时间同步系统测试仪校准规范（征求意见稿）

T/HNJXXXXX—XXXX时间同步系统测试仪校准规范本规范适用于时间同步系统测试仪（以下简称测试仪）的校准。2规范性引用文件本规范引用了下列文件。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本规范。JJF1001通用计量术语及定义JJF1059.1测量不确定度评定与表示DL/T1100.1电力系统的时间同步系统第1部分：技术规范DL/T1100.4电力系统的时间同步系统第4部分：测试仪技术规范3概述时间同步系统测试仪是一种时间信号测试分析仪器，既具备对多种时间信号进行时间测量和分析的功能，如脉冲信号、IRIG-B码、串口报文时间和网络时间报文等，也具备对被授时设备的时间同步状况进行监测和分析的功能，同时还具有输出时间信号的功能，用于对时间同步装置或时间同步系统的校准。测试仪以全球定位系统（GPS）或北斗卫星导航系统（BDS）为时间基准信号，精确测量并同步显示当前输入的时间信号与UTC时间的偏差，确保时间信号测量的高准确性、稳定性和重复性。4计量特性4.1测量特性4.1.1时间测量准确度时间信号的测量准确度及分辨率应满足表1要求。表1信号的测量准确度及分辨率要求4T/HNJXXXXX—XXXX4.1.2脉冲上升时间测量大允许误差：优于±10ns。4.1.3脉冲宽度测量最大允许误差：优于±0.2ms。4.2输出特性锁定卫星时，输出1PPS相对UTC的时间偏差不应超过士150ns。在满负载情况下，输出信号类型、接口方式和输出时间准确度应满足DLT1100.1-2018中关于“时间同步输出信号”的要求，见表2。表2时间同步输出信号准确度5T/HNJXXXXX—XXXX4.3守时特性在失步状态下，温度变化范围在士10℃以内时，守时特性不应超过表3的要求。表3时间同步系统测试仪的幅频特性5校准条件5.1环境条件表4校准环境条件5.2标准设备标准设备的测量准确度不超过被校测试仪计量特性最大允许误差的1/3。5.2.1主要标准器根据采用的校准方法，选择以下标准设备：a)标准数字时钟b)标准时间同步测试仪（以下简称标准测试仪）6T/HNJXXXXX—XXXXc)时间间隔测量仪d)函数发生器6校准项目和校准方法6.1校准项目校准项目见表5。表5校准项目一览表123456789使用中的时间同步系统测试仪只进行1、2、7、8、9、10、15项目的校准，其余项目在首次校准或者根据使用要求选择校准。6.2校准方法6.2.1外观及工作正常性检查为使被校测试仪能够安全可靠正常工作，在正式校准前应对测试仪进行外观和工作正常性检查。a)测试仪的外形结构完好，外露件等不应损坏或脱落，机壳、端钮等不应有影响正常工作的机械损伤，按键无卡死或接触不良的现象；T/HNJXXXXX—XXXXb)被校测试仪制造厂家、型号、编号等均应有明确标记；c)通电检查卫星信号接收功能，测试仪应能同步到北斗、GPS时间参考源，时间测量、输出功能等均正常；d)测试仪若采用外接计算机控制、控制软件应能正常与仪器通信、控制仪器工作；6.2.2校准前准备把标准数字时钟、标准测试仪、被校测试仪接上卫星天线，打开工作电源，预热30min，保证计量标准和被校测试仪均处于卫星锁定状态。6.2.3时间测量准确度6.2.3.1脉冲信号a)照图1接线，将标准数字时钟的1PPS、1PPM或1PPH输出接到测试仪的相应输入端子。 图1脉冲信号校准连接示意图b)设置标准数字时钟输出1PPS、1PPM或1PPH脉冲信号。c)设置测试仪为脉冲信号测量功能，输入源为1PPS、1PPM或1PPH脉冲信号，启动测量。d)记录测试仪显示的60s平均时间偏差，作为测试仪脉冲信号时间测量准确度。6.2.3.2IRIG-B(DC)码a)照图2接线，将标准数字时钟的IRIG-B(DC)码输出接到测试仪的相应输入端子。 图2IRIG-B(DC)码时间信号校准连接示意图b)设置标准数字时钟输出IRIG-B(DC)码信号。c)设置测试仪为IRIG-B(DC)码信号测量功能，选择被校接口，启动测量。d)记录测试仪显示的60s平均时间偏差，作为IRIG-B(DC)码信号时间测量准确度。6.2.3.3IRIG-B(AC)码a)照图3接线，将标准数字时钟的IRIG-B(AC)码输出接到测试仪的相应输入端子。8T/HNJXXXXX—XXXXb)设置标准数字时钟输出图3IRIG-B(AC)码时间信号校准连接示意图c)设置测试仪为IRIG-B(AC)码信号测量功能，选择被校接口，启动测量。d)记录测试仪显示的60s平均时间偏差，作为IRIG-B(AC)码信号时间测量准确度。6.2.3.4串行口时间报文a)照图4接线，将标准数字时钟的RS232或RSA85串行口时间报文输出接到测试仪的相应输入端子。 图4串行口时间报文校准连接示意图b)设置标准数字时钟输出RS232或RS485串行口时间，c)设置测试仪为RS232或RS485时间报文测量功能，选择被校接口，启动测量。d)录测试仪显示的60s平均时间偏差，作为测试仪串行口时间报文时间测量准确度。6.2.3.5NTP/SNTP时间同步a)照图5接线，将标准数字时钟的NTP/SNTP时间同步报文输出网口接到测试仪的相应网口。 图5NTP/SNTP时间同步报文校准连接示意图b)设置标准数字时钟输出NTP/SNTP时间信号，IP地址与测试仪的IP地址在一个网段内，并且地址不相同，启动输出。c)设置测试仪为NTP/SNTP测量功能，输入端口为被校网口，设置测试对象IP地址为标准数字时钟的IP地址，启动测量。d)记录测试仪显示的60s平均时间偏差，作为测试仪NTP/SNTP时间测量准确度。9T/HNJXXXXX—XXXX6.2.3.6PTP时间同步a)照图6接线，将标准数字时钟的PTP时间同步报文输出网口接到测试仪的相应网口。 图6PTP时间同步报文校准连接示意图b)设置标准数字时钟输出PTP时间信号，IP地址与测试仪的IP地址在一个网段内，并且地址不相同，启动输出。c)设置测试仪为PTP时间测量功能，输入端口为被校网口，启动测量。d)记录测试仪显示的60s平均时间偏差，作为测试仪PTP时间测量准确度。6.2.4脉冲上升时间a)按照图7的方式连接，设置函数发生器输出脉冲波形，频率为1Hz，电平为5VPP电平，频率为1Hz,输出负载为高阻。设置上升时间为所需校准的时间点，一般选取30ns、50ns、70ns、100ns、150ns等校准点，也可根据需要选取校准点。b)设置被校测试仪为时钟信号测量功能，输入源为TTL信号、测量上升时间。 图7脉冲上升时间校准连接示意图c)启动函数发生器输出和测试仪测试，记录测试仪测得的上升时间。d)计算被校测试仪与函数发生器设定值之差作为脉冲上升时间的示值误差。6.2.5脉冲宽度a)按照图7的方式连接，设置函数发生器输出脉冲波形，频率为1Hz，电平为5VPP电平，频率为1Hz,输出负载为高阻。设置脉冲宽度为所需校准的时间点，一般选取2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、200ms等校准点，也可根据需要选取校准点。b)设置被校测试仪为时钟信号测量功能，输入源为TTL信号、测量脉冲宽度。c)启动函数发生器输出和测试仪测试，记录测试仪测得的脉冲宽度值。d)计算被校测试仪与函数发生器设定值之差作为脉冲宽度的示值误差。6.2.6时间输出准确度T/HNJXXXXX—XXXX6.2.6.1脉冲信号a)按照图8接线，将标准数字时钟和被校测试仪的1PPS、1PPM或1PPH输出接到时间间隔测量仪的相应输入端子。被校测试仪被校测试仪图8脉冲信号校准连接示意图b)设置标准数字时钟和被校测试仪为脉冲信号输出，输出为TTL或光纤口1PPS、1PPM或1PPH脉冲信号。c)设置测时间间隔测量仪为两通道时间间隔测量功能，选择被校通道，启动测量。d)记录时间间隔测量仪显示的60s平均时间间隔测量值，作为被校测试仪脉冲信号时间输出准确度。6.2.6.2IRIG-B(DC)码a)按照图9接线，将被校测试仪的IRIG-B(DC)码输出接到标准测试仪的相应输入端子。图9IRIG-B(DC)码时间信号校准连接示意图b)设置被校测试仪输出IRIG-B(DC)码信号。c)设置标准测试仪为IRIG-B(DC)码信号测量，选择被校通道，启动测量。d)记录标准测试仪显示的60s平均时间偏差，作为被校测试仪IRIG-B(DC)码信号时间输出准确度。6.2.6.3IRIG-B(AC)码a)按照图10接线，将被校测试仪的IRIG-B(AC)码输出接到标准测试仪的相应输入端子。b)设置被校测试仪输出IRIG-B(AC)码信号。T/HNJXXXXX—XXXX图10IRIG-B(AC)码时间信号校准连接示意图c)设置标准测试仪为IRIG-B(AC)码信号测量，选择被校通道，启动测量。d)记录标准测试仪显示的60s平均时间偏差，作为被校测试仪IRIG-B(AC)码信号时间输出准确度。6.2.6.4串行口时间报文a)按照图11接线，将被校测试仪的RS232或RSA85串行口时间报文输出接到标准测试仪的相应输入端子。图11串行口时间报文校准连接示意图b)设置设置被校测试仪为RS232或RS485串行口时间输出。c)设置标准测试仪为RS232或RS485时间信号测量，选择被校通道，启动测量。d)记录标准测试仪显示的60s平均时间偏差，作为被校测试仪串行口时间报文时间输出准确度。6.2.6.5NTP/SNTP时间同步a)按照图12接线，将被校测试仪的NTP/SNTP时间同步报文输出网口接到标准测试仪的相应网图12NTP/SNTP时间同步报文校准连接示意图b)设置被校测试仪为NTP/SNTP时间信号输出，启动输出。c)设置标准测试仪为NTP/SNTP时间信号测量，选择被校网口，IP地址与被校测试仪IP地址在一个网段内，并且地址不相同，启动测量。T/HNJXXXXX—XXXXd)记录标准测试仪显示的60s平均时间偏差，作为被校测试仪NTP/SNTP时间输出准确度。6.2.6.6PTP时间同步a)照图13接线，将被校测试仪的PTP时间同步报文输出网口接到标准测试仪的相应网口。图13PTP时间同步报文校准连接示意图b)设置被校测试仪为PTP时间信号输出功能，启动输出。c)设置标准测试仪为PTP时间信号测量功能，选择被校网口，IP地址与被校测试仪IP地址在一个网段内，并且地址不相同，启动测量。d)记录标准测试仪显示的60s平均时间偏差，作为被校测试仪PTP时间输出准确度。6.2.7守时特性a)照图8接线，将标准数字时钟和被校测试仪的1PPS输出接到时间间隔测量仪的相应输入端子。b)设置标准数字时钟和被校测试仪为时钟信号输出功能，输出为TTL或光纤口1PPS脉冲信号。c)设置测时间间隔测量仪为两通道时间间隔测量功能，启动测量。d)在确保标准数字时钟和被校测试仪处于锁定状态1h以上，拔掉被校测试仪的卫星天线，使被校测试仪处于守时状态。e)每20分钟记录一次被校测试仪与标准数字时钟的时间偏差，连续记录至少2h。7校准结果表达a)按本校准规范进行校准，出具校准证书。b)校准原始记录格式见附录A，校准证书内页格式见附录B，校准结果不确定度评定参考附录C。8复校时间间隔建议复校时间间隔为1年，也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。T/HNJXXXXX—XXXX附录A（资料性附录）时间同步系统测仪原始记录参考格式记录编号：委托单位名称：委托单位地址：被校计量器具器具名称：型号/规格：制造商：器具编号：校准所使用的测量标准：最大允许误差本次校准的技术依据：校准地点及环境条件：地点：温度：相对湿度：校准日期年月日T/HNJXXXXX—XXXX1外观及通电检查2时间测量准确度2.1脉冲信号(1PPS)通道测量时间偏差(ns)TTL光口...2.2IRIG-B(DC)码通道测量时间偏差(ns)TTL光口...2.3IRIG-B(AC)码通道测量时间偏差(µs)TTL光口...2.4串行口时间报文通道测量时间偏差(ms)RSS32RS485...2.5NTP/SNTP通道测量时间偏差(ms)网口1网口2...2.6PTPT/HNJXXXXX—XXXX通道测量时间偏差(ns)网口1网口2...3脉冲上升时间序号标准值（ns)示值(ns)12...4脉冲宽度序号标准值（ms)示值(ms)12...5时间输出准确度5.1脉冲信号(1PPS)通道输出时间偏差(ns)TTL光口...5.2IRIG-B(DC)码通道输出时间偏差(ns)TTL光口...5.3IRIG-B(AC)码通道输出时间偏差(µs)TTLT/HNJXXXXX—XXXX光口...5.4串行口时间报文通道输出时间偏差(ms)RSS32RS485...5.5NTP/SNTP通道输出时间偏差(ms)网口1网口2...5.6PTP通道输出时间偏差(ns)网口1网口2...6守时特性（1PPS）输出时间偏差(ns)锁定状态失步20min失步40min...校准结果的不确定度描述：T/HNJXXXXX—XXXX（资料性附录）时间同步系统测试仪校准证书内页参考格式证书编号：XXXXXXXX-XXXX）：标准名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号/溯源机构有效期至地点：温度：℃相对湿度：%其他：T/HNJXXXXX—XXXX证书编号：XXXXXXXX-XXXX校准结果1外观及通电检查2时间测量准确度2.1脉冲信号(1PPS)通道测量时间偏差(ns)TTL光口...2.2IRIG-B(DC)码通道测量时间偏差(ns)TTL光口...2.3IRIG-B(AC)码通道测量时间偏差(µs)TTL光口...2.4串行口时间报文通道测量时间偏差(ms)RSS32RS485...T/HNJXXXXX—XXXX证书编号：XXXXXXX-XXXX校准结果2.5NTP/SNTP通道测量时间偏差(ms)网口1网口2...2.6PTP通道测量时间偏差(ns)网口1网口2...3脉冲上升时间序号标准值（ns)示值(ns)12...4脉冲宽度序号标准值（ms)示值(ms)12...T/HNJXXXXX—XXXX证书编号：XXXXXXXX-XXXX校准结果5时间输出准确度5.1脉冲信号(1PPS)通道输出时间偏差(ns)TTL光口...5.2IRIG-B(DC)码通道输出时间偏差(ns)TTL光口...5.3IRIG-B(AC)码通道输出时间偏差(µs)TTL光口...5.4串行口时间报文通道输出时间偏差(ms)RSS32RS485...T/HNJXXXXX—XXXX证书编号：XXXXXXXX-XXXX校准结果5.5NTP/SNTP通道输出时间偏差(ms)网口1网口2...5.6PTP通道输出时间偏差(ns)网口1网口2...6守时特性（1PPS）输出时间偏差(ns)锁定状态失步20min失步40min...校准结果的不确定度描述：T/HNJXXXXX—XXXX（资料性附录）时间测量准确度测量结果不确定度评定示例C.1概述C.1.1测量依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》；T/HNJXXXXX-XXXX《时间同步系统测试仪校准规范》。C.1.2测量环境温度20±5)℃;相对湿度50±25)%。C.1.3测量标准标准数字时钟。C.1.4被校对象时间同步系统测试仪1PPS脉冲信号时间测量。C.1.5测量方法采用直接测量法（标准表法即由标准数字时钟的1PPS脉冲信号输出接到被校测试仪的相应输入接口，使两者均处于卫星锁定状态后启动测试，记录被校测试仪测得的时间偏差为1PPS脉冲信号时间测量准确度。C.2建立测量模型被校测试仪校准采用直接测量法，即采用标准装置输出直接对被校测试仪测量进行校Δ=TX-TN(C.1)式中：Δ──被校测试仪测量示值误差，ns；TX──被校测试仪示值，ns；TN──标准数字时钟输出值，ns。T/HNJXXXXX—XXXXC.3标准不确定度评定根据测量模型，被校时测试仪的测量不确定度取决于输入量TX、TN的不确定度。C.3.1标准不确定度u(TX)的评定输入量Tx的标准不确定度主要