JJF 2387-2026 声发射前置放大器校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范声发射前置放大器校准规范2026-04-02发布2026-10-02实施声发射前置放大器校准规范AcousticEmissionPreamplifiers归口单位：全国声学计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院参加起草单位：深圳计量质量检测研究院福建省计量科学研究院浙江省质量科学研究院本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：何龙标(中国计量科学研究院)王珂(中国计量科学研究院)张小丽(中国计量科学研究院)参加起草人：张瑞纹(深圳计量质量检测研究院)李群(福建省计量科学研究院)吴德林(浙江省质量科学研究院)I (1)2引用文件 3术语和计量单位 4概述 (1)5计量特性 6校准条件 7校准项目和校准方法 8校准结果表达 9复校时间间隔 附录A推荐的声发射前置放大器校准证书的内页格式 附录B声发射前置放大器校准结果不确定度评定示例 Ⅱ及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成制定本规范的基础性系列规范。本规范制定中参照了JB/T8283—1999《声发射检测仪器性能测试方法》和ASTME0750-15《声发射仪性能表征方法》(PracticeforCharacterizingAcousticEmis-sionInstrumentation)中声发射前置放大器的部分性能参数及其测试方法。本规范为首次发布。1声发射前置放大器校准规范1范围本规范适用于频率范围为10kHz至5MHz的电压型声发射前置放大器的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1001通用计量术语及定义JJF1034声学计量术语及定义JJF1505—2015声发射检测仪校准规范GB/T3102.7—1993声学的量和单位GB/T12604.4—2005无损检测术语声发射检测JB/T8283—1999声发射检测仪性能测试方法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术语和计量单位材料内部迅速释放能量所产生的瞬态弹性波的现象。3.2声发射前置放大器acousticemissionpreamplifier与声发射传感器配套使用，具有较高输入阻抗和较低输出阻抗的放大器。4概述声发射前置放大器用于实现声发射传感器与声发射检测仪之间的阻抗匹配，可同时具有滤波和增益放大等功能。常见的声发射前置放大器有电压型和电荷型，分别用于放大电压信号和电荷信号。本规范主要针对电压型。声发射前置放大器的频率范围一般与声发射传感器、声发射检测仪相匹配，常见的频率范围在10kHz至5MHz之间，增益范围通常为0dB到60dB。声发射前置放大器的主要参数包括频率范围、增益和自生噪声。25计量特性5.1频率范围上截止频率、下截止频率以及—3dB带宽，参照声发射前置放大器的出厂说明书。—3dB带宽由声发射前置放大器频率响应相对于最大幅值衰减3dB处的上截止频率和下截止频率决定。频率范围通常在10kHz至5MHz之间。增益的最大允许误差为±0.5dB。声发射前置放大器的自生噪声一般不大于10mV。注：第5章中的技术要求不用于合格判定，仅供参考。6校准条件6.1环境条件温度：(13～33)℃。相对湿度：10%～90%。6.2测量标准及其他设备a)函数信号发生器频率范围不小于5MHz,能够输出正弦连续信号，输出信号在10kHz～5MHz范围内的频率最大允许误差不超过±0.1%,幅度最大允许误差不超过±1%。带宽不小于200MHz,A/D位数不少于8位，电压幅度测量误差不超过±3%。c)数字电压表10kHz～5MHz频率范围。在10kHz～500kHz频率范围内，10mV～10V交流电压有效值的最大允许误差不超过±1%,在500kHz～5MHz频率范围内，10mV～10V交流电压有效值的最大允许误差不超过±2%。d)等效负载20pF无感电容，电容值最大允许误差不超过±1pF。7校准项目和校准方法7.1校准项目声发射前置放大器的校准项目见表1。表1声发射前置放大器校准项目一览表项目名称计量特性的条款号校准方法的条款号l频率范围23自生噪声7.2校准方法7.2.1校准前，声发射前置放大器预热不少于10min。7.2.2频率范围7.2.2.1校准框图参见图1,连接函数信号发生器、声发射前置放大器和数字电压表。7.2.2.2调节函数信号发生器输出峰值幅度合适的正弦信号，如10mV,设定并记录声发射前置放大器的标称增益，读取声发射前置放大器的输出电压有效值。7.2.2.3保持输入信号幅度不变，改变输入信号频率，使输出电压幅度达到最大7.2.2.4调节输入信号频率，读取输出电压幅度为Umax的70.7%所对应的下截止频fsw=f一f(1)式中：fa——上截止频率，kHz;7.2.2.5使用数字示波器观察上下限频率处的输出信号波形，并测量其总谐波失真，若总谐波失真超过5%,则应以小于5%时的频率作为上下限频率。7.2.2.6调节声发射前置放大器的不同增益挡位，重复步骤7.2.2.1～7.2.2.5,获得相应的频率范围。7.2.3增益7.2.3.1校准框图参见图2,将函数信号发生器的频率设置在当前增益设置下的几何K7.2.3.2开关K置于“1”,调节函数信号发生器输出峰值幅度合适的正弦信号，如10mV,读取当前数字电压表的读数，并通过三次测量取平均值的方式得到电压U₁047.2.3.3开关K置于“2”,保持信号频率与幅值不变，读取当前数字电压表的读数，同样通过三次测量取平均值的方式得到电压U₂。7.2.3.5改变声发射前置放大器的增益挡位，重复步骤7.2.3.1～7.2.3.4,获得不同挡位下的增益值校准结果。7.2.4自生噪声7.2.4.1自生噪声的校准框图参见图3,将20pF的等效负载与声发射前置放大器的输入端相连，将声发射前置放大器的输出端与数字示波器相连。数字示波器数字示波器(含电源)7.2.4.2设定增益值，在数字示波器上读取当前的噪声电压有效值。7.2.4.3改变增益设置，重复步骤7.2.4.1～7.2.4.2完成不同挡位下的自生噪声校准。8校准结果表达8.1校准数据处理所有的数据应先计算，后修约。增益的校准数据应修约至0.1dB,频率范围的校准数据应修约至1kHz,自生噪声校准数据应修约至1mV。8.2校准证书声发射前置放大器经过校准，出具校准证书，推荐的校准证书的内页格式见附录A。校准证书应至少包括以下信息：b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校准对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代码；j)本次校准所用测量标准溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；51)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。8.3校准结果的测量不确定度声发射前置放大器校准结果的测量不确定度按JJF1059.1—2012的要求评定，测量不确定度评定的示例见附录B。9复校时间间隔声发射前置放大器的复校时间间隔建议为一年。复校时间间隔的长短取决于其使用情况，如环境条件、使用频率及测量对象等，因此使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。6附录A推荐的声发射前置放大器校准证书的内页格式推荐的声发射前置放大器校准证书的内页格式见图A.1。证书编号××××××一××××校准机构授权说明校准的技术依据校准环境条件及地点℃相对湿度%名称测量范围最大允许误差书编号名称测量范围最大允许误差标准器证书编号第×页共×页图A.1校准证书内页的格式7证书编号××××××一××××一、频率范围挡位1:下截止频率kHz,上截止频率kHz,—3dB带宽kHz挡位2:下截止频率kHz,上截止频率kHz,—3dB带宽kHz二、增益挡位1:挡位2:标称值dB,校准结果dB三、自生噪声挡位1:挡位2:增益设置(挡位):dB自生噪声mV——以下空白—-第×页共×页图A.1校准证书内页的格式(续)8声发射前置放大器校准结果不确定度评定示例声发射前置放大器的指标包括频率范围和增益等，本附录给出了声发射前置放大器在150kHz频率下增益校准的不确定度评定示例。B.1测量模型声发射前置放大器增益由式(B.1)给出：式中：G——声发射前置放大器的增益校准值，dB;U₁——声发射前置放大器的输出电压有效值，mV;U₂——声发射前置放大器的输入电压有效值，mV。B.2灵敏系数增益的合成标准不确定度如式(B.2)所示：u²(G)=c²u²(U₁)+c2u²B.3不确定度的评定(1)重复性引入的不确定度分量函数信号发生器输出峰值幅度为10mV的正弦信号，后接入挡位为40dB声发射前置放大器，数字电压表测量3次的结果如表B.1所示。采用极差法，则极差系数为1.69。输出电压有效值U₁输入电压有效值U₂123极差标准偏差因此，测量重复性所引入的标准不确定度分别为：9(2)函数信号发生器的输出稳定性函数信号发生器在10min内幅值输出稳定性优于0.1%,以均匀分布考虑，函数信号发生器输出稳定性引入的测量不确定度分量为：(3)交流电压的测量数字电压表的误差限为±1.