失真度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1852—20201失真度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率范圍為5Hz~200kHz,失真度測(cè)量范圍為0.01%~100%失真度測(cè)量?jī)x和測(cè)量?jī)x器中失真度測(cè)量功能模塊的校準(zhǔn)。2概述失真度測(cè)量?jī)x主要由輸入電路、電平調(diào)整電路、基波抑制電路、調(diào)諧電路、放大濾波電路、電平判別電路、指示電路等組成。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、科研、計(jì)量等部門。3計(jì)量特性3.1不平衡電壓表電壓測(cè)量范圍:0.3mV~300V(5Hz~1MHz);最大允許誤差:±5%(1kHz);頻率響應(yīng):±(6%~17%)。3.2失真度測(cè)量頻率范圍:5Hz~200kHz;失真度測(cè)量范圍:0.01%~100%;最大允許誤差:±(5%~40%)(相對(duì)誤差)。3.3殘余失真≤0.003%(20Hz~10kHz);≤0.03%(5Hz~200kHz)。注:以上技術(shù)指標(biāo)不作合格性判別,僅提供參考。4校準(zhǔn)條件4.1環(huán)境條件4.1.1環(huán)境溫度:(23±5)℃。4.1.2相對(duì)濕度:≤80%。4.1.3電源要求:(220±11)V、(50±1)Hz。4.1.4周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)。4.2校準(zhǔn)用設(shè)備4.2.1交流標(biāo)準(zhǔn)電壓源頻率范圍:5Hz~1MHz;電壓范圍:0.3mV~300V;最大允許誤差:±(1%~3%)。JJF1852—202024.2.2失真度儀校準(zhǔn)器頻率范圍(基波):5Hz~200kHz;失真度范圍:0.01%~100%;最大允許誤差:±(1%~10%)(相對(duì)誤差);基波信號(hào)剩余失真:≤0.003%(20Hz~10kHz);≤0.03%(5Hz~200kHz)。4.2.3低失真信號(hào)發(fā)生器頻率范圍:5Hz~200kHz;電壓范圍:(0.3~3)V;失真度:≤0.003%(20Hz~10kHz);≤0.03%(5Hz~200kHz)。5校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目見表1。表1校準(zhǔn)項(xiàng)目表序號(hào)項(xiàng)目名稱1外觀及工作正常性檢查2不平衡電壓表電壓3不平衡電壓表頻響4失真度5殘余失真5.1外觀及工作正常性檢查被校失真度測(cè)量?jī)x外觀應(yīng)完好無損,無影響正常工作的機(jī)械損傷,其開關(guān)、按鍵、旋鈕應(yīng)牢固且調(diào)節(jié)正常,電表機(jī)械零位調(diào)節(jié)、電表表頭指示正常,顯示屏顯示正常。被校失真度測(cè)量?jī)x通電后,檢查平衡電壓表、高通及低通濾波器、示波器監(jiān)視輸出等功能正常,且能正常工作,并按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱。將檢查結(jié)果記錄于附錄A的A.1中。5.2不平衡電壓表電壓5.2.1儀器連接如圖1所示。圖1不平衡電壓表電壓及不平衡電壓表頻響校準(zhǔn)框圖5.2.2被校失真度測(cè)量?jī)x設(shè)置電壓測(cè)量功能,交流標(biāo)準(zhǔn)電壓源(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)源)頻率置1kHz,根據(jù)量程,設(shè)置輸出幅度,使被校失真度測(cè)量?jī)x指示為電壓校準(zhǔn)點(diǎn)。[對(duì)被校失真度測(cè)量?jī)x的每個(gè)量程進(jìn)行校準(zhǔn)。每量程校準(zhǔn)不少于3點(diǎn)(模擬表一般取量程滿度值的1/3、2/3及滿度值,數(shù)字表一般取最小值、滿度值的1/5、1/2及滿度值或略低JJF1852—20203于滿度值)]。5.2.3從標(biāo)準(zhǔn)源讀取相應(yīng)的電壓實(shí)際值。記錄于附錄A表A.2中。5.2.4改變標(biāo)準(zhǔn)源的輸出幅度,使被校失真度測(cè)量?jī)x指示為電壓校準(zhǔn)點(diǎn),重復(fù)步驟5.2.3,直至完成所有校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量。5.3不平衡電壓表頻響5.3.1儀器連接如圖1所示。5.3.2被校失真度測(cè)量?jī)x設(shè)置電壓測(cè)量功能,按要求設(shè)置量程(無要求時(shí),置1V量程)。標(biāo)準(zhǔn)源頻率置1kHz,調(diào)節(jié)輸出幅度,使被校失真度測(cè)量?jī)x指示為電壓校準(zhǔn)點(diǎn)(一般為0.9V),從標(biāo)準(zhǔn)源讀取相應(yīng)的電壓實(shí)際值。記錄于附錄A表A.3中。(對(duì)被校失真度測(cè)量?jī)x的頻率選取不少于6個(gè)頻率點(diǎn),包含最小頻率值和最大頻率值,其他頻率點(diǎn)一般按1、2、5步進(jìn)選取)。5.3.3改變標(biāo)準(zhǔn)源頻率為待校頻率點(diǎn),調(diào)節(jié)其輸出電壓,使被校失真度測(cè)量?jī)x的示值保持不變。讀取標(biāo)準(zhǔn)源讀數(shù)。記入附錄A表A.3。5.3.4按公式(1)計(jì)算頻響誤差Δf,記入附錄A表A.3。Δf=×100%(1)式中:Δf—被校失真度測(cè)量?jī)x頻響誤差,%;Ufo—參考頻率點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)源讀數(shù),V;Uf—待校頻率點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)源讀數(shù),V。5.4失真度5.4.1儀器連接如圖2所示。圖2失真度校準(zhǔn)框圖5.4.2被校失真度測(cè)量?jī)x設(shè)置為失真度測(cè)量功能,按測(cè)量范圍設(shè)置測(cè)量頻率和量程。5.4.3失真度儀校準(zhǔn)器按要求輸出失真度D0,從被校失真度測(cè)量?jī)x上讀出失真度指示值Dx。并記錄于附錄A表A.4。5.4.4在參考頻率點(diǎn)(一般為1kHz),對(duì)被校失真度測(cè)量?jī)x的每個(gè)量程進(jìn)行校準(zhǔn)。每量程校準(zhǔn)不少于3點(diǎn)(一般取量程滿度值的1/3、2/3及滿度值或略低于滿度值),其余頻率點(diǎn)每量程校準(zhǔn)不少于1點(diǎn)(一般取滿度值或略低于滿度值)。5.4.5當(dāng)被校失真度測(cè)量?jī)x采用基波抑制(濾波)法原理測(cè)量諧波失真度時(shí),失真度指示值應(yīng)按公式(2)進(jìn)行修正(10%以下的失真度的指示值一般不再修正)。D'x=(2)式中:D'x—被校失真度測(cè)量?jī)x上失真度修正值;Dx—被校失真度測(cè)量?jī)x上失真度指示值。JJF1852—202045.5殘余失真5.5.1儀器連接如圖3所示。圖3殘余失真校準(zhǔn)框圖5.5.2失真度儀校準(zhǔn)器按測(cè)量頻率輸出基波信號(hào)(基波信號(hào)輸出也可用低失真信號(hào)發(fā)生器信號(hào)輸出),從被校失真度測(cè)量?jī)x上讀出失真度指示值Di,并記錄于附錄A表A.5。6校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)失真度測(cè)量?jī)x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:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)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(shí),應(yīng)說明被校對(duì)象的接收日期;h)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(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)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(hào);j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明;m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書及校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。7復(fù)校時(shí)間間隔復(fù)校時(shí)間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。JJF1852—20205附錄A原始記錄格式A.1外觀及工作正常性檢查:A.2不平衡電壓表電壓(定度頻率為1kHz):量程指示值實(shí)際值不確定度U(k=2)300V300V………………1mV0.3mVA.3不平衡電壓表頻響(固定標(biāo)準(zhǔn)值或被校值為900mV):頻率實(shí)測(cè)值或指示值/mV不確定度U(k=2)………1kHz900………A.4失真度測(cè)量頻率:失真度量程標(biāo)準(zhǔn)值/%指示值/%不確定度U(k=2)100%100%………………0.030.016A.5殘余失真:測(cè)量頻率殘余失真實(shí)際值/%………………1kHz………………7附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)格式B.1不平衡電壓表電壓(定度頻率為1kHz):量程指示值實(shí)際值不確定度U(k=2)300V300V………………1mV0.3mVB.2不平衡電壓表頻響(固定標(biāo)準(zhǔn)值或被校值為900mV):頻率實(shí)測(cè)值或指示值/mV不確定度U(k=2)頻率響應(yīng)………1kHz900………B.3失真度測(cè)量頻率:失真度量程標(biāo)準(zhǔn)值/%指示值/%不確定度U(k=2)100%100%………………0.030.018B.4殘余失真:測(cè)量頻率殘余失真實(shí)際值/%………………1kHz………………9附錄C主要項(xiàng)目校準(zhǔn)不確定度評(píng)定示例C.1電壓校準(zhǔn)不確定度評(píng)定使用低頻電壓標(biāo)準(zhǔn)源(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)源)校準(zhǔn)失真度測(cè)量?jī)x不平衡電壓表的電壓基本誤差。C.1.1測(cè)量模型根據(jù)規(guī)范,電壓校準(zhǔn)是使用低頻電壓標(biāo)準(zhǔn)源直接測(cè)量。C.1.2不確定度來源經(jīng)分析,不確定度來源有以下二項(xiàng):1)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1;2)標(biāo)準(zhǔn)源輸出電壓最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2。C.1.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式由于測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和標(biāo)準(zhǔn)源輸出電壓最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度不相關(guān),可得:uc=u+u(C.1)C.1.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定C.1.4.1測(cè)量重復(fù)性以1V測(cè)量點(diǎn)為例,10次測(cè)量結(jié)果如表C.1所示,采用A類評(píng)定方法,用貝塞爾公式計(jì)算,得到測(cè)量重復(fù)性引入的為u1=0.00053V。測(cè)量次數(shù)12345測(cè)量結(jié)果/V1.0011.0001.0011.0001.000測(cè)量次數(shù)678910測(cè)量結(jié)果/V1.0011.0011.0001.0001.001C.1.4.2低頻電壓標(biāo)準(zhǔn)源查標(biāo)準(zhǔn)源使用說明書,輸出1V電壓的最大允許誤差為±0.00004V,按均勻分.=不確定度分量u2=0.000023V。表C.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表不確定度來源符號(hào)分布數(shù)值測(cè)量重復(fù)性u(píng)1正態(tài)0.00053V低頻電壓標(biāo)準(zhǔn)源u2均勻0.000023V10C.1.6計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于各引入不確定度分量之間相互獨(dú)立,則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:uc=u+u=0.00053VC.1.7計(jì)算擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,則擴(kuò)展不0.0011V相對(duì)擴(kuò)展不確定度:Urel=0.11%C.2失真度校準(zhǔn)不確定度評(píng)定使用失真度儀校準(zhǔn)器校準(zhǔn)失真度測(cè)量?jī)x的失真度示值。C.2.1測(cè)量模型根據(jù)規(guī)范,失真度示值校準(zhǔn)是使用失真度儀校準(zhǔn)器直接測(cè)量。C.2.2不確定度來源經(jīng)分析,不確定度來源有以下三項(xiàng):1)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1;2)失真度儀校準(zhǔn)器輸出失真最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2;3)殘余失真引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3。C.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式由于三項(xiàng)不確定度來源之間不相關(guān),可得:uc=u+u+u(C.2)C.2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定C.2.4.1測(cè)量重復(fù)性以1kHz,9%失真度測(cè)量點(diǎn)為例,10次測(cè)量結(jié)果如表C.3所示,采用A類評(píng)定方法,用貝塞爾公式計(jì)算,得到測(cè)性確定度分量為u1=0.016%。測(cè)量次數(shù)12345測(cè)量結(jié)果/%8.908.908.908.908.95測(cè)量次數(shù)678910測(cè)量結(jié)果/%8.908.908.908.908.90C.2.4.2失真度儀校準(zhǔn)器查失真度儀校準(zhǔn)器使用說明書,輸出1kHz,9%失真度的最大允許誤差為±0.2%C.2.4.3被校失真度測(cè)量?jī)x殘余失真20,按均勻分布,k=3,則失真度儀校準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)C.2.4.3被校失真度測(cè)量?jī)x殘余失真失真度測(cè)量?jī)x殘余失真是一個(gè)相對(duì)固定的量,典型值一般為0.003%~0.01%,對(duì)于1%及以下的小失真來說,這個(gè)影響量不宜忽略。取其極限值0.01%,按均勻分布,11C