JJF(電子)0046─2020 機(jī)載交流耐瞬態(tài)電壓發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國工業(yè)和信息化部電子計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF(電子)0046─2020機(jī)載交流耐瞬態(tài)電壓發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationofAirborneACTransient-tolerantVoltageGenerators××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布JJF（電子）XXXXX–XXXXJJF（電子）0046–2020 JJF(電子)0046JJF(電子)0046─2020電壓發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationofAirborneACTransient-tolerantVoltageGenerator歸口單位：中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院起草單位：中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所本規(guī)范技術(shù)條文委托起草單位負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：李娜（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所）劉洋（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所）參加起草人：劉紅煜（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所）方雪梅（中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所）JJF（電子）XXXXX–XXXXJJF（電子）0046–2020 機(jī)載交流耐瞬態(tài)電壓發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范范圍本校準(zhǔn)規(guī)范適用于機(jī)載交流耐瞬態(tài)電壓發(fā)生器的校準(zhǔn)。引用文件GJB181B-2012飛機(jī)供電特性GJB5189-2003飛機(jī)供電特性參數(shù)測(cè)試方法GJB5558-2006飛機(jī)供電特性測(cè)試要求注：凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)則；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)則。術(shù)語和計(jì)量單位穩(wěn)態(tài)交流電壓steadystateACvoltage在不大于且接近1s的時(shí)間間隔內(nèi)交流電壓的時(shí)間平均值，通常為額定電壓，單位V。注：來源[GJB181B-20123.45]穩(wěn)態(tài)頻率steadystatefrequency在不大于且接近1s的時(shí)間間隔內(nèi)頻率的平均值，通常為額定電壓，單位Hz。注：來源[GJB181B-20123.59]欠電壓undervoltage低于正常工作瞬變極限并由保護(hù)裝置的動(dòng)作進(jìn)行限制的電壓，單位V。過電壓overvoltage超出正常工作瞬變極限并由保護(hù)裝置的動(dòng)作進(jìn)行限制的電壓，單位V。概述機(jī)載交流耐瞬態(tài)電壓發(fā)生器（以下簡(jiǎn)稱電壓發(fā)生器）是航空機(jī)載用電設(shè)備抗擾試驗(yàn)中的重要儀器，它通過電源控制電路在正常工作電壓上產(chǎn)生滿足GJB181B-2012電氣特性相關(guān)試驗(yàn)要求的非正常瞬態(tài)波形，如圖1所示。通過對(duì)機(jī)載交流用電設(shè)備的耐非正常瞬變特性（包括耐過壓、耐欠壓極限性能）測(cè)試，能夠有效的發(fā)現(xiàn)飛機(jī)機(jī)載設(shè)備的潛在故障和誤動(dòng)作，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)研制試驗(yàn)領(lǐng)域。圖1耐瞬態(tài)電壓波形電壓發(fā)生器主要由穩(wěn)壓電源，控制電路，功能選擇及動(dòng)作執(zhí)行電路組成，其工作原理框圖如圖2所示，穩(wěn)態(tài)電壓為三相，電壓輸出端一般定義為A端口、B端口、C端口，接地端定義為N端口。圖2工作原理框圖計(jì)量特性穩(wěn)態(tài)電壓輸出電壓范圍（有效值）：108V～118V；最大允許誤差：±0.5%。穩(wěn)態(tài)頻率輸出頻率范圍（有效值）：393Hz～407Hz；最大允許誤差：±0.1%；欠電壓輸出范圍（有效值）：0.1V～80V連續(xù)可調(diào)（或電壓發(fā)生器可調(diào)最大電壓）；最大允許誤差：±1.0%。過電壓輸出范圍（有效值）：120V～200V連續(xù)可調(diào)（或電壓發(fā)生器可調(diào)最大電壓）；最大允許誤差：±1.0%。欠、過電壓持續(xù)時(shí)間輸出范圍：50ms～99.99s；最大允許誤差：±3%。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件環(huán)境溫度：（23±5）℃。相對(duì)濕度：≤80%。供電電源：電壓：（115±23）V，頻率：（400±8）Hz。周圍無影響正常工作的機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備數(shù)字多用表交流電壓測(cè)量范圍：10mV～750V,最大允許誤差：±0.1%；頻率測(cè)量范圍:≥1kHz,最大允許誤差：±0.01%。注：如果數(shù)字多用表無頻率測(cè)量功能，可選滿足技術(shù)指標(biāo)的頻率計(jì)。數(shù)字示波器頻帶寬度：≥100MHz；輸入阻抗：1MΩ；電壓最大允許誤差：±1.5%；時(shí)基最大允許誤差：±0.1%。6.2.3示波器無源電壓探頭頻帶寬度：≥100MHz；最大輸入電壓：≥300V；輸入阻抗：10MΩ；衰減比：10:1；衰減比最大允許誤差：±2%。校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目電壓發(fā)生器校準(zhǔn)項(xiàng)目見表1。表1電壓發(fā)生器校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表編號(hào)項(xiàng)目名稱校準(zhǔn)方法的條款號(hào)1外觀及工作正常性檢查7.2.12穩(wěn)態(tài)電壓7.2.23穩(wěn)態(tài)頻率7.2.34欠電壓7.2.45過電壓7.2.56欠電壓持續(xù)時(shí)間7.2.67過電壓持續(xù)時(shí)間7.2.7校準(zhǔn)方法外觀及工作正常性檢查7.2.1.1電壓發(fā)生器應(yīng)有明晰的型號(hào)、生產(chǎn)編號(hào)、制造廠商，送校時(shí)應(yīng)附有使用說明書及全部配套附件。7.2.1.2電壓發(fā)生器應(yīng)設(shè)有接地端鈕，并標(biāo)明接地符號(hào)，接地線應(yīng)完好無損。7.2.1.3電壓發(fā)生器結(jié)構(gòu)應(yīng)完整并無影響正常工作及讀數(shù)的機(jī)械損傷，輸入輸出插座應(yīng)牢靠，開關(guān)、按鍵及旋鈕應(yīng)能正常工作并有明確標(biāo)志。7.2.1.4被校電壓發(fā)生器按規(guī)定預(yù)熱。穩(wěn)態(tài)交流電壓7.2.2.1穩(wěn)態(tài)交流電壓采用直接測(cè)量法，按圖3連接儀器，將電壓發(fā)生器的輸出A端口、N端口與數(shù)字多用表連接。7.2.2.2讀取數(shù)字多用表測(cè)量值，并將測(cè)量結(jié)果記錄在附錄A的表A.1中。7.2.2.3改變測(cè)量端口，重復(fù)步驟7.2.2.1～7.2.2.2，并記錄在附錄A的表A.1中；V-V-V--V+數(shù)字多用表電壓A發(fā)B生C器N圖3穩(wěn)態(tài)電壓校準(zhǔn)連接框圖7.2.2.4穩(wěn)態(tài)交流電壓的相對(duì)誤差按公式（1）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果記錄至附錄A表A.1中。（1）式中：——穩(wěn)態(tài)交流電壓相對(duì)誤差；——穩(wěn)態(tài)電壓標(biāo)稱值，單位V；——穩(wěn)態(tài)電壓測(cè)量值，單位V。穩(wěn)態(tài)頻率7.2.3.1穩(wěn)態(tài)頻率采用直接測(cè)量法，設(shè)置數(shù)字多用表為頻率測(cè)量，按圖4連接儀器，將電壓發(fā)生器的輸出A端口、N端口與數(shù)字多用表連接。數(shù)數(shù)字多用表電A壓B發(fā)C生器N++--圖4穩(wěn)態(tài)頻率校準(zhǔn)連接框圖7.2.3.2讀取頻率測(cè)量值，并將測(cè)量結(jié)果記錄在附錄A的表A.2中。7.2.3.3改變測(cè)量端口，重復(fù)步驟7.2.3.1～7.2.3.2，并記錄在附錄A的表A.2中；7.2.3.4相對(duì)頻率偏差按公式（2）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果記錄至附錄A表A.2中。（2）式中：——相對(duì)頻率偏差；——穩(wěn)態(tài)頻率標(biāo)稱值，單位Hz；——穩(wěn)態(tài)頻率測(cè)量值，單位Hz。欠電壓7.2.4.1將電壓發(fā)生器的輸出A端口、N端口與數(shù)字多用表連接,按圖4連接儀器。7.2.4.2調(diào)整旋鈕使電壓發(fā)生器輸出第一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)電壓“0.1V”，“持續(xù)時(shí)間”設(shè)置為7s。7.2.4.3按下“控制”開關(guān)使電壓發(fā)生器輸出欠電壓,觀察數(shù)字多用表在耐瞬態(tài)電壓輸出后7s內(nèi)的穩(wěn)定讀數(shù)，并將測(cè)量結(jié)果（有效值）記錄在附錄A表A.3中。7.2.4.4在欠電壓標(biāo)稱范圍內(nèi)，除必選點(diǎn)“0.1V”外，均勻選取2～3個(gè)電壓校準(zhǔn)點(diǎn)，如表2所示，重復(fù)7.2.4.2～7.2.4.4步驟，并記錄在附錄A表A.3中。表2欠、過電壓校準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置波形類型欠、過電壓校準(zhǔn)點(diǎn)欠電壓0.1V（必選點(diǎn)）40V80V100V過電壓120V140V160V180V（必選點(diǎn)）7.2.4.5改變測(cè)量端口，重復(fù)步驟7.2.4.1～7.2.4.4，并記錄在附錄A表A.3中；7.2.4.6欠電壓的相對(duì)誤差按公式（3）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果記錄至附錄A表A.3中。（3）式中：——欠電壓相對(duì)誤差；——欠電壓標(biāo)稱值，單位V；——欠電壓測(cè)量值，單位V。過電壓7.2.5.1將電壓發(fā)生器的輸出A端口、N端口與數(shù)字多用表連接,按圖4連接儀器。7.2.5.2調(diào)整旋鈕使電壓發(fā)生器輸出電壓“120V”，“持續(xù)時(shí)間”設(shè)置為50ms。7.2.5.3按下“控制”開關(guān)使電壓發(fā)生器輸出過電壓,觀察數(shù)字多用表在耐瞬態(tài)電壓輸出后7s內(nèi)的穩(wěn)定讀數(shù)，并將測(cè)量結(jié)果（有效值）記錄在附錄A表A.4中。7.2.5.4在過電壓標(biāo)稱范圍內(nèi)，除必選點(diǎn)“180V”外，均勻選取2～3個(gè)電壓校準(zhǔn)點(diǎn)，如表2所示，重復(fù)7.2.4.2～7.2.4.4步驟，并記錄在附錄A表A.4中。7.2.5.5改變測(cè)量端口，重復(fù)步驟7.2.5.1～7.2.5.5，并記錄在附錄A的表A.4中；7.2.5.6過電壓的相對(duì)誤差按公式（4）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果記錄至附錄A表A.4中。（4）式中：——過電壓相對(duì)誤差；——過電壓標(biāo)稱值，單位V；——過電壓測(cè)量值，單位V。欠電壓持續(xù)時(shí)間7.2.6.1將電壓發(fā)生器的輸出A端口、N端口直接連接到示波器無源電壓探頭的輸入端，示波器無源電壓探頭輸出端連接到數(shù)字示波器輸入端，如圖5連接儀器。示波器無源電壓探頭示波器無源電壓探頭電A壓B發(fā)C生器N數(shù)字示波器圖5欠電壓校準(zhǔn)連接框圖7.2.6.2欠電壓幅值設(shè)置為“40V”，調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間控制器，在欠電壓持續(xù)時(shí)間標(biāo)稱范圍內(nèi)，除7s（必選點(diǎn)）外，均勻選取2～3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，如表3所示，并將測(cè)量結(jié)果記錄在附錄A表A.5中。表3欠、過電壓持續(xù)時(shí)間校準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置波形類型欠、過電壓持續(xù)時(shí)間校準(zhǔn)點(diǎn)欠電壓50ms7s（必選點(diǎn)）99.99s過電壓50ms（必選點(diǎn)）7s99.99s7.2.6.3電壓持續(xù)時(shí)間的相對(duì)誤差按公式（5）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果記錄至附錄A表A.5中。（5）式中：——電壓持續(xù)時(shí)間相對(duì)誤差；——電壓持續(xù)時(shí)間標(biāo)稱值，單位ms；——電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量值，單位ms。過電壓持續(xù)時(shí)間7.2.7.1將電壓發(fā)生器的輸出A端口、N端口直接連接到示波器無源電壓探頭的輸入端，示波器無源電壓探頭輸出端連接到數(shù)字示波器輸入端，如圖5連接儀器。7.2.7.2過電壓幅值設(shè)置為“140V”，調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間控制器，在過電壓持續(xù)時(shí)間標(biāo)稱范圍內(nèi)，除50ms（必選點(diǎn)）外，均勻選取3～5個(gè)測(cè)量點(diǎn)，如表3所示，并將測(cè)量結(jié)果記錄在附錄A表A.6中。7.2.7.3電壓持續(xù)時(shí)間的相對(duì)誤差按公式（6）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果記錄至附錄A表A.6中。（6）式中：——電壓持續(xù)時(shí)間相對(duì)誤差；——電壓持續(xù)時(shí)間標(biāo)稱值，單位ms；——電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量值，單位ms。校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)完成后的測(cè)試儀應(yīng)出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包含以下信息：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)），每頁和總頁數(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)果有效性應(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)范的偏離的說明；n)校準(zhǔn)證書或校準(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。復(fù)校時(shí)間間隔電壓發(fā)生器的復(fù)校時(shí)間間隔一般不超過12個(gè)月。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。附錄A校準(zhǔn)記錄格式一、外觀及工作正常性檢查□正?！醪徽６?、校準(zhǔn)項(xiàng)目1.穩(wěn)態(tài)交流電壓表A.1穩(wěn)態(tài)交流電壓端口標(biāo)稱值/V測(cè)量值/V相對(duì)誤差/%測(cè)量不確定度（k=2）A115B115C1152.穩(wěn)態(tài)頻率表A.2穩(wěn)態(tài)頻率端口標(biāo)稱值/Hz測(cè)量值/Hz相對(duì)誤差/%測(cè)量不確定度（k=2）A400B400C4003.欠電壓表A.3欠電壓端口標(biāo)稱值/V測(cè)量值/V相對(duì)誤差/%測(cè)量不確定度（k=2）A0.1B0.1C0.14.過電壓表A.4過電壓端口標(biāo)稱值/V測(cè)量值相對(duì)誤差/%測(cè)量不確定度（k=2）A180B180C1805.欠電壓持續(xù)時(shí)間表A.5欠電壓持續(xù)時(shí)間設(shè)定值測(cè)量值相對(duì)誤差/%測(cè)量不確定度（k=2）7s6.過電壓持續(xù)時(shí)間表A.6過電壓持續(xù)時(shí)間設(shè)定值測(cè)量值相對(duì)誤差/%測(cè)量不確定度（k=2）50ms附錄B測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定示例B.1穩(wěn)態(tài)電壓測(cè)量不確定度評(píng)定B.1.1測(cè)量方法穩(wěn)態(tài)電壓的測(cè)量使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器為數(shù)字多用表,用直接測(cè)量的方法。因此建立穩(wěn)態(tài)電壓輸出量與輸入量的數(shù)學(xué)模型為：B.1.2穩(wěn)態(tài)電壓測(cè)量的不確定度來源B.1.2.1測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度；B.1.2.2數(shù)字多用表HP34401A的最大允許誤差引入的不確定度；B.1.2.3數(shù)字多用表HP34401A的測(cè)量分辨力引入的不確定度；B.1.3穩(wěn)態(tài)電壓不確定度評(píng)定B.1.3.1測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度，按A類評(píng)定，對(duì)測(cè)量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，用測(cè)量值的算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算：其中，穩(wěn)態(tài)電壓連續(xù)測(cè)量10次，得到如下數(shù)據(jù)，見表B.1。表B.1穩(wěn)態(tài)電壓測(cè)量值次數(shù)12345678910測(cè)量值/V115.01115.02115.01114.98114.98115.02115.01115.02115.01114.98VB.1.3.2數(shù)字多用表的最大允許誤差引入的不確定度，按B類評(píng)定，在(115V)測(cè)量時(shí)的最大允許誤差：±0.1%，即，假設(shè)為均勻分布（），則：VB.1.3.3數(shù)字多用表的有效位數(shù)取舍引入的不確定度，按B類評(píng)定，在(115V)測(cè)量時(shí)，分辨力為0.01V，假設(shè)為均勻分布（），則：VB.1.4穩(wěn)態(tài)電壓測(cè)量結(jié)果的合成不確定度各不確定度分量不相關(guān)，分量間按不確定度方和根法合成。B.1.5穩(wěn)態(tài)電壓測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U，取，則：V相對(duì)擴(kuò)展不確定度Urel=0.02V/115V=0.17%B.2欠、過電壓測(cè)量不確定度評(píng)定B.2.1測(cè)量方法電壓測(cè)量使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器為數(shù)字多用表HP34401A,用直接測(cè)量的方法。因此建立電壓輸出量與輸入量的數(shù)學(xué)模型為：B.2.2電壓測(cè)量的不確定度來源B.2.2.1測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度；B.2.2.2數(shù)字多用表HP34401A的最大允許誤差引入的不確定度；B.2.2.3數(shù)字多用表HP34401A的有效位數(shù)取舍引入的不確定度；B.2.3電壓測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定B.2.3.1測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度,按A類評(píng)定，對(duì)測(cè)量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，用測(cè)量值的算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算：其中，電壓連續(xù)測(cè)量10次，得到如下數(shù)據(jù)，見表B.2。表B.2欠電壓測(cè)量值次數(shù)12345678910測(cè)量值/V80.0380.0280.0380.0280.0280.0280.0280.0380.0380.03B.2.3.2數(shù)字多用表HP34401A的最大允許誤差引入的不確定度，按B類評(píng)定，在(400Hz,80V)測(cè)量時(shí)最大允許誤差為：±0.1%，假設(shè)為均勻分布（），則：B.2.3.3數(shù)字多用表HP34401A的有效位數(shù)取舍引入的不確定度，按B類評(píng)定，在(80V)測(cè)量時(shí)，分辨力為0.01V，假設(shè)為均勻分布（），則：B.2.4電壓測(cè)量結(jié)果的合成不確定度各不確定度分量不相關(guān)，分量間按不確定度方和根法合成。B.2.5電壓測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度置信概率p=95%，，則：B.3電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量的不確定度評(píng)定B.3.1測(cè)量方法電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量測(cè)量使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器為數(shù)字示波器DPO4104,用直接測(cè)量的方法。因此建立持續(xù)時(shí)間輸出量與輸入量的數(shù)學(xué)模型為：B.3.2電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量的不確定度來源B.3.2.1測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度；B.3.2.2數(shù)字示波器DPO4104的誤差極限引入的不確定度；B.3.2.3數(shù)字示波器DPO4104的有效位數(shù)取舍引入的不確定度；B.3.3電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定B.3.3.1測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度,按A類評(píng)定，對(duì)測(cè)量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，用測(cè)量值的算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算：其中，持續(xù)時(shí)間連續(xù)測(cè)量10次，得到如下數(shù)據(jù)，見表B.3。表B.3電壓持續(xù)時(shí)間測(cè)量值次數(shù)12345678910測(cè)量值/ms50.3750.3750.3750.3750.3550.3750.3550.3750.3550.37msB.3.3.2數(shù)字示波器DPO4104的時(shí)間測(cè)量誤差極限引入的不確定度，按B類評(píng)定，DPO4104在(50ms)測(cè)量時(shí)的誤差極限：讀數(shù)，假設(shè)為均勻分布（），則：B.3.3.3數(shù)字示波器DPO4104的有效位數(shù)取舍引入的不確定度，按B類評(píng)定，DPO4104數(shù)字示波器在(50ms)