JJF 1885-2020 射頻與微波功率計校準(zhǔn)規(guī)范 高清晰版

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范0射頻與微波功率計校準(zhǔn)規(guī)范drs6發(fā)布 6實施國家市場監(jiān)督管理總局 發(fā)布0射頻與微波功率計校準(zhǔn)規(guī)范ders

0歸 口 單 位:全國無線電計量技術(shù)委員主要起草單位:中國計量科學(xué)研究院中國航天科工集團二院3所參加起草單位:浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院本規(guī)范委托全國無線電計量技術(shù)委員會負責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人:劉欣萌中國計量科學(xué)研究院)楊緒軍中國航天科工集團二院3所)海興芳中國計量科學(xué)研究院)參加起草人:葉忠民浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院)劉 挺中國航天科工集團二院3所)目 錄引言………………………

Ⅱ)1范圍……………………2概述……………………3計量特性………………1參考源功率…………2校準(zhǔn)因子K)……………………3線性度………………4電壓駐波比…………4校準(zhǔn)條件………………1環(huán)境條件……………2校準(zhǔn)用設(shè)備…………5校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法…………………1校準(zhǔn)項目……………2外觀及工作正常性檢查……………3參考源功率…………4校準(zhǔn)因子……………5線性度………………6電壓駐波比…………6校準(zhǔn)結(jié)果表達…………7復(fù)校時間間隔…………

1)1)1)1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)3)3)4)5)5)6)附錄A 原始記錄格式…………………

7)附錄B 校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式……………

9)附錄C 主要項目校準(zhǔn)不確定度評定示例……………

)Ⅰ引 言《 本規(guī)范依據(jù)0國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》和F2測量不確定度評定與表示》編寫。本規(guī)范為首次發(fā)布。Ⅱ射頻與微波功率計校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于頻率范圍為0、功率范圍為m的各種類型射頻與微波功率計的校準(zhǔn),其他頻率范圍的射頻與微波功率計校準(zhǔn)可參考使用。概述射頻與微波功率計以下簡稱功率計由感應(yīng)、吸收并實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換部分及相應(yīng)的測量和指示部分組成,利用將射頻或微波信號轉(zhuǎn)換成直流或低頻信號后加以測量和指示的原理完成射頻與微波功率的測量。計量特性參考源功率輸出功率1W0輸出功率最大允許誤差:5。校準(zhǔn)因子K)頻率范圍0;校準(zhǔn)因子測量不確定度55 。線性度: ;校準(zhǔn)頻率

0z功率范圍:~;線性度測量不確定度B。電壓駐波比頻率范圍0;: , 測量不確定度3: , 注以上技術(shù)指標(biāo)不作合格性判別 僅提供參考校準(zhǔn)條件環(huán)境條件環(huán)境溫度℃,校準(zhǔn)過程中溫度波動不超過1℃;相對濕度:不大于0;電源要求:電壓),頻率);其他:周圍無影響校準(zhǔn)系統(tǒng)正常工作的機械振動和電磁干擾。校準(zhǔn)用設(shè)備信號發(fā)生器1頻率范圍0;幅度穩(wěn)定度:0;輸出功率范圍:~;諧波抑制:。B隔離衰減器頻率范圍0;端口電壓駐波比:。標(biāo)準(zhǔn)功率計頻率范圍0;校準(zhǔn)因子s不確定度50 ;輸入端口電壓駐波比:。功率傳遞標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍0;校準(zhǔn)因子不確定度50 ;輸出端口等效源電壓駐波比:。步進衰減器工作頻率0;衰減量B步進;衰減量測量不確定度B端口電壓駐波比:3。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀頻率范圍0;反射系數(shù)測量不確定度8。校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項目表1校準(zhǔn)項目列表序號校準(zhǔn)項目類型條款1外觀及工作正常性檢查功能檢查22參考源功率量值校準(zhǔn)33校準(zhǔn)因子量值校準(zhǔn)44線性度量值校準(zhǔn)55電壓駐波比量值校準(zhǔn)6外觀及工作正常性檢查被校功率計的外觀應(yīng)完好

各開關(guān)、

按鍵等應(yīng)調(diào)節(jié)正常,

無影響正常工作電氣性能的機械損傷。被校功率計配套附件應(yīng)齊全。2被校功率計按其使用說明書規(guī)定時間預(yù)熱后應(yīng)能正常工作。校準(zhǔn)前,應(yīng)按說明書要求進行預(yù)熱,并保持功率指示在最高分辨力,如被校功率計具有內(nèi)部自校準(zhǔn)和清零等功能,則應(yīng)首先運行儀器內(nèi)部自校準(zhǔn)和清零等功能。將檢查結(jié)果記錄于附錄A的1中。參考源功率按圖1將標(biāo)準(zhǔn)功率計的測量端口直接連接到被校功率計的參考源輸出端根據(jù)被校功率計說明書設(shè)置被校功率計的參考源頻率,標(biāo)準(zhǔn)功率計的頻率修正設(shè)置為與被校功率計參考源的頻率對應(yīng);) 圖1參考源功率校準(zhǔn)框圖b開啟被校功率計的參考源輸出,等待標(biāo)準(zhǔn)功率計讀數(shù)穩(wěn)定后記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計讀數(shù)于附錄A表,然后關(guān)閉參考源輸出。校準(zhǔn)因子交替比較法) 圖2校準(zhǔn)因子交替比較法校準(zhǔn)框圖a按圖2連接校準(zhǔn)設(shè)備,將標(biāo)準(zhǔn)功率計連接到測試端面;根據(jù)被校功率計特性設(shè)置信號發(fā)生器頻率和功率電平;開啟信號發(fā)生器射頻輸出,等待標(biāo)準(zhǔn)功率計讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計指示值于附錄A表2中;從測試端面上斷開標(biāo)準(zhǔn)功率計連接被校功率計到測試端面等待被校功率計讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄下被校功率計指示值u于附錄A表2中;按公式)計算被校功率計的校準(zhǔn)因子注記錄在附錄A表2中;s式中s

Kuu

)Ku被校功率計的校準(zhǔn)因子;標(biāo)準(zhǔn)功率計的校準(zhǔn)因子;u被校功率計指示值,W;3標(biāo)準(zhǔn)功率計的指示值,W。根據(jù)被校功率計的工作頻率范圍、實際需要和標(biāo)準(zhǔn)功率計的校準(zhǔn)因子頻點選擇校準(zhǔn)頻率,重復(fù)步驟)。注如果標(biāo)準(zhǔn)功率計處于頻率修正模式,公式)中s取值為,否則取其實際值代入計算。傳遞標(biāo)準(zhǔn)法按圖3連接校準(zhǔn)設(shè)備,將被校功率計連接到測試端面;圖3校準(zhǔn)因子傳遞標(biāo)準(zhǔn)法校準(zhǔn)框圖e等效信號源反射系數(shù)u被測功率計反射系數(shù)根據(jù)被校功率計特性設(shè)置信號發(fā)生器頻率和功率電平;開啟信號發(fā)生器射頻輸出,等待被校功率計和標(biāo)準(zhǔn)功率計讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計指示值和被校功率計指示值u于附錄A表3中;按公式)計算被校功率計的校準(zhǔn)因子,記錄于附錄A表3中;s式中s

Kuu

)Ku被校功率計的校準(zhǔn)因子;功率傳遞標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)因子;u被校功率計的指示值,W;功率傳遞標(biāo)準(zhǔn)功率計的指示值,W。改變信號發(fā)生器頻率,直至完成所需頻率校準(zhǔn)因子的校準(zhǔn)。線性度按圖4連接校準(zhǔn)設(shè)備;圖4線性度校準(zhǔn)框圖將信號發(fā)生器的頻率設(shè)置為0;被校功率計接頭為同軸時0一般為0z或1GHz;將步進衰減器衰減值置為位置,調(diào)整信號發(fā)生器輸出電平為所需的測量功4率電平如記錄被校功率計的讀數(shù)在附錄A表4中;根據(jù)被校功率計的測量范圍設(shè)置步進衰減器的衰減量i,…衰減量的步進為,分別記錄被校功率計的讀數(shù)i,…)在附錄A表4中;按公式)計算被校功率計的線性度L,將所得結(jié)果記錄在附錄A表4的相應(yīng)表格內(nèi)。式中:

L=i--i-) )L線性度;i被校功率計讀數(shù);i步進衰減器衰減量電壓駐波比按說明書要求對網(wǎng)絡(luò)分析儀進行通電預(yù)熱;設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀測量參數(shù)為1,對網(wǎng)絡(luò)分析儀進行單端口校準(zhǔn);設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀的中頻帶寬為適當(dāng)值通常為0在被校功率計的工作頻率范圍內(nèi)選擇網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試頻率和測量點數(shù);所選校準(zhǔn)頻點應(yīng)與被校功率計校準(zhǔn)因子的校準(zhǔn)頻點相同;按圖5所示連接被校功率計于網(wǎng)絡(luò)分析儀測試端口,設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)格式為電壓駐波比;圖5電壓駐波比的校準(zhǔn)連接框圖讀取網(wǎng)絡(luò)分析儀電壓駐波比的測量數(shù)據(jù),將所得結(jié)果記錄在附錄A表5的相應(yīng)表格內(nèi)。校準(zhǔn)結(jié)果表達功率計校準(zhǔn)后,出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息:標(biāo)題:校準(zhǔn)證書;實驗室名稱和地址;進行校準(zhǔn)的地點如果與實驗室的地址不同證書的唯一性標(biāo)識如編號每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;客戶的名稱和地址;被校對象的描述和明確標(biāo)識;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;如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明;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;本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;5校準(zhǔn)環(huán)境的描述;校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的說明;未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。6附錄A原始記錄格式外觀及工作正常性檢查:□正常 □不正常參考源功率見表)表1參考源功率標(biāo)稱值測量值U)1校準(zhǔn)因子交替比較法見表)表2校準(zhǔn)因子交替比較法)頻率/GHzKsWWKuU)校準(zhǔn)因子傳遞標(biāo)準(zhǔn)法見表)表3校準(zhǔn)因子傳遞標(biāo)準(zhǔn)法)頻率/GHzsWWKuU)線性度見表)

表4線性度頻率GHz衰減量idB被校功率計讀數(shù)PidBm線性度LU)0505?7電壓駐波比見表)表5電壓駐波比頻率/GHz電壓駐波比U)8附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式表1參考源功率標(biāo)稱值測量值U)1表2校準(zhǔn)因子頻率/GHz校準(zhǔn)因子KuU)表3線性度頻率/GHz功率范圍m線性度LU)55~00~-5~0~5~0表4電壓駐波比頻率/GHz電壓駐波比U)9附錄C主要項目校準(zhǔn)不確定度評定示例參考源功率和校準(zhǔn)因子是以數(shù)個因子乘積的形式給出的,在各因子的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度已知的情況下,它們的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算公式的形式比較簡單,本規(guī)范后面涉及相關(guān)不確定度計算時給出的計算結(jié)果均為相對不確定度。參考源功率校準(zhǔn)的不確定度分析及評定測量模型P M式中:

0=Ks0被校參考源的射頻功率測量值,W;標(biāo)準(zhǔn)功率計的校準(zhǔn)因子;標(biāo)準(zhǔn)功率計示值,W;M失配因子M=s2;參考源反射系數(shù)模值;標(biāo)準(zhǔn)功率計的反射系數(shù)模值。測量不確定度傳播公式20M)不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)功率計校準(zhǔn)因子s引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度)標(biāo)準(zhǔn)功率計校準(zhǔn)因子由高一級的標(biāo)準(zhǔn)功率計定標(biāo),其相對擴展不確定度為5,采用B類評定,為正態(tài)分布,包含因子k=2,則:5標(biāo)準(zhǔn)功率計示值s

2 )引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定標(biāo)準(zhǔn)功率計示值功率的技術(shù)指標(biāo)為:最大允許誤差為3,采用B類評定,為均勻分布,包含因子3,則:7失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度M)3失配因子M十分接近于,可以認(rèn)為由失配引入的測量相對擴展不確定度UM)≈2gs。 , ,參考源反射系數(shù)模值g為3標(biāo)準(zhǔn)功率計的反射系數(shù)模值s為5 采用B類評定,為反正弦分布,包含因子2,則:2M5≈120測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)測量結(jié)果,利用貝塞爾公式計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差,得到。不確定度分量匯總見表。表1不確定度分量一覽表不確定度來源評定方法分布包含因子kuKsB類正態(tài)25sB類均勻37MB類反正弦21sA類6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度M222222=擴展不確定度包含因子取k=2,相對擴展不確定度:U7 4校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)的不確定度分析及評定交替比較法測量模型

7式中:

KusMPsPKu被校功率計的校準(zhǔn)因子標(biāo)準(zhǔn)功率計的校準(zhǔn)因子;u被校功率計示值,W;標(biāo)準(zhǔn)功率計示值,W;連接標(biāo)準(zhǔn)功率計時失配因子;M失配因子M=Mu=u2;連接標(biāo)準(zhǔn)功率計時失配因子;

Ms s2Mu連接被校功率計時失配因子;測試端口輸入反射系數(shù);標(biāo)準(zhǔn)功率計反射系數(shù);u被校功率計反射系數(shù)。測量不確定度傳播公式2KuMM)不確定度來源1標(biāo)準(zhǔn)功率計校準(zhǔn)因子s引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)功率計示值功率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定被校功率計示值功率u引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度連接標(biāo)準(zhǔn)功率計時失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度M連接被校功率計時失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度M測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定標(biāo)準(zhǔn)功率計校準(zhǔn)因子s引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度)標(biāo)準(zhǔn)功率計校準(zhǔn)因子由高一級的標(biāo)準(zhǔn)功率計定標(biāo),其相對擴展不確定度為0,采用B類評定,為正態(tài)分布,包含因子k=2,則:5標(biāo)準(zhǔn)功率計示值功率s)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定標(biāo)準(zhǔn)功率計示值功率s的技術(shù)指標(biāo)為3,采用B類評定,為均勻分布,包含因子3,則:7被校功率計示值功率u)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度已知被校功率計示值功率u的技術(shù)指標(biāo)為5,采用B類評定,為均勻分布,包含因子3,則:93 ( )連接標(biāo)準(zhǔn)功率計時失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uMs失配因子M十分接近于,可以認(rèn)為由失配引入的測量相對擴展不確定度UM)≈2gs。測試端口輸入反射系數(shù)模值g為,標(biāo)準(zhǔn)功率計的反射系數(shù)模值s為。采用B類評定,為反正弦分布,包含因子=,則:M1≈12 ( )連接被校功率計時失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uMu失配因子M十分接近于,可以認(rèn)為由失配引入的測量相對擴展不確定度UM)≈2gu。測試端口輸入反射系數(shù)模值g為,被校功率計的反射系數(shù)模值u為。采用B類評定,為反正弦分布,包含因子=,則:M1≈1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 2根據(jù)測量結(jié)果,利用貝塞爾公式計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差,算得。不確定度匯總見表。20表PAGE2不確定度分量一覽表不確定度來源評定方法分布包含因子kuKsB類正態(tài)25sB類均勻37uB類均勻39MsB類反正弦21MuB類反正弦21sA類1合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度MM22222222=擴展不確定度包含因子取k=2,相對擴展不確定度:UKK2 4

≈2傳遞標(biāo)準(zhǔn)法測量模型式中:

KusMPsPKu被校功率計的校準(zhǔn)因子;傳遞標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)因子;u被校功率計的示值,W;傳遞標(biāo)準(zhǔn)功率示值,W;M失配因子M=u2;測試端口等效反射系數(shù);u被校功率敏感器反射系數(shù)。測量不確定度傳播公式2KuM)不確定度來源傳遞標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)因子引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)功率計示值功率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度被校功率計示值功率u引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度M測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。根據(jù)已知條件算得各相對不確定度分量如表3所示。30