JJF1638-2017多功能标准源校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1638—2017

多功能标准源校准规范

CalibrationSpecificationforMultifunctionStandardSources

2017-09-26发布2018-03-26实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF1638—2017

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

概述

3……………………(1)

计量特性

4………………(1)

示值误差

4.1……………(1)

最大允许误差

4.2………………………(2)

校准条件

5………………(2)

环境条件

5.1……………(2)

测量标准及其他设备

5.2………………(2)

校准项目和校准方法

6…………………(3)

校准项目

6.1……………(3)

外观及通电检查

6.2……………………(3)

校准点的选取原则

6.3…………………(4)

直流电压示值误差

6.4…………………(4)

直流电流示值误差

6.5…………………(7)

直流电阻示值误差

6.6…………………(8)

交流电压示值误差

6.7…………………(10)

交流电流示值误差

6.8…………………(13)

校准结果表达

7…………(15)

复校时间间隔

8…………(15)

附录直流电压校准不确定度评定示例

A……………(16)

附录校准原始记录格式

B……………(19)

附录校准证书内页格式

C……………(21)

Ⅰ

JJF1638—2017

多功能标准源校准规范

1范围

本规范适用于最高准确度级别优于直流级和交流级具有直流电压直

0.010.05,、

流电流直流电阻交流电压和交流电流输出功能的多功能标准源的校准也适用于具

、、,

有上述单一输出功能或组合输出功能的标准源的校准

。

本规范中直流电压校准范围交流电压校准范围

±10mV~±1000V,10mV~

直流电流校准范围交流电流校准范围

1000V(10Hz~1MHz),±10μA~±100A,

直流电阻校准范围

10mA~100A(10Hz~10kHz),1Ω~1GΩ。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

通用计量术语及定义

JJF1001—2011

数字多用表校准仪通用规范

GB/T15637—2012

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

,()。

3概述

多功能标准源作为数字显示的高精密度高准确度标准信号源能输出交流电压

、,、

直流电压交流电流直流电流直流电阻种电信号通常用于对具有以上一种或几

、、、5,

种测量功能的数字表进行校准

。

多功能标准源主要由电源供应单元参考标准单元放大单元输出缓冲单元控

、、、、

制单元等部分组成

。

4计量特性

示值误差

4.1

直流电压直流电流直流电阻交流电压和交流电流的示值误差均用公式

、、、(1)

表示相对示值误差均用公式表示

,(2):

ΔYxY

=-s(1)

式中

:

Δ示值误差

———;

Yx被校准标准源的输出示值

———;

Y对应输出量的参考值标准值

s———()。

YxY

γ-s

Y()

=s×100%2

式中

:

1

JJF1638—2017

γ相对示值误差

———。

最大允许误差

4.2

对于多量程的交流电压直流电压交流电流直流电流直流电阻功能各功能

、、、、,

和各量程允许有不同的最大允许误差指标对于交流电压和交流电流在相同功能的同

。,

一量程下不同的频段也允许有不同的最大允许误差指标

,。

直流电压直流电流直流电阻交流电压和交流电流的最大允许误差一般可以用

、、、

公式表示相对最大允许误差一般可以用公式表示

(3)。(4):

ΔaYxbY

MPE=±(%+%m)(3)

式中

:

Δ最大允许误差

MPE———;

Yx标准源的输出示值

———;

Y标准源的输出量程值

m———;

a与输出示值有关的误差系数

———;

b与输出量程值有关的误差系数且要求ab

———,>。

ΔæYö

γMPEçm÷

MPEab

=Yx×100%=±è%+%Yxø×100%(4)

式中

:

γ相对最大允许误差

MPE———。

注:

量程值为量程额定值的简称,一般为量程的上限值。如某标准源量程输出范围为

1.1V

,则一般认为量程值为。

0.000V~1.199V1V

通过比较某校准点的示值误差和最大允许误差判断该测试点是否符合要求时,如果使用

2.

说明书中只给出年稳定性指标而没有给出最大允许误差的标准源,可以使用年稳定性指

标作为该仪器的最大允许误差。若使用说明书中给出的年稳定性指标的置信概率不唯

一,则以较大置信概率的年稳定性指标作为最大允许误差。

5校准条件

环境条件

5.1

环境温度

:20℃±2℃;

相对湿度

:≤75%;

交流供电电压

:220V±22V;

电源频率

:50Hz±0.5Hz。

注:环境温度以及交流供电电压的允许偏差也可以参照仪器使用说明书中的规定。

测量标准及其他设备

5.2

校准时所需的标准器及配套设备见表可根据被校准多功能标准源的实际需

5.2.11,

求选择

。

校准装置对应功能的最大允许误差绝对值或不确定度应不大于被校标准源

5.2.2()

相应功能最大允许误差绝对值的

1/3。

校准装置包括测量电路应具有良好的屏蔽保护和接地措施并远离强电场

5.2.3(),

2

JJF1638—2017

和强磁场

。

表1标准器及配套设备

序号仪器设备名称用途及说明

校准直流电压直流电流直流电阻交流电压和交流电

、、、

数字多用表流输出功能

1;

交直流转换法校准交流电压时进行输出值测量

交流测量标准校准交流电压和交流电流输出功能

2

交直流转换标准校准交流电压和交流电流输出功能

3

校准直流电阻输出功能

;

标准电阻器标准电阻器的额定电压电流应不小于校准时使用的电

4()

压电流并考虑其温度系数

(),

固态电压标准校准直流电压输出功能

5

标准多功能源含单功能源校准直流电压和交流电压输出功能

6()

标准分压器校准直流电压和交流电压输出功能

;

7直流分压箱交流分压器标准分压箱的额定输入电压应满足校准要求

(、)

校准直流电流和交流电流输出功能

电流电压转换器;

标准分流器的额定电流应不小于校准时使用的电流并考

8交直流分流器,

()虑其功率系数和温度系数

6校准项目和校准方法

校准项目

6.1

校准项目见表

2。

表2校准项目一览表

序号校准项目校准方法条款

外观及通电检查

16.2

直流电压示值误差

26.4

直流电流示值误差

36.5

直流电阻示值误差

46.6

交流电压示值误差

56.7

交流电流示值误差

66.8

外观及通电检查

6.2

被校准多功能标准源应外观完好无影响正常工作的机械损伤

,;

仪器名称型号出厂编号生产单位或商标生产日期供电电源电压及频率

、、、、、、

各接线柱及输入输出端口应标识清晰

;

3

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附件应齐全

;

各开关旋钮按键应能正常工作

、、;

显示功能应正常电气工作正常

,;

按照被校准多功能标准源使用说明书的要求和规定进行预热和预调

。

校准点的选取原则

6.3

注意事项

6.3.1

校准点的选择应覆盖所有量程并兼顾各量程之间的覆盖性及量程内的均匀性

a),

同时应参考被校准标准源使用说明书中对校准点的建议

;

可根据实际情况或送校单位的要求选取校准点

b)。

直流电压

6.3.2

基本量程正极性选取个校准点

a)3~5;

非基本量程正极性选取个校准点

b)2~3;

各量程负极性可只选取量程值接近量程值个校准点

c)()1;

正极性时在被校准量程内应覆盖量程值的点和量程值接近量程

d),10%(

值点

)。

直流电流

6.3.3

参照的选取原则也可以只选取每个量程正负极性的的整数次幂点

6.3.1,10。

直流电阻

6.3.4

若为定值输出的则每个电阻输出均为校准点若为连续可调输出的则选取每个

,;,

量程的量程值接近量程值点或选取的整数次幂点

(),10。

交流电压

6.3.5

频率点的选取可参照被校多功能源使用说明书中交流电压的技术指标选取

a),3~

个频率点一般应包含并兼顾低频率点和高频率点在

6(1kHz),。10Hz、50Hz

(60Hz)、400Hz、1kHz、10kHz、20kHz、50kHz、100kHz、300kHz、500kHz、

中优先选取

1MHz。

在频率点每个电压量程选取个电压校准点在其他频率点可只

b)1kHz,2~3;,

选取量程值或的整数次幂点作为校准点

10。

要根据被校准标准源的电压频率积选取校准点

c)(V·Hz);

交流电流

6.3.6

频率点的选取可参照被校多功能源使用说明书中交流电流的技术指标选取

a),3~

个频率点一般应包含并兼顾低频率点和高频率点在

5(1kHz),。10Hz、50Hz

中优先选取

(60Hz)、400Hz、1kHz、5kHz、10kHz;

电流校准点选取每个量程的量程值接近量程值点或选取的整数次

b)(),10

幂点

。

直流电压示值误差

6.4

直流电压校准时要注意选用低热电势测试线以减小热电势对校准结果的影响同

,;

时应注意所选标准器的零位和输入阻抗以及测试线电阻对测量结果的影响

。

标准表法

6.4.1

4

JJF1638—2017

连线如图所示

1。

图标准表法校准直流电压示意图

1

直接用标准数字多用表测量被校准多功能标准源的输出电压其测量结果参考值为

,

U被校准多功能标准源电压输出示值为Ux则被校准多功能标准源的示值误差用公

s,,

式表示

(5):

ΔUxU

=-s(5)

式中

:

Δ示值误差

———,V;

Ux被校准多功能标准源的输出示值

———,V;

U标准数字多用表的测量结果参考值

s———,V。

其相对误差用公式表示

(6):

UxU

γ-s

U()

=s×100%6

式中

:

γ相对示值误差

———。

标准源法

6.4.2

连线如图所示

2。

图标准源法接校准直流电压示意图

2

被校准多功能标准源与标准多功能标准源输出相同示值的直流电压先用过渡数字

,

多用表测量标准多功能标准源的输出电压其测量值为U然后测量被校准多功能标

,i。

准源的输出电压其测量值为U标准多功能标准源输出电压实际值为U则被校

,o。ref,

准多功能标准源输出电压为UUUU被校准多功能标准源输出示值为Ux

s=ref+o-i。,

则被校准多功能标准源的示值误差用公式表示

(7):

5

JJF1638—2017

ΔUxUUU

=-ref-o+i(7)

式中

:

Δ示值误差

———,V;

Ux被校准多功能标准源的输出示值

———,V;

U标准多功能标准源的输出实际值

ref———,V;

U用过渡数字多用表测量被校准多功能标准源的测量值

o———,V;

U用过渡数字多用表测量标准多功能标准源的测量值

i———,V。

其相对误差用公式表示

(8):

UxUUU

γ-ref-o+i

=UUU×100%(8)

ref+o-i

式中

:

γ相对示值误差

———。

电阻分压箱法

6.4.3

电阻分压箱法连线如图所示

3。

图电阻分压箱法校准直流电压示意图

3

将过渡数字多用表和参考数字多用表的电压端钮分别连接到电阻分压箱的相应端

钮两者的比率值为K参考数字多用表溯源到固态电压标准调节直流电压源的输

,。,

出值使电阻分压箱的参考数字多用表端钮电压为待溯源点的参考值其值为U此

,,ref。

时电阻分压箱的过渡数字多用表端钮处电压为KU过渡数字多用表测量电阻分压箱

ref。

对应端钮的电压其测量值为U不改变过渡数字多用表的设置切换低热电势转换

,i,,

开关用过渡数字多用表测量被校准多功能标准源输出电压测量值为U则被校准

,,o,

多功能标准源输出电压值为UKUUU被校准多功能标准源电压输出示值为

s=ref+o-i。

6

JJF1638—2017

U则被校准多功能标准源的示值误差用公式表示

x,(9):

ΔUxKUUU

=-ref-o+i(9)

式中

:

Δ示值误差

———,V;

Ux被校准多功能标准源的输出示值

———,V;

K过渡数字多用表和参考数字多用表连接端钮处电阻分压箱分压比率

———;

U电阻分压箱的参考数字多用表端钮处电压

ref———,V;

U过渡数字多用表测量被校准多功能标准源电压的测量值

o———,V;

U过渡数字多用表测量电阻分压箱对应端钮电压的测量值

i———,V。

其相对误差用公式表示

(10):

UxKUUU

γ-ref-o+i

=KUUU×100%(10)

ref+o-i

式中

:

γ相对示值误差

———。

直流电流示值误差

6.5

标准表法

6.5.1

连线如图所示

4。

图标准表法校准直流电流示意图

4

直接用标准数字多用表测量被校准多功能标准源的输出电流值其测量结果参考值

,

为I被校准多功能标准源电流输出示值为Ix则被校准多功能标准源的示值误差用

s,,

公式表示

(11):

ΔIxI

=-s(11)

式中

:

Δ示值误差

———,A;

Ix被校准多功能标准源电流输出示值

———,A;

I标准数字多用表的测量结果参考值

s———,A。

其相对误差用公式表示

(12):

IxI

γ-s

I()

=s×100%12

式中

:

γ相对示值误差

———。

电流电压转换法

6.5.2

连线如图所示需要注意电流电压转换器的阻值选择减小被校多功能标准源的

5,,

负载效应

。

7

JJF1638—2017

图电流电压转换法校准直流电流示意图

5

将电流电压转换器的电流端钮接被校准多功能标准源的电流输出回路将电流电压

,

转换器的电位端钮接标准数字多用表电压输入端钮将电流量转换成电压量电流电压

,。

转换器阻值为R标准数字多用表电压测量结果参考值为U测得被校准多功能标准

s,s,

源电流输出值为IUR被校准多功能标准源电流输出示值为Ix则被校准多功

s=s/s。,

能标准源的示值误差用公式表示

(13):

ΔIxUR

=-s/s(13)

式中

:

Δ示值误差

———;

Ix被校准多功能标准源电流输出示值

———,A;

U用标准数字多用表测量电流电压转换器上电压的测量结果参考值

s———,V;

R电流电压转换器电阻值

s———,Ω。

其相对误差用公式表示

(14):

IxUR

γ-s/s

=UR×100%(14)

s/s

式中

:

γ相对示值误差

———。

直流电阻示值误差

6.6

标准表法

6.6.1

连线如图图所示

6、7。

图标准表法校准直流电阻示意图四线制

6()

8

JJF1638—2017

图标准表法校准直流电阻示意图二线制

7()

直接用标准数字多用表测量被校准多功能标准源的输出电阻其测量值为R被

,s,

校准多功能标准源输出电阻示值为Rx则被校准多功能标准源的示值误差用公式

,(15)

表示

:

ΔRxR

=-s(15)

式中

:

Δ示值误差

———,Ω;

Rx被校准多功能标准源的输出示值

———,Ω;

R标准数字多用表的测量结果参考值

s———,Ω。

其相对误差用公式表示

(16):

RxR

γ-s

R()

=s×100%16

式中

:

γ相对示值误差

———。

标准电阻器法

6.6.2

连线如图图所示

8、9。

图标准电阻器法校准直流电阻示意图四线制

8()

9

JJF1638—2017

图标准电阻器法校准直流电阻示意图二线制

9()

先用过渡数字多用表测量标准电阻的电阻值其测量值为R然后测量被校准多

,i。

功能标准源的输出电阻其测量值为R标准电阻阻值为R则被校准多功能标准

,o,ref,

源电阻输出值为RRRR被校准多功能标准源电阻输出示值为Rx则被校

s=ref+o-i。,

准多功能标准源的示值误差用公式表示

(17):

ΔRxRRR

=-ref-o+i(17)

式中

:

Δ示值误差

———,Ω;

Rx被校准多功能标准源的输出示值

———,Ω;

R标准电阻阻值

ref———,Ω;

R用过渡数字多用表测量被校准多功能标准源的测量值

o———,Ω;

R用过渡数字多用表测量标准电阻的测量值

i———,Ω。

其相对误差用公式表示

(18):

RxRRR

γ-ref-o+i

=RRR×100%(18)

ref+o-i

式中

:

γ相对示值误差

———。

交流电压示值误差

6.7

校准交流电压时需要注意由于标准装置输入阻抗不够高带来的影响在较高频率时

,

应使用较短的同轴线作为测试导线

。

标准表法

6.7.1

连线如图所示

10。

图标准表法校准交流电压示意图

10

用标准数字交流电压表交流测量标准测量被校准多功能标准源输出的交流电

()

压其测量值为Ux标准多功能标准源电压输出示值为U则被校准多功能标准源输

,,s,

10

JJF1638—2017

出的电压示值误差用公式表示

(19):

ΔUxU

=-s(19)

式中

:

Δ示值误差

———,V;

Ux被校准多功能标准源的交流电压输出示值

———,V;

U标准多功能标准源交流电压输出值

s———,V。

其相对误差用公式表示

(20):

UxU

γ-s

U()

=s×100%20

式中

:

γ相对示值误差

———。

交直流转换法

6.7.2

连线如图所示

11。

图交直流转换法校准交流电压示意图

11

将传递转换开关置被校多功能标准源设定被校多功能标准源为待校准值Ux稳

,,

定后记录过渡数字多用表示值U将传递转换开关置直流电压源调节其输出值等

t。,,

待交直流转换标准热电平衡并使过渡数字多用表示值稳定为U记录标准数字多用表

t,

测量结果参考值U改变标准直流电压源极性调节其输出值等待交直流转换标准

i1,,,

热电平衡并使数字多用表示值稳定为U记录标准数字多用表测量结果参考值U计

t,i2。

算并记录U与U的绝对值的平均值为U重复以上过程多次取U的平均值U则

i1i2s。,ss,

被校准多功能标准源输出电压示值误差用公式表示

(21):