基准电压源检验规范

基准电压源检验规范1范围本规范规定了基准电压源的检验项目、检验方法、检验规则以及结果判定、标识与记录的要求，适用于实验室校准用、工业现场测量用、电子设备内置等各类基准电压源的到货检验、周期校准检验、维修后检验以及期间核查检验。本规范适用的基准电压源额定输出电压范围覆盖1mV~1000V直流基准、1V~380V交流基准，其他特殊量程基准电压源可参照本规范执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JJG445直流标准电压源检定规程JJG1048交流标准电压源检定规程GB/T18271.2过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第2部分：静态条件下的试验GB/T6587电子测量仪器通用规范3术语和定义3.1基准电压源：能够提供高稳定度、高准确度已知电压值的标准装置，可分为直流基准电压源和交流基准电压源两类，作为电压量值传递的标准器使用。3.2年稳定度：基准电压源在规定环境条件下连续工作12个月，输出电压的最大相对变化量。3.3温度系数：环境温度每变化1℃，基准电压源输出电压的相对变化量，单位为ppm/℃。3.4负载调整率：当基准电压源输出端负载电流在额定范围内变化时，输出电压的相对变化量。3.5源调整率：当基准电压源供电电源电压在额定范围内变化时，输出电压的相对变化量。3.6周期检验：为保证基准电压源量值准确可靠，按照规定的时间间隔对其进行的全面性能检验。4检验条件4.1环境条件4.1.1温度：直流基准电压源检验环境温度应控制在20℃±2℃，温度变化率不超过±0.5℃/h；交流基准电压源检验环境温度应控制在20℃±5℃，温度变化率不超过±1℃/h。4.1.2湿度：相对湿度应保持在35%~75%，无凝露。4.1.3电磁环境：检验区域内应无明显的强电磁干扰，电场强度不超过1V/m，磁场强度不超过0.1A/m，远离大功率用电设备、高频发射装置及强磁体。4.1.4供电条件：基准电压源供电电源应满足其额定输入要求，交流供电电压波动不超过额定值的±1%，频率波动不超过额定值的±0.5Hz，总谐波失真度不超过2%。4.1.5其他：检验台应稳固无振动，台面水平度偏差不超过0.5°，检验区域应避免阳光直射，无腐蚀性气体和易燃易爆气体。4.2检验用标准器及辅助设备4.2.1测量用标准器的准确度等级应至少比被检基准电压源高2个等级，且测量扩展不确定度应不大于被检基准电压源最大允许误差的1/3。4.2.2直流电压测量可选用8位半及以上数字多用表、约瑟夫森电压基准装置作为标准器；交流电压测量可选用交流电压标准、高精度采样电压表作为标准器。4.2.3辅助设备包括：高低温试验箱、可调交流稳压电源、可调直流稳压电源、标准负载电阻箱、交流功率分析仪、数字示波器、温度传感器、湿度传感器。4.2.4所有检验用标准器及辅助设备均应在有效计量校准周期内，使用前需检查设备状态正常，确认相关标识完好。5检验项目及检验方法5.1外观及功能检查5.1.1外观检查：目视检查被检基准电压源外观应无明显变形、划伤、破损，外壳紧固件无松动，显示面板清晰无缺损，按键、旋钮操作灵活无卡滞，输出端子无锈蚀、松动，标识信息完整，包括产品型号、编号、额定参数、生产厂家、出厂日期等内容。5.1.2功能检查：接通电源后按照设备操作说明进行开机预热，预热时间符合设备说明书要求，通常不少于30分钟。检查设备自检功能正常，无告警信息，能够正确切换各量程档位，输出调节功能正常，显示数值清晰稳定，无跳数、乱码现象，通讯接口（若有）可正常连接上位机，数据传输无异常。5.2基本误差检验5.2.1直流基准电压源基本误差检验选取被检基准电压源的常用量程，每个量程至少选取5个校准点，包括量程下限点、25%量程点、50%量程点、75%量程点、量程上限点。按照连接示意图将被检基准电压源输出端与标准测量装置输入端连接，待输出稳定后读取标准装置的测量值，每个校准点连续测量3次，取平均值作为该点的测量结果。按照公式（1）计算各点的基本误差：$$\delta=\frac{U_{m}-U_{o}}{U_{o}}\times100%\tag{1}$$式中：$\delta$——基本误差，%；$U_{m}$——标准装置测量平均值，V；$U_{o}$——被检基准电压源标称输出值，V。各校准点的基本误差均应不超过被检基准电压源对应量程的最大允许误差限值。5.2.2交流基准电压源基本误差检验根据被检基准电压源的频率范围，选取典型频率点（如50Hz、60Hz、400Hz等），每个频率点下选取不少于3个电压校准点，包括典型常用值、量程上限值。使用交流标准电压测量装置读取输出电压的有效值，每个校准点连续测量3次取平均值，按照公式（1）计算基本误差，同时检验输出电压的频率偏差，频率偏差应不超过额定值的±0.02%。对于交流基准还需检验输出波形失真度，使用失真度仪测量各校准点的谐波失真度，应不超过设备说明书规定的限值，通常要求不大于0.01%。5.3稳定度检验5.3.1短期稳定度检验在额定环境条件下，将被检基准电压源设置为量程上限输出，待输出稳定后，每间隔1分钟记录一次标准装置的测量值，连续测量1小时，共得到60个测量数据。计算这组数据的最大值与最小值之差，再除以标称输出值，得到1小时短期稳定度，应满足设备技术指标要求，通常高精度基准电压源1小时稳定度应优于0.1ppm。5.3.2长期稳定度检验对于连续运行的基准电压源，调取上一检验周期的校准数据，对比当前相同校准点的测量值，计算相对变化量，即为周期内长期稳定度。若无法调取历史数据，则进行不少于72小时的连续监测，计算输出电压的最大相对变化量，换算为年稳定度，应不超过设备标称的年稳定度指标，通常一级基准电压源年稳定度优于1ppm。5.4温度系数检验将被检基准电压源放入高低温试验箱中，在额定工作温度范围内选取至少3个温度点，通常为5℃、20℃、40℃，每个温度点保持2小时，待设备温度稳定后，测量基准电压源的输出值，记录每个温度点下的测量平均值。按照公式（2）计算温度系数：$$\alpha=\frac{U_{max}-U_{min}}{U_{20}\times\DeltaT}\times10^6\tag{2}$$式中：$\alpha$——温度系数，ppm/℃；$U_{max}$——不同温度下测量的最大输出值，V；$U_{min}$——不同温度下测量的最小输出值，V；$U_{20}$——20℃下的输出标称值，V；$\DeltaT$——最高温度与最低温度的差值，℃。计算得到的温度系数应不超过设备标称的温度系数限值，通常实验室用基准电压源温度系数应优于0.1ppm/℃。5.5负载调整率检验根据被检基准电压源的额定输出电流范围，选择额定负载、空载、最大负载三种状态，分别测量每种状态下的输出电压值。按照公式（3）计算负载调整率：$$\gamma_{L}=\frac{U_{L}-U_{N}}{U_{N}}\times100%\tag{3}$$式中：$\gamma_{L}$——负载调整率，%；$U_{L}$——带载状态下的输出电压测量值，V；$U_{N}$——额定负载下的输出电压标称值，V。负载调整率应不超过设备标称的限值，通常基准电压源负载调整率应优于0.001%。5.6源调整率检验调整被检基准电压源的供电电源电压，分别设置为额定供电电压的90%、100%、110%，待输出稳定后测量对应供电电压下的基准输出值。按照公式（4）计算源调整率：$$\gamma_{S}=\frac{U_{S}-U_{100}}{U_{100}}\times100%\tag{4}$$式中：$\gamma_{S}$——源调整率，%；$U_{S}$——供电电压偏离额定值时的输出电压测量值，V；$U_{100}$——供电电压为额定值时的输出电压标称值，V。源调整率应不超过设备标称的限值，通常基准电压源源调整率应优于0.001%。5.7输出纹波和噪声检验5.7.1直流基准电压源纹波噪声检验使用带宽不低于100MHz的数字示波器，输入端采用50Ω匹配，交流耦合方式，测量被检基准电压源输出端的峰峰值噪声，测量时间不小于10s，读取最大峰峰值，应不超过设备标称的噪声限值，通常高精度直流基准电压源输出噪声峰峰值应小于1μV。5.7.2交流基准电压源谐波含量检验使用谐波分析仪测量交流基准电压源输出的各次谐波分量，计算总谐波失真度，应不超过设备标称的限值，通常交流基准电压源总谐波失真度应小于0.01%。6检验规则6.1检验分类6.1.1到货检验：新购置的基准电压源到货后，应进行全项目检验，确认性能符合采购合同及技术要求后方可验收投入使用。6.1.2周期检验：基准电压源应按照计量规程要求的周期进行检验，通常高精度基准电压源检验周期为1年，工业用基准电压源检验周期不超过2年，使用频率较高或环境条件较差的基准电压源应适当缩短检验周期。6.1.3维修后检验：基准电压源经过维修、更换关键元器件或移动位置后，应进行全项目检验，确认性能合格后方可继续使用。6.1.4期间核查：在两次周期检验之间，应对基准电压源进行至少1次期间核查，核查项目包括外观检查、基本误差检验和短期稳定度检验，确保其量值准确可靠。6.2抽样规则批量生产的基准电压源出厂检验抽样按照GB/T2828.1的规定执行，接收质量限（AQL）设为1.0，采用一般检验水平Ⅱ。实验室在用基准电压源检验为逐台检验，不适用抽样规则。6.3判定规则6.3.1所有检验项目均符合本规范及设备技术指标要求的，判定为合格。6.3.2若有检验项目不符合要求，允许对设备进行调整或维修，维修后重新进行全项目检验，检验合格的仍判定为合格；若调整或维修后仍有项目不符合要求，则判定为不合格。6.3.3基本误差、稳定度、温度系数为关键检验项目，关键项目有任何一项不合格的，直接判定为不合格，不得投入使用。7标识与记录7.1检验合格的基准电压源应粘贴合格标识，标识上注明检验日期、有效期、检验人员。检验不合格的基准电压源应粘贴不合格标识，并注明不合格项目，进行隔离存放，避免误用。7.2检验过程应填写完整的检验记录，记录内容包括：被检设备信息（型号、编号、生产厂家）、检验环境条件（温度、湿度）、检验用标准器信息（型号、编号、校准有效期）、各检验项目的测量数据、计算结果、判定结论、检验人员、审核人员、检验日期。检验记录应保存至少3个检验周期，保存期限不少于6年。7.3检验合格的基准电