JJF 2112-2024 微电位计校准规范.docx

甘“庐中华人民共和国国家计量技术规范JJF21122024微电位计校准规范Ca1.ibrationSpecificationforMicropotcntionmctcrs2024-06T4发布2024-12-1秧施国家市场监督管理总局发布JJF21122024代替JJG4221986微电位计校准规范Ca1.ibrationSpecificationforMicropotentionnieters归口单位：全国无线电计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释本规范起草人：黄见明（中国计量科学研究院）聂梅宁（中国计量科学研究院）陶毅（中国计量科学研究院）围言范/KQ)?J-XJ,UJ),23335678ZkZ1.HZ1.1.H9)计量特性.校准条件4.2校准用设算5校准项目和校准方法5.1 外观及工作正常性检杳5.2 射频一直流差6校准结果表达7复校时间间隔附录原始记录内页格式附录B校准证书内页格式附录C校准不确定度评定示例引言JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF1001-2011£通用计量术语及定义和JJF1059.1-2012g测量不确定度评定与表示共同构成支捽本规范修订工作的基础性系列规范。本规范代替JJG42219864WD”型微电位计。与JJG4221986相比，除编辑性修改外，本规范主要技术变化如卜：检定规程改为校准规范，名称改为£微电位计校准规范；射频-宜流差校准由IfeK法修改为电流法：频率范围由IkHz-500MHZ扩展为1kHz-1GHz。本规范历次版本发布情况为：JJG4221986.微电位计校准规范1范围木规范适用于频率范围在1k1.1.z-1GHz、电压范围在100V-300mV的微电位计的校准.2概述微电位计在IkHZ-IGHZ范围内可提供100“V-300mV的电压值。微电位计结构简单、稳定性好、输出阻抗低，可以用来校准富伏表、选频表、示波器、信号发生胧、接收机和其他小电压设备。微电位计由超高频真空热偶、圆盘电阻和腔体3部分组成（见图1）。当直流或射频电流加入输入端时，在输出端就得到输出电压，其大小等于输入电流与输入电阻（即圆盘电阻R.）的乘积.若微电位计有良好的频响，且直流或射频电流辘入时，热偶输出保持不变，则射嫌输出电压就等丁直流输出电压。实际上，陋着频率的增加，射须输出电压并不等于直流输出电压，这就是射频一直流差.的（；-I）XIo0%式中：射频-直流差；Vr一交流电压测量值：V,。直潦电压测量值。微电位计经校准确定射频-直流差后，就可校准以上所述的小电压设符“0入！ISiH1.R1.1itSi理乐图3射频一直流差频率范的：1kHz-IGHz;电压范闱：100uV-XX)mV;最大允许误差：±2.0%(1.mV-300mV);±2.5%(100NV1mV)。注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考.4雌朝4. 1环境条件a)环境温度：(23±5fC。不应有明显的气流，在一个测试周期内，温度变化不应有明显波动。b)相对湿度:80%.C)供电电源：电压(220±1.1.)V.频率(5Q±DHzd)其他：周围无影响校准系统正常工作的机械振动和电磁干扰。4.2校准用设备4. 2.1标准微电位计频率范围：1kHz-1GHzo电压范用：100uV300mV0射频直流差最大允许误差：ImV300mV:土1.2%：1()()V1.nV±1.5%o4.2.2 直流电压表电压范围：100uY=300mV：最大允许误差：±0.1.%t4.2.3 直流电流表电流范围：100nA100mA;最大允许误差：±0.01%,4.2.4 纳伏表制力：W1.V°4.2.5 2.5直流电压源输出电流:大于20mA;稳定度：10-smin-',4.2.6高频电压表频率范围：1kHz-1GHz:电用范用：30uV300mV：分辨力：±0.01dB1. 2.7信号发生器频率越用：1kHz-1.GHz;输出功率不小于20dBm.4. 2.8隔肉哀取器频率范围：1kHz-1.GHz;衰减量：10dB;电压驻波比：1.05.5校准项目和校准方法功能性检杳及校准项目见表1。表1校准项目序号校准项目1外观及工作正常性检查2射频一直流差5. 1外观及工作正常性检查5. 1.1被校微电位计送校时应带有必要的附件。5.1.2被校微电位计应无机械损伤.5.2射频-直流差a）根据被校微电位计的电压量程选择标准微电位计并预定好输出电压值，使两个微电位计的热偶输出电压均大于100oUV.h）按图2连接仪器（开机前应把直流源的输出调到最小，以免烧毁热偶）。标准微电位计图2射频-直流差测量连接框图c）逐渐增加直流海输出，使得热偶指示器的示值接近被校微电位计的额定值，记录下自流电流测量仪的电流值和直流电压测量仪的电压值，然后将自流源输出调到公小，按公式（D计算出被校微电位计的电阻值:R2-U21.2式中：Rj一一被校微电位计的电阻值，Q：取一一被校微电位计电压，V；I2一一被校微电位计电流，A.d）用标准微电位计替换被校微电位计，按步骤C）进行校准并计算出电阴位R2.O把直流源和信号发生器的输出调到最小，按图3连接仪器,将S、S2分别接到“2”和“4”.信号发生调到1MHz,逐渐增加信号发生器输出电压，使过渡指示指示到预定的电压值,并由热偶指示器读得热电势值为E1.或平衡指零，然后将信号发生器输出调到最小。技校微电位计国3射频-直流差测瘠连接框图。将S1、S2分别接到和“3”。逐渐增加直流源输出,使得热偶指示器的示伯为E1.或平衡指零，记录下直流电流测口仪的读数，然后将直流源输出调到最小。g）改变直流源输出极性，逐渐增加直流源输出电压，使得热偶指示器的示值仍为E,或平衡指零，记录下直流电流测I1.t仪的读数，然后将直流海输出调到最小，按公式（2）计算出平均电流IrdI正I+U反|）/2式中：I1标准微电位计平均电流，A;I正一一标准微电位计正向电流，A;1反一一标准微电位计反向电流，A.h）把出流源和信号发生器的输出调到最小,用被校微电位计替换标准微电位计。i）将Si、S2分别接到“2”和“4”。在1MHz上调节信号发生器输出电压，使过渡指示器示值仍为A,由热偶指示涔读祖热电势值为E2或平衡指零后，将信号发生洋输出调到最小.力将Si、S2分别接到“1”和“3”.逐渐增加直流源输出，使得热偶指示器的示值为E,或平衡指零记录卜,直流电流测量仪的读数然后将直流源输出调到最小，k）改变直流源输出极性，逐渐增加自流源输出电压，使得热做指示器的示值仍为E1或平衡指零，记录下直流电流测St仪的读数，然后相直流源输出调到最小.按公式（3）计算出平均电流I2=（I正1+I反1）/2G）式中：I1一一被校微电位计平均电流，A；I正一一被校微电位计正向电流，A;I反一一被校微电位计反向电流，A。1）按公式（4）计算被校费电位计的射频-囱流差S2.并记录在附录A的表格中。R1IZ÷R,/,式中：S1一一被校微电位计的射频-直流差：S1一一标准微电位计的射痂一直流差；Ii一一标准微电位计的平均电流，A;R标准微电位计的电阻值.;/.被校微电位计平均电流，A：Rj一一被校微电位计的电阻值，Q;IZI一一过渡指示器的输入阻抗折算到电阻端面的阻抗值（本次校准开始前可用网络分析仪或阴抗分析仪测出,Q.m）被校微电位计频率范围的其他频率点的射频-直流差分别按步蛛e）1.）迸行校准.11）其他量程的微电位计按步骤a）m）进行校准.6校准结果表达校准证书或校准报告应至少包含以下信息：a）标题：“校准证书”：b）实隘室名称和地址：C）进行校准的地点（如果与实骐室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总I页数的标识：c）客户的名称和地址：f）被校对象的描述和明确标识：g）进行校准的日期.如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对歙的接收日期：h）如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明:i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号：j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述：1）校准结果及其测珏不确定度的说明：m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对被校对象有效的说明：P）未经实验室书面批准，不得部分划制证书的声明.7震校时间间R1.微电位计复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定，推荐为1年。酎量AJK始记录内页格式«A.1.««,被测一体用号被测热统电流11A械测电BI申号标准腔体申号爱A.2微电位计H电阻值名称电流优V电阻值0正反向标准微电位计R,被涮微电位计Ra频率M1.1.z被测热偶电压W11(V被测输出电压V被测热偶电流bA标准热儡电压质D1.V标准输出电压AmV标准热偶电流【,A射频-宜流差$?%11000用量B校港证书内页格式般RIWM腔体串号热丝电流n电-一号电阳值频率MHZ射频一直流差%U(k=2)11000附录C校准不确定度评定示例C.1射频-直流差测量不确定度评定C.I.1测盘模型根据射频-直流差测量结果误差公式可以建立被测量的测量模型，计算测量炭差的公式如下：3,（jr-I）×100%V式中：射频-直流差：V.一一交流电压测量值：Vfo直流电压测量值。依据不确定度传播律，当输入电彼此独立，不确定度不相关时，对公式中的各个分R求偏导数，可得到各输入砧的不确定度分砒。合成标准不确定度UC由下式表示：由、）£的（上,）由此得出射蝮直流差的测量不确定度为：山（急），（.）+（青）（匕）C.1.2不确定度来源和标准不确定度评定根据公式（4）Ur知.微电位计的不确定度,由卜列几部分组成（以100OM1.1.z.10mVtWD2-1I微电位计为标准微电位计为例）.C.1.2.1标准做电位计最大允许误差引入的不确定度分量U1.对于频率100OMHz电压值在10mV量程的点，标准澈电位计小大允许误差为±A=±0.48%,按均匀分布，此不确定度分量为：M1.=0.28%C.i.2.2过渡指示器亮伏表NRVD最大允许误差引入的不确定度分StUZ根据亳伏表NRvD的技术指标，以及考虑到是及时替代和指示涔升线性，在大于10.00mV时圾大允许误差为±6p=±0.1*按均匀分布，此不确定度分量为：8SO.M万C.1.2.3标准微电位计M）271.热电势E,的指示误差引入的小确定度分出U,WD2-I1工作了额定值的"10,Ei>100.00V,由于是及时替代，热偶指示器34420A仪器本身变化±2字，并考虐到海漂可能的影响，最大允许误差为土6C=±0.06%,按均匀分布.此不确定度分址为：U,-¾W0.035J3C.1.2.4被测微电位计热电势E?的指示误差引入的不确定度分fitu.被测微电位计工作于额定值，E111.000mV,热电势大而又为及时替代，最大允许误差为±6P=±0.03%,按均匀分布,此不确定度分量为：VI三-2(M)17%J3C.1.2.5直流替代时，对应于%、E?的替代电流1/12的误差引入的不确定度分ffiU5I,和I2都是3458A数字电压表在标准电阻R上读数，人心读数的比值取决于读数的相对变化，即误差取决于Ki机玳的变化，在取五位稳定读数时，末位变化2'3个字，最大允许误差为±6E=±0.06%,按三角分布，此不确定度分散为：uf=?=0.024%6C.1.2.6标准微电位计和被测激电位计的圆盘电口I%/Rz的测盘误差引入的不确定度分Stu6由公式(D可知，它们是分别用IV法测量的，实质上是测电流比和电压比.在取五位稔定读数时，末位变化23字，电流比误差V±0.03%。对于电压比，是用34420A纳伏表读数：误差±0.04乐合成最大允许误差为±6G=±0.1%,按三角分布，此不确定度分量为：u三r*50.O1.I¼病C.I.2.7环境温度变化对“、R2引入的不确定度分量S对于标准微电位计R1.(2.7)被测微电位计Rz(1)的电阻量级,电阻温度系数为005%C温度变化在±0.5C时，般大允许误差为土6h=±0.05%,按均匀分布，此不确定度分城为：IC=电七0.029%3C.1.2.8连接误差引入的不确定度分量Ug测试过程需要重宓连接标准微电位计和被测微电位计，会造成读数的分散性，读数分散性引入的最大允许误差为土61=±0.05乐按均匀分布，此不确定度分量为：U,=¾=O.O29J3C.1.2.9过渡指示器输入阻抗引入的不确定度分搔与(R-Rs)U,“'(RIZ)(RZ)¾7r;时G不引入误差,当-WRz时,分别引入的误差总是同方向的,合成误差比最大的单个误差小。代入各有关数（ffR=2.7,R1.=1.01j0.01.IZ尸50Q,可得最大允许误差为土j=±0.03%,按均匀分布,此不确定度分量为:w.端、0.017%C.1.3标准不确定度汇总表（见表U1.）表CI标准不确定度汇总表序号不描定度案源标准不附定度也符号量值1由前蟆识差引入50.282由过渡指示引入0.58%3由前级热电势引入Ib0.035%4由本汲热电势引入V1.o.om5由替代电流比值引入U0.024%6由电阻比值引入60.041«7由温度系数引入u70.029%8由连接误差引入Vf0.029%9由输入阻抗引入UKo.omC.1.4合成标准不确定度U以上各不确定度分量独立不相关，则:UC=如i+u2+u3+u2+us+u3+u2+u'+u7=O.29%C.1.5扩展不确定度包含因子k取2,则扩展不确定度为：U=kuc=O.58%(k=2)