中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JJF2178—2024伏秒發(fā)生器校準規(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)生器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforVolt-secondGenerators→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→ →→→→→→→→→→→→→→→→歸口單位:全國電磁計量技術委員會主要起草單位:中國測試技術研究院參加起草單位:浙江省計量科學研究院湖南省計量檢測研究院陜西省計量科學研究院福建省計量科學研究院中國科學院物理研究所本規(guī)范委托全國電磁計量技術委員會負責解釋JJF2178—2024本規(guī)范主要起草人:肖鵬(中國測試技術研究院)余曉曦(中國測試技術研究院)參加起草人:虞志書(浙江省計量科學研究院)徐昱(湖南省計量檢測研究院)湯元會(陜西省計量科學研究院)董小龍(福建省計量科學研究院)許志一(中國科學院物理研究所)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校準條件 (1)5.1環(huán)境條件 (1)5.2測量標準及其他設備 (2)6校準項目和校準方法 (2)6.1校準項目 (2)6.2校準方法 (2)7校準結果表達 (4)8復校時間間隔 (4)附錄A磁通量校準不確定度評定示例 (5)附錄B校準原始記錄格式 (8)附錄C校準證書內頁格式 (10)JJF2178—2024ⅡJJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術語及定義》和JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構成支撐本規(guī)范制定工作的基礎性系列規(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。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1013磁學計量常用名詞術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)模轉換器(DAC)通過運算放大器輸出標準幅度(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:以上指標不用于合格性判別,僅供參考。5校準條件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測量標準及其他設備5.2.1直流電壓表測量范圍應覆蓋被校準伏秒發(fā)生器輸出電壓的范圍,最大允許誤差的絕對值應小于被校伏秒發(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校準項目和校準方法6.1校準項目校準項目一覽表見表1。表1校準項目一覽表序號校準項目計量特性條款校準方法條款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)生器校準前,測量標準和被校伏秒發(fā)生器應當按說明書進行預熱。6.2.2輸出電壓圖2輸出電壓校準接線圖a)按圖2連接,設置伏秒發(fā)生器處于輸出電壓校準狀態(tài),對于有零位調節(jié)的伏秒發(fā)生器應先調零。b)對于輸出電壓為若干固定點的伏秒發(fā)生器,應對其每一點輸出電壓進行校準。對于輸出電壓連續(xù)可調的多量程伏秒發(fā)生器,一般應選擇輸出電壓準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點。c)根據(jù)選定的校準點設置輸出電壓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,應對其每一點脈沖寬度進行校準。對于脈沖寬度任意設置的伏秒發(fā)生器,一般應選擇包含脈沖寬度上限和下限的4個點,并使校準點在輸出范圍內均勻分布,也可以根據(jù)客戶要求增加或減少校準點。圖3校準脈沖寬度接線圖b)按圖3連接,設置伏秒發(fā)生器為正常輸出脈沖狀態(tài),設定輸出電壓幅度為基本量程的滿量程點UF,根據(jù)選定的校準點設置脈沖寬度Tx。時間間隔測量儀設置為脈沖寬度測量模式,觸發(fā)閾值設置為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點Ux和6.2.4選定的脈沖寬度校準點Tx,按公式(5)計算伏秒發(fā)生器磁通量設定值。式中:Φx=UxTx(5)Φx—伏秒發(fā)生器磁通量設定值,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。×100%(8)式中:γΦ—伏秒發(fā)生器磁通量相對示值誤差。7校準結果表達校準結果應在校準證書(報告)上反映,校準證書(報告)應至少包括以下信息:a)標題,如“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;h)如果與校準結果的有效性或應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)對校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環(huán)境的描述;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)對校準規(guī)范的偏離的說明;n)校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準,不得部分復制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄B,校準證書內頁格式見附錄C。8復校時間間隔建議復校時間間隔為12個月。送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。JJF2178—20245附錄A磁通量校準不確定度評定示例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磁通量的校準結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)由測量重復性引入的標準不確定度u0;b)由測量輸出電壓引入的標準不確定度u1;c)由測量脈沖寬度引入的標準不確定度u2。各輸入量的不確定度之間不相關時,合成標準不確定度的計算公式為(A.2)。式中靈敏系數(shù)為:(A.2)A.4各分量的標準不確定度評定A.4.1測量重復性引入的標準不確定度u0測量重復性數(shù)據(jù)見表A.1。磁通量的測量重復性不確定度由實驗標準差來表示,根據(jù)表A.1中的數(shù)據(jù),磁通量連續(xù)測量10次磁通量的實驗標準偏差為:由測量重復性引入的標準不確為.1:×10-6Wb表A.1輸出1Wb點測量重復性數(shù)據(jù)u0表A.1輸出1Wb點測量重復性數(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準不確定度u1根據(jù)電壓表的技術指標,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出電壓引入的標準不確定度為: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出電壓引入的標準不確定度為:A.4.3測量脈沖寬度引入的標準不確定度u2根據(jù)通用計數(shù)器的技術指標,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度測量引入的標準不確定度為: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度測量引入的標準不確定度為: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準不確定度靈敏系數(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合成標準不確定度的計算由于各輸入量的不確定度之間不相關,所以伏秒發(fā)生器輸出的磁通量的合成標準不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。≈1.6×10-5WbJJF2178—20248附錄B校準原始記錄格式證書編號:伏秒發(fā)生器校準結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)格出廠編號校準環(huán)境條件及地點:溫度地點相對濕度%其他校準所依據(jù)的技術文件(代號、名稱):校準所使用的主要測量標準:名稱測量范圍不確定度/準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)生器校準結果記錄1.外觀及工作正常性檢查項目結果外觀工作正常性2.輸出電壓設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.磁通量設定值Φx/Wb輸出電壓