JJG 813-2013光纖光功率計(jì)

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程2013-01-06發(fā)布2013-07-06實(shí)施I引言 1范圍 2引用文件 3計(jì)量單位 4概述 5計(jì)量性能要求 5.1修正值或修正因子 5.2重復(fù)性 5.3非線性 6通用技術(shù)要求 6.1外觀 6.2光學(xué)系統(tǒng) 7計(jì)量器具控制 7.1檢定條件 7.2檢定項(xiàng)目和檢定方法 7.3檢定結(jié)果的處理 7.4檢定周期 附錄A光纖光功率計(jì)檢定原始記錄 (8)附錄B光纖光功率計(jì)檢定證書(內(nèi)頁)格式 附錄C檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定 Ⅱ本規(guī)程依據(jù)JJF1002—2010《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》,同時(shí)參照J(rèn)JG965-2001《通信用光功率計(jì)》、JJG249-2004《0.1mW～200W激光功率計(jì)》和IEC61315:2005《光纖光功率計(jì)校準(zhǔn)》(Calibrationoffibre-opticpowermeters),并根據(jù)光纖光功率計(jì)在通信、醫(yī)療、機(jī)械加工、傳感、能量傳輸?shù)阮I(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用，對(duì)1光纖光功率計(jì)檢定規(guī)程2引用文件本規(guī)程引用下列文件：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計(jì)量單位光功率值通常用國(guó)際單位制的導(dǎo)出單位瓦(W)系列表征，工程中一般用毫分貝(dBm)表示功率的量值。以上兩種單位制可由式(1)換算：4概述寬、光譜響應(yīng)平坦、可承受較高功率等特點(diǎn)；但對(duì)環(huán)境條件要求較高，且測(cè)量范圍較5計(jì)量性能要求5.1修正值或修正因子在參考功率點(diǎn)，根據(jù)所用光功率的量值單位[量值單位由式(1)換算。下同],給修正因子不確定度：不超過5%(k=2),光功率量值單位為W系列。2多點(diǎn)(一般以10dB為間隔)作為參考功率點(diǎn)。或2%(測(cè)量次數(shù)n≥6)。在被檢光纖光功率計(jì)的測(cè)量范圍內(nèi)(應(yīng)大于30dB或3個(gè)數(shù)量級(jí)),不超過士0.13dB或±3%注：以dB為單位表示的變化量△與相對(duì)變化量δ可按下式換算：△=10lg(1+0)。6通用技術(shù)要求6.1外觀6.2光學(xué)系統(tǒng)7計(jì)量器具控制b)相對(duì)濕度：小于80%;7.1.2.1標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)1)參考點(diǎn)不確定度：不超過0.13dB(k=2)或3%(k=2);b)光電型標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)32)工作波長(zhǎng)：滿足不確定度要求的波長(zhǎng)范圍或特定波長(zhǎng)；3)非線性(大于30dB或3個(gè)數(shù)量級(jí)):不超過±0.02dB或士0.5%。注：標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)的參考點(diǎn)不確定度和非線性是指修正后滿足檢定要求的計(jì)量性能，7.1.2.2光源a)激光源1)輸出功率：>0dBm;3)光譜半高寬(FWHM):<7nm(若光源波長(zhǎng)處在光纖光功率計(jì)光譜響應(yīng)曲線4)輸出功率穩(wěn)定度(15min):不超過士0.02dB或士0.5%,b)寬光譜光源(寬帶光源和其他非受激輻射光源等)1)輸出功率：>-20dBm;2)輸出功率穩(wěn)定度(15min):不超過士0.02dB或±0.5%,7.1.2.3光衰減器b)衰減范圍：>40dB;d)回波損耗：≥45dB。分光比約為1:1的Y型光耦合器，光開關(guān)，多維光纖調(diào)節(jié)架，與光源及被檢儀器適配的連接器和光纖跳線,大功率光纖跳線，光纖切割器，耦合裝置等。表1檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目十十十修正值十十十重復(fù)性十十十非線性十十注：“十”表示需檢定的項(xiàng)目，“—”表示不需檢定的項(xiàng)目。7.2.2修正值(或修正因子)檢定JJG813—20134率計(jì)；測(cè)量功率大于30dBm時(shí)應(yīng)使用大功率光纖跳線),光纖光功率計(jì)示值檢定裝置見圖1。光纖7.2.2.2在5.1條規(guī)定的參考功率點(diǎn)任選一點(diǎn)，按下面的步驟進(jìn)行檢定，7.2.2.3將光纖與標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)連接，調(diào)整衰減器的衰減量，使標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)的測(cè)量值處于選定參考功率點(diǎn)附近。7.2.2.4讀取標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)上的測(cè)量值P。(量熱型光纖光功率計(jì)須待系統(tǒng)熱平衡后再讀數(shù)并扣除前后背景的平均值)并記錄。7.2.2.5將光纖與被檢光纖光功率計(jì)連接，讀取被檢光纖功率計(jì)上的示值Pu;(量熱型光纖功率計(jì)須待系統(tǒng)熱平衡后再讀數(shù)并扣除前后背景的平均值)并記錄。7.2.2.6重復(fù)7.2.2.3～7.2.2.5n次(n≥6)。分別按式(2)和式(3)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)與被檢示值的平均值P、P:式中：P?——標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)的測(cè)量值，dBm或W;Pu——被檢光纖光功率計(jì)的示值，dBm或W;P,——標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)n次測(cè)量的算術(shù)平均值，dBm或P?——被檢光纖光功率計(jì)n次測(cè)量的算術(shù)平均值，dBm或n——測(cè)量次數(shù)。7.2.2.7當(dāng)量值單位為dBm時(shí)按式(4)計(jì)算修正值c=P,—P式中：Pa——被檢光纖光功率計(jì)的示值，dBm;P,——標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)的測(cè)量值，dBm。7.2.2.8當(dāng)量值單位為W系列時(shí)，按式(5)計(jì)算修正因子：CF——修正因子；W;W;5P?——被檢光纖光功率計(jì)的示值，W;P---標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì)的測(cè)量值，W。7.2.3重復(fù)性檢定在參考功率點(diǎn)，根據(jù)光纖光功率計(jì)修正值(或修正因子)檢定結(jié)果。當(dāng)量值單位為dBm時(shí)，按式(6)計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，得到測(cè)量重復(fù)性rag(單位為dB):Pui——被檢光纖光功率計(jì)的示值，dBmP.—被檢光纖光功率計(jì)n次測(cè)量的算術(shù)平均值，dBm;n——測(cè)量次數(shù)。當(dāng)量值單位為W系列時(shí)，重復(fù)性rw由相對(duì)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差得出rw--重復(fù)性；Pu;——被檢光纖光功率計(jì)的示值，W;P?被檢光纖光功率計(jì)n次測(cè)量的算術(shù)平均值，W;n——測(cè)量次數(shù)。7.2.4非線性檢定光纖光功率計(jì)的非線性檢定可使用疊加法或參考功率計(jì)比對(duì)法。疊加法測(cè)量誤差小且無需溯源，但操作計(jì)算復(fù)雜。參考功率計(jì)比對(duì)法測(cè)量誤差較大，但操作計(jì)算簡(jiǎn)單。實(shí)際檢定時(shí)可根據(jù)檢定要求和設(shè)備情況任選其一。7.2.4.1疊加法檢定可采用雙光源或單光源法。雙光源法按圖2連接檢定設(shè)備。若用單光源法則按圖3連接檢定設(shè)備，并根據(jù)光源的相干長(zhǎng)度增加延時(shí)線以消除干涉的影響。CQ可變QQABO光耦合器〇6A光延光開穩(wěn)定光源圖3單光源非線性檢定裝置框圖a)對(duì)被檢光纖光功率計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)校(清零)。接通A、B兩個(gè)光路，調(diào)整光衰減器的衰減量，使被檢光纖光功率計(jì)的示值接近檢定要求的測(cè)量上限(量值單位應(yīng)為Wc)打開A、B兩光路，調(diào)整光衰減器，使被檢光纖光功率計(jì)示值≥min(PA,PR)。d)重復(fù)7.2.4.1步驟b)～7.2.4.1步驟c)n次，直至檢定要求的測(cè)量下限。整個(gè)測(cè)量過程中，應(yīng)使PA與PB的值相近。e)根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理計(jì)算非線性修正因子：L;=(PA+P)/PA(i=1,2,3, f)選擇參考點(diǎn)。為計(jì)算方便，以L?為參考點(diǎn)，計(jì)算各點(diǎn)的非線性修正因子NL;NL;=L;×NL-(i=1,2,3, L;-—第i組測(cè)量的非線性修正因子；NL;——以L,為參考點(diǎn)的非線性修正因子。g)按式(10)計(jì)算檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計(jì)的非線性：NL=±100%×(NLimx-NLimin)/2(10)NI檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計(jì)的非線性；NLimx——以L?為參考點(diǎn)的n個(gè)非線性修正因子中的最大值；NLimin——以L,為參考點(diǎn)的n個(gè)非線性修正因子中的最小值。若參考功率計(jì)(這里為標(biāo)準(zhǔn)光纖光功率計(jì))在檢定范圍內(nèi)的非線性(或通過線性修7正)不超過±0.5%(±0.02dB),則可按下列步驟使用參考功率計(jì)比對(duì)法a)按7.2.2.1連接。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)及被檢光纖光功率計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)校(清零)。在被檢光纖光功率計(jì)測(cè)量范圍內(nèi)，以10dB間隔重復(fù)7.2.2.3～7.2.2.5直至檢定要求的測(cè)量b)按式(4)或式(5)計(jì)算，得出C;或CF;(i=1,2,3,…,n)并按式(11)或式(12)計(jì)算檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計(jì)的非線性：NL=士NL——檢定范圍內(nèi)被檢光纖光功率計(jì)的非線性7.3.1根據(jù)7.2條“檢定項(xiàng)目”逐條進(jìn)行檢定，將檢定所得數(shù)據(jù)記錄于相應(yīng)表格中7.3.2經(jīng)檢定合格的光纖光功率計(jì)，出具檢定證書(見附錄B);檢定不合格的，發(fā)光纖光功率計(jì)的檢定周期一般不超過1年。8附錄A光纖光功率計(jì)檢定原始記錄檢定員：頁原始記錄編號(hào)：證書編號(hào)：檢定日期：送檢單位：聯(lián)系人：儀器名稱外觀檢查依據(jù)的技術(shù)文件(代號(hào)、名稱):檢定使用的計(jì)量(基)標(biāo)準(zhǔn)裝置或主要標(biāo)準(zhǔn)器：測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度證書編號(hào)證書有效期至工作波長(zhǎng)序號(hào)123456平均值標(biāo)準(zhǔn)值被檢示值標(biāo)準(zhǔn)值被檢示值:檢定結(jié)果工作波長(zhǎng)*##修正值(或修正因子)修正值(或修正因子)重復(fù)性非線性9No.標(biāo)準(zhǔn)值被檢示值123:n序號(hào)量值單位PPABPA+PNL;=L;×NL;-11234:::nJJG813—2013附錄B光纖光功率計(jì)檢定證書(內(nèi)頁)格式檢定機(jī)構(gòu)授權(quán)說明檢定環(huán)境條件及地點(diǎn)：檢定使用的計(jì)量(基)標(biāo)準(zhǔn)裝置或主要標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度證書編號(hào)證書有效期至證書編號(hào)工作波長(zhǎng)修正值(或修正因子)修正值(或修正因子):重復(fù)性非線性(×××~×××)說明：1.修正值=標(biāo)準(zhǔn)值一被檢示值(或：修正因子=標(biāo)準(zhǔn)值/被檢示值)檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式參照B.1,并注明不合格項(xiàng)附錄C檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定C=P,-P.;事事;Ue=√u2(P)+u2(P?)+u2(F)+u2(W)U=2U,(k=2)根據(jù)5.1,若U≤0.21dB,則滿足檢定要求。CF=(P/P).F.WU=√a2(P?)+ua2(P,)+ua2(F)+um2(W)(C.6)JJG813—2013Un=2U,(k=2)根據(jù)5根據(jù)5.1,若Ure≤5%,C.1.3非線性(比對(duì)法):NL=(Cimx—Cmin)/2C,(i=1,2,3,…,n)考慮到參考功率計(jì)非線性的影響，則有N