使用说明书中对校准点的建议;
b)可根据实际情况或送校单位的要求选取校准点。
6.3.2 直流电压
a)基本量程正极性选取3~5个校准点;
b)非基本量程正极性选取2~3个校准点;
c)各量程负极性可只选取量程值 (接近量程值)1个校准点;
d)正极性时,在被校准量程内应覆盖量程值的10%点和量程值 (接近量程
值)点。
6.3.3 直流电流
参照6.3.1的选取原则,也可以只选取每个量程正负极性的10的整数次幂点。
6.3.4 直流电阻
若为定值输出的,则每个电阻输出均为校准点;若为连续可调输出的,则选取每个
量程的量程值 (接近量程值)点,或选取10的整数次幂点。
6.3.5 交流电压
a)频率点的选取可参照被校多功能源使用说明书中交流电压的技术指标,选取3~
6个频率点 (一般应包含1kHz),并兼顾低频率点和高频率点。在10Hz、50Hz
(60Hz)、400Hz、1kHz、10kHz、20kHz、50kHz、100kHz、300kHz、500kHz、
1MHz中优先选取。
b)在1kHz频率点,每个电压量程选取2~3个电压校准点;在其他频率点,可只
选取量程值或10的整数次幂点作为校准点。
c)要根据被校准标准源的电压频率积 (V·Hz)选取校准点;
6.3.6 交流电流
a)频率点的选取可参照被校多功能源使用说明书中交流电流的技术指标,选取3~
5个频率点 (一般应包含1kHz),并兼顾低频率点和高频率点。在10Hz、50Hz
(60Hz)、400Hz、1kHz、5kHz、10kHz中优先选取;
b)电流校准点选取每个量程的量程值 (接近量程值)点,或选取10的整数次
幂点。
6.4 直流电压示值误差
直流电压校准时要注意选用低热电势测试线,以减小热电势对校准结果的影响;同
时应注意所选标准器的零位和输入阻抗以及测试线电阻对测量结果的影响。
6.4.1 标准表法
连线如图1所示。
图1 标准表法校准直流电压示意图
直接用标准数字多用表测量被校准多功能标准源的输出电压,其测量结果参考值为
Us,被校准多功能标准源电压输出示值为Ux,则被校准多功能标准源的示值误差用公
式 (5)表示:
Δ=Ux-Us (5)
式中:
Δ ---示值误差,V;
Ux---被校准多功能标准源的输出示值,V;
Us---标准数字多用表的测量结果参考值,V。
其相对误差用公式 (6)表示:
γ=
Ux-Us
Us ×100%
(6)
式中:
γ---相对示值误差。
6.4.2 标准源法
连线如图2所示。
图2 标准源法接校准直流电压示意图
被校准多功能标准源与标准多功能标准源输出相同示值的直流电压,先用过渡数字
多用表测量标准多功能标准源的输出电压,其测量值为Ui。然后测量被校准多功能标
准源的输出电压,其测量值为Uo。标准多功能标准源输出电压实际值为Uref,则被校
准多功能标准源输出电压为Us=Uref+Uo-Ui。被校准多功能标准源输出示值为Ux,
则被校准多功能标准源的示值误差用公式 (7)表示:
Δ=Ux-Uref-Uo+Ui (7)
式中:
Δ ---示值误差,V;
Ux ---被校准多功能标准源的输出示值,V;
Uref---标准多功能标准源的输出实际值,V;
Uo ---用过渡数字多用表测量被校准多功能标准源的测量值,V;
Ui ---用过渡数字多用表测量标准多功能标准源的测量值,V。
其相对误差用公式 (8)表示:
γ=
Ux-Uref-Uo+Ui
Uref+Uo-Ui ×100%
(8)
式中:
γ---相对示值误差。
6.4.3 电阻分压箱法
电阻分压箱法连线如图3所示。
图3 电阻分压箱法校准直流电压示意图
将过渡数字多用表和参考数字多用表的电压端钮分别连接到电阻分压箱的相应端
钮,两者的比率值为K。参考数字多用表溯源到固态电压标准,调节直流电压源的输
出值,使电阻分压箱的参考数字多用表端钮电压为待溯源点的参考值,其值为Uref。此
时电阻分压箱的过渡数字多用表端钮处电压为KUref。过渡数字多用表测量电阻分压箱
对应端钮的电压,其测量值为Ui,不改变过渡数字多用表的设置,切换低热电势转换
开关,用过渡数字多用表测量被校准多功能标准源输出电压,测量值为Uo,则被校准
多功能标准源输出电压值为Us=KUref+Uo-Ui。被校准多功能标准源电压输出示值为
Ux,则被校准多功能标准源的示值误差用公式 (9)表示:
Δ=Ux-KUref-Uo+Ui (9)
式中:
Δ ---示值误差,V;
Ux ---被校准多功能标准源的输出示值,V;
K ---过渡数字多用表和参考数字多用表连接端钮处电阻分压箱分压比率;
Uref---电阻分压箱的参考数字多用表端钮处电压,V;
Uo ---过渡数字多用表测量被校准多功能标准源电压的测量值,V;
Ui ---过渡数字多用表测量电阻分压箱对应端钮电压的测量值,V。
其相对误差用公式 (10)表示:
γ=
Ux-KUref-Uo+Ui
KUref+Uo-Ui ×100%
(10)
式中:
γ---相对示值误差。
6.5 直流电流示值误差
6.5.1 标准表法
连线如图4所示。
图4 标准表法校准直流电流示意图
直接用标准数字多用表测量被校准多功能标准源的输出电流值,其测量结果参考值
为Is,被校准多功能标准源电流输出示值为Ix,则被校准多功能标准源的示值误差用
公式 (11)表示:
Δ=Ix-Is (11)
式中:
Δ---示值误差,A;
Ix---被校准多功能标准源电流输出示值,A;
Is---标准数字多用表的测量结果参考值,A。
其相对误差用公式 (12)表示:
γ=
Ix-Is
Is ×100%
(12)
式中:
γ---相对示值误差。
6.5.2 电流电压转换法
连线如图5所示,需要注意电流电压转换器的阻值选择,减小被校多功能标准源的
负载效应。
图5 电流电压转换法校准直流电流示意图
将电流电压转换器的电流端钮接被校准多功能标准源的电流输出回路,将电流电压
转换器的电位端钮接标准数字多用表电压输入端钮,将电流量转换成电压量。电流电压
转换器阻值为Rs,标准数字多用表电压测量结果参考值为Us,测得被校准多功能标准
源电流输出值为Is=Us/Rs。被校准多功能标准源电流输出示值为Ix,则被校准多功
能标准源的示值误差用公式 (13)表示:
Δ=Ix-Us/Rs (13)
式中:
Δ---示值误差;
Ix---被校准多功能标准源电流输出示值,A;
Us---用标准数字多用表测量电流电压转换器上电压的测量结果参考值,V;
Rs---电流电压转换器电阻值,Ω。
其相对误差用公式 (14)表示:
γ=
Ix-Us/Rs
Us/Rs ×100%
(14)
式中:
γ---相对示值误差。
6.6 直流电阻示值误差
6.6.1 标准表法
连线如图6、图7所示。
图6 标准表法校准直流电阻示意图 (四线制)
图7 标准表法校准直流电阻示意图 (二线制)
直接用标准数字多用表测量被校准多功能标准源的输出电阻,其测量值为Rs,被
校准多功能标准源输出电阻示值为Rx,则被校准多功能标准源的示值误差用公式 (15)
表示:
Δ=Rx-Rs (15)
式中:
Δ ---示值误差,Ω;
Rx ---被校准多功能标准源的输出示值,Ω;
Rs ---标准数字多用表的测量结果参考值,Ω。
其相对误差用公式 (16)表示:
γ=
Rx-Rs
Rs ×100%
(16)
式中:
γ---相对示值误差。
6.6.2 标准电阻器法
连线如图8、图9所示。
图8 标准电阻器法校准直流电阻示意图 (四线制)
图9 标准电阻器法校准直流电阻示意图 (二线制)
先用过渡数字多用表测量标准电阻的电阻值,其测量值为Ri。然后测量被校准多
功能标准源的输出电阻,其测量值为Ro,标准电阻阻值为Rref,则被校准多功能标准
源电阻输出值为Rs=Rref+Ro-Ri。被校准多功能标准源电阻输出示值为Rx,则被校
准多功能标准源的示值误差用公式 (17)表示:
Δ=Rx-Rref-Ro+Ri (17)
式中:
Δ ---示值误差,Ω;
Rx ---被校准多功能标准源的输出示值,Ω;
Rref---标准电阻阻值,Ω;
Ro ---用过渡数字多用表测量被校准多功能标准源的测量值,Ω;
Ri ---用过渡数字多用表测量标准电阻的测量值,Ω。
其相对误差用公式 (18)表示:
γ=
Rx-Rref-Ro+Ri
Rref+Ro-Ri ×100%
(18)
式中:
γ---相对示值误差。
6.7 交流电压示值误差
校准交流电压时需要注意由于标准装置输入阻抗不够高带来的影响,在较高频率时
应使用较短的同轴线作为测试导线。
6.7.1 标准表法
连线如图10所示。
图10 标准表法校准交流电压示意图
用标准数字交流电压表 (交流测量标准)测量被校准多功能标准源输出的交流电
压,其测量值为Ux,标准多功能标准源电压输出示值为Us,则被校准多功能标准源输
出的电压示值误差用公式 (19)表示:
Δ=Ux-Us (19)
式中:
Δ ---示值误差,V;
Ux---被校准多功能标准源的交流电压输出示值,V;
Us---标准多功能标准源交流电压输出值,V。
其相对误差用公式 (20)表示:
γ=
Ux-Us
Us ×100%
(20)
式中:
γ---相对示值误差。
6.7.2 交直流转换法
连线如图11所示。
图11 交直流转换法校准交流电压示意图
将传递转换开关置被校多功能标准源,设定被校多功能标准源为待校准值Ux,稳
定后记录过渡数字多用表示值Ut。将传递转换开关置直流电压源,调节其输出值,等
待交直流转换标准热电平衡并使过渡数字多用表示值稳定为Ut,记录标准数字多用表
测量结果参考值Ui1,改变标准直流电压源极性,调节其输出值,等待交直流转换标准
热电平衡并使数字多用表示值稳定为Ut,记录标准数字多用表测量结果参考值Ui2。计
算并记录Ui1与Ui2的绝对值的平均值为Us。重复以上过程多次,取Us的平均值Us,则
被校准多功能标准源输出电压示值误差用公式 (21)表示:
Δ=Ux-Us+∂ (21)
式中:
Δ ---示值误差,V;
Ux ---被校准多功能标准源的输出示值,V;
Us ---标准直流电压源输出值,V;
∂ ---交直流转换标准的交直流转换差,不需要更正时,∂=0,V。
其相对误差用公式 (22)表示:
γ=
Ux-Us+∂
Us
×100% (22)
式中:
γ---相对示值误差。
6.7.3 交流分压器法 (双源法)校准低值交流电压
双源法校准低值交流电压连线如图12所示。
图12 交流分压器法校准低值交流电压示意图
传递转换开关置被校多功能标准源,设定被校多功能标准源为待校示值Ux,交流
数字电压表示值为Ut。将传递转换开关置标准交流电压源,调节其输出值,使数字多
用表示值为Ut,记录标准交流电压源输出实际值Us。由于交流分压器交流分压比为
K,则被校准多功能标准源输出的交流电压示值误差用公式 (23)表示:
Δ=Ux-KUs (23)
式中:
Δ ---示值误差,V;
Ux---被校准多功能标准源的输出示值,V;
Us---标准交流电压源输出实际值,V。
其相对误差用公式 (24)表示:
γ=
Ux-KUs
KUs ×100%
......
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