頻率標準的類型：

銣原子鐘：銫原子鐘即銫束原子頻率標準。銫（C133）原子頻率標準所用的是基態超精細磁能級之間的躍遷，即原子秒定義中描述的躍遷能級。銫原子頻率標準的準確度高，短期頻率穩定度比氫原子頻率標準差，價格高，體積比銣原子鐘大，一般只用作最高等級基準時鐘或測試、研究必須的頻率標準。

銫原子鐘：銣原子鐘用的是基態超精細磁能級之間的躍遷，稱為σ躍遷，與銫鐘相比，雖然銣原子鐘的準確度是原子鐘中最差的，漂移率也較大，不能作為頻率基準使用，但它體積小，重量輕，預熱時間很短，價格相對低廉，在同步網中普遍作為地區級參考頻率標準。

石英晶體振蕩器：是運用石英晶體（SiO2）的壓電效應制成的一種諧振器件，簡稱晶振。根據晶振的不同使用規定及特點，通常分為以下幾類：普通晶振（XO）、壓控晶振（VCXO），溫補晶振（TCXO）和恒溫晶振（OCXO）

高穩石英晶體振蕩器：簡稱高穩晶振，具有完善的結構和良好的溫控電路組成。重要措施有：相位差比較器和軟件鎖相控制器，恒溫槽技術。高穩石英晶體頻率標準體積小、壽命長、價格低廉，特別是秒以下的短期穩定度好，且運用鎖相技術能使之同步于外來同步基準信號，所以高穩晶振在數字同步網中作為從鐘被大量使用。

重要技術指標：

頻率準確度：表征信號的實際頻率值與抱負的或定義的頻率值（以UTC為標準的頻率，實際是國際原子時ATI的頻率）的偏離或符合限度，一般用相對頻率偏差來表達。

頻率穩定度：頻率穩定度表達時鐘輸出頻率因受噪聲影響產生的隨機起伏特性。可以從時域和頻域來分析頻率穩定度。頻率穩定度用阿倫方差的平方根來表征。

頻率漂移率：頻率漂移率是指時鐘輸出頻率隨運營時間單調變化的線性率。隨時間單位的不同，有日漂移率?p月漂移率和年漂移率。對于高穩石英晶體振蕩器，由于頻率漂移通常是由石英晶體的老化導致的，因此它的頻率漂移率稱為頻率老化率。原子鐘的漂移重要由內部器件導致，涉及由量子結構的頻率漂移、相檢及運放的漂移引起。

頻率重現性：頻率重現性或稱頻率復現性是指時鐘工作一段時間t1后，頻率測得為f1，此時停機一段時間t2，再開機一段時間t3后，測得頻率f3頻率重現性表征的就是f3與f1的相對頻率偏差。1.頻率標準的定義

頻率標準是指能給出較高準確度的單一頻率值的正弦波形振蕩信號的裝置，其頻率值大都是1，5，10MHz，頻率標準有時也簡稱頻標。衡量頻率標準的重要指標是頻率準確度和穩定度。實用的頻率標準由高穩石英晶體振蕩器和原子頻率標準2大類。

2.頻率準確度

是指頻率的實際值相對于標稱值的相對偏差。

3.頻率漂移（老化率）

頻率值隨時間呈單方向的變化，稱為頻率漂移或老化。近似描述頻率老化特性的直線用最小二乘法計算，具體測定期，需要用一臺老化率比被測頻標小一個數量級的頻標作為參考，如檢定石英頻標時用銣原子頻標或銫原子頻標作為參考，檢定銣原子頻標時用銫原子頻標。

老化率計算公式

4.頻率穩定度

描述輸出頻率受噪聲影響而產生隨機起伏限度的量，數學表征用Allan(阿倫)方差的平方根值。阿倫方差計算公式：采樣間隔為，測量m+1個數。

5.相位噪聲

頻率穩定度在頻域特性的表征用相位噪聲表征。用單邊帶內的功率來描述頻率的不穩定情況，稱為相位噪聲。用符號£(f)表達，f偏離載頻的頻率值，具體定義為：£(f)＝偏離載頻f處1Hz單位頻帶平均功率/載頻功率

6.頻率重現性

頻標多次開機使用時，頻率保持一致性的能力。計算公式為

f1為頻標關機前的頻率值；f2為頻標關機冷卻后再開機到穩定工作的頻率值；f0為標稱頻率值。

由于頻標通常都有良好的恒溫裝置，因此通常冷卻時間為24小時。

重現性這一指標都是對原子頻標而言的，由于石英晶振受其機理限制，其重現能力較差。國產晶體振蕩器一覽

這里介紹的僅僅是一部分國內廠商生產的晶體振蕩器產品

北京瑞華欣科技開發有限責任公司

馮

力

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高速增長的有線和無線通信市場好象是肥沃的土壤，滋潤著晶體振蕩器的高速發展

。與此同時，通信整機廠商也不斷提出了越來越高的規定，這不僅表現在規定更高的技

術性能，如頻率穩定度、頻率溫度穩定度、頻率老化率、功耗等等，還表現在規定更好

的價格，以及規定交貨更穩定、更及時。晶體振蕩器供應商為適應晶體振蕩器發展的新

趨勢，也在不斷加大研發資金的投入，擴大生產規模，縮短新品上市時間，減少晶體振

蕩器的成本。本文對部分國內晶體振蕩器供應商于1998年至2023年年初間推出的最具代

表性的晶體振蕩器做了簡要介紹。

溫度補償晶體振蕩器(TCXO

DTCXO)

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TCXO620系列TCXO，頻率范圍覆蓋4.096MHz～23MHz，頻率溫度穩定度≤±1ppm(-4

0℃～70℃)，電源電壓＋5Vdc±5%，輸出正弦波，Vpp≥3V(300Ω并15pF負載),

封裝為

25×15×10mm。

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生產商：北京瑞華欣科技開發有限責任公司

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ZC543系列TCXO，標稱頻率為2.048MHz，頻率溫度穩定度≤±1ppm

(-40℃～85℃)

,頻率老化率≤±1ppm/年，頻率電源電壓穩定度≤±0.5ppm，輸出方波，封裝為38×38

×14.5mm。

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生產商：國營晨星無線電器材廠

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DCXO720系列數字溫度補償晶體振蕩器(DTCXO)，頻率覆蓋2.048MHz～60MHz，頻率

溫度穩定度:

≤±0.37ppm(-40℃～70℃)及≤±0.5ppm(-45℃～70℃)，頻率老化率：≤

±1ppm(第一年)及≤±4.6(十年)，頻率壓控范圍≥±10ppm(2.5V±2V)，封裝為38×38

×13mm。

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生產商：北京瑞華欣科技開發有限責任公司

恒溫晶體振蕩器(OCXO)

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OX97系列OCXO，頻率覆蓋4MHz～10MHz，頻率溫度穩定度≤±50ppb(-10℃～50℃)

，頻率老化率≤±3×10-8/天，恒溫晶體振蕩器起始加熱功率≤600mA（max），電源電

壓+12Vdc，輸出正弦波，Vpp≥0.4V(50礁涸*)，封裝為50×50×19mm。

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生產商：北京科瑞思特電子有限公司

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OCXO820系列5MHz/10MHz低噪聲恒溫晶體振蕩器(OCXO)，頻率溫度穩定度≤±30pp

b(-5℃～55℃)，頻率老化率：≤±5×10-10/天(加電72小時后測試)，≤±1×10-7/年

。單邊帶相位噪聲：@10Hz，-120dBc/Hz；@100Hz，-140dBc/Hz；@1kHz，-150dBc/Hz；

@10KHz，

-155dBc/Hz；@100KHz，-155dBc/Hz。短期頻率穩定度(阿倫方差)：5×10-12

/1s,頻率壓控范圍≥±1ppm(0V～5V),頻率準確度≤±20ppb（室溫），頻率重現性≤±

10ppb，封裝為50×50×30mm。

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生產商：北京瑞華欣科技開發有限責任公司

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OVC121系列16.384/8.192/4.096MHz局用數字程控互換機三級鐘(OCXO)，頻率溫度

穩定度≤±50ppb

(0℃～50℃)，頻率老化率≤±5×10-9/天，短期頻率穩定度(阿倫方

差)5×10-11/1s，頻率壓控范圍≥±7ppm(2.5V±2.5V)，頻率重現性≤±0.2ppm(斷電2

4小時后，加電48小時)，預熱時間2小時后頻率誤差≤±0.2ppm。

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生產商：河北遠東通信系統工程有限公司

壓控晶體振蕩器(VCXO)

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VCXO封裝為DIL-14(約為21×13×8mm)，頻率覆蓋1MHz～40.96MHz，頻率壓控范圍

≥±200ppm(-5V～+5V)和≥±80ppm(0V～5V)，HCMOS輸出，15pF負載，占空比40%～60%

，上/下沿≤10ns（max）。

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生產商：湖北東光電子股份有限公司

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VCXO510系列VCXO，封裝為21×13×13mm，頻率覆蓋5MHz～75MHz，頻率壓控范圍≥

±100ppm(2.5V±2V)，頻率老化率≤±5ppm(第一年),

單邊帶相位噪聲:@10Hz，-90dBc

/Hz；@100Hz，-115dBc/Hz；@1kHz，-140dBc/Hz；@10KHz，-150dBc/Hz；@100KHz，-15

5dBc/Hz。保證頻率準確度的電壓調節范圍2.0V～3.0V(等效為頻率準確度≤±25ppm，室

溫)，頻率溫度穩定度≤±25ppm(-25℃～70℃)，AHCMOS輸出，2TTL負載，占空比40%～

60%，壓控線性≤±20%，壓控極性為正極性。

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生產商：北京瑞華欣科技開發有限責任公司

高頻低噪聲晶體振蕩器

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ZD503系列100MHz低相位噪聲恒溫晶體振蕩器(OCXO),

單邊帶相位噪聲：@10Hz，-

100dBc/Hz；@100Hz，-125dBc/Hz；@1kHz，-150dBc/Hz；@10kHz，-160dBc/Hz；@100kH

z，-160dBc/Hz。工作溫度范圍-40℃～50℃，頻率老化率≤±8.9ppb/天，頻率微調≥±

1ppm，電源電壓+15Vdc，封裝為50×70×96mm1概述

整個電磁頻譜涉及從直流到可見光的寬廣的頻率范圍。通常，電磁計量涉及的是直流和低頻的電磁參量計量，其頻率上限一般不超過幾十kHz。而電子計量具有極為寬廣的頻率覆蓋，其低端往往與直流和交流電磁計量交叉，高端則可達亞毫米波段(300~3000GHz)，并與光學計量交叉。電子計量現今國際通行的頻率覆蓋范圍為lOkHz~3000GHz。通常，lMHz~300MHz稱為高頻，300MHz~30GHz稱為微波，30GHz~300GHz稱為毫米波，300~3000GHz稱為亞毫米波。因此，電子計量從覆蓋的電磁頻譜范圍看，涉及高頻計量、微波計量、毫米波和亞毫米波計量三部分。電子計量是以元線電電子學中經常碰到并需要測量的高頻與微波電磁參量為研究對象的，電子計量的研究重點是某些較為基本的便于獨立測量的參量(或參數)。這些基本參量的量值標準可以從基本單位m，s，kg，A，K等的量值基準導出，但是，導出鏈是冗長而復雜的。

電子計量測試所包含的內容是不斷發展和變化的。例如，電子管電壓表問世之前，熱偶式電流表是最通用的無線電測量儀器之一，鑒于電子管電壓表寄生參量影響小、頻率和量程寬、輸入阻抗離、過載能力強等優點，不久取代了高頻電流表。所以，許多國家1960年代以前研制的高頻電流標準已基本擱置不用，而電壓則成為電子計量最基本的參量之一。隨著頻率增高，出現了分布參數系統。在微波頻率上，功率參量又取代了電壓參量的重要地位。1970年代因微電子技術的發展，以及數字系統的崛起，出現了半導體參量計量測試與數據域測量。1980年代隨著光纖通信、移動通信和數字通信技術的發展，促進了光纖電參量特別是它的傳輸特性參量(如光纖帶寬、衰耗、色散、場分布等)，以及數據域參量(如誤碼率、相位抖動、數據幅度、脈寬、群延遲等)計量測試的發展。“信息高速公路”(InformationSuperHighway)掀起了1990年代新的元線電電子學發展熱潮。它是集光波、亞毫米波、毫米波、微波、RF、近代通信網、近代廣播電視網、計算機網絡等高科技于一體的高速大容量交互式綜合信息網絡系統。在信息傳輸和互換中，頻率調制方式大多取代了過去的幅度調制或單邊帶調和(SSB)。現代移動通網越來越多地使用相移鍵控(PSK)或頻移鍵控(FSK)調制方式z此外，為易于實現數字傳輸，調制前，比特流通過一高斯濾波器進行頻率調制，稱之為高斯最小頻移鍵控(GFSK)的調制方式，它能在頻譜效率(bit/Hz)和信噪比之間提供良好的折衷，提高信息傳輸質量和抗干擾度。因而出現了所謂調制域計量測試。隨著全球電子設備的日益增多，近2023來，對電磁干擾和電磁兼容的計量測試的需求日益增多。

近代高新技術的發展.使頻譜資源得到越來越多的開發運用，無線電電子學的分支越來越多，越來越細。眾多的電磁參量(或參數)、寬廣的頻率范圍和量程、多種多樣的傳輸線和接頭形式，對電子計量測試領域提出了嚴重的挑戰。

2電子計量的特點

（1）待計量參量種類繁多

電磁波可以沿傳輸線傳輸，也可以在自由空間傳播。前者涉及的基本參量涉及電壓、功率、衰減、阻抗、噪聲、介電常數、損耗角等；后者涉及的參量涉及電場強度、磁場強度、功率通量密度以及與天線有關的各種參量，如增益、方向性、極化等。因而在電子計量測試領域，需要測量的電磁參量(或參數)為數眾多，它們大體可分為兩大類：(a)表征信號特性的參量。諸如電壓、電流、功率、場強(電場強度、磁場強度、功率通量密度)、頻率、波長、波形參數(涉及失真)、脈沖參數、調制參數、頻譜參數(頻率成份、頻譜純度、邊帶噪聲等)、噪聲(等效噪聲溫度、超噪比、功率譜密度、相位噪聲)等。(b)表征網絡特性的參量。諸如集總參數電路參量(電阻、電導、電抗、電納、電感、電容)、反射參量(輸入輸出阻抗、電壓駐波比、反射系數、回波損失)、傳輸參量(衰減、相位移、增益、時延等)、表征電子無黯件及設備特性的參量(如靈敏度、效率、噪聲系數、信噪比、跨導、晶體管的各種參數等)、電子元器件諧振特性參量(諧振頻率、帶寬、品質因素Q等)、材料特性參量(介電常數、損耗角正切、導磁率等)等等。

對于日益增多的電子計量測試項目，按量值或參量(或參數)來分類.可以分為基本參量、二次導出參量、專用測量參量。基本參量涉及頻率、電壓、功率、噪、衰減、阻抗和相位移(它們描述電磁波在傳輸線中傳輸的特性)；場強或功率通量密度以及與天線有關的參量(它們描述電磁波在空間傳播的特性)。

由上述基本參量導出但需要由專門儀器測量的二次導出參量。重要有脈沖波形參量(幅度、時間間隔、上升下降時間等)、頻譜參量、失真度、調制度、材料的電磁特性等。除上述電子計量測試的通用、常規參量外，尚有大量專用參量。它們分別相應電子儀器中的專門類別，諸如電子器件參數測量儀器、廣播電視測量儀器、通信測量儀器等等。這些專門類別的電子測量儀器所涉及的參量既有上述通用參量，亦有針對性很強的專用參量，如廣播音響測量儀器中的抖晃率、數字通信測量儀器中的誤碼率、抖動、群延遲等。中國計量科學研究院無線電處負責建立、保存、和改善電子計量國家基準或標準，研究精密測量理論與技術，進行國際比對，開展量值傳遞與提供量值溯源，以保證全國電子計量單位的統一及量值的準確可靠。國家基準或標準重要是研制上述基本參量和部分二次導出參量的國家基準或標準；同時亦研制對國民經濟有重大影響的專用參量，以及近代科技前沿的專用參量的國家標準。

如前所述，電子計量是以無線電電子學中經常碰到并需要測量的高頻與微波電磁參量為研究對象的，電子計量涉及的參量眾多，其重要參量及其單位見表1。表1電子計量重要參量及其單位參量名稱單位參量名稱單位頻率Hz波長m電壓V電流A功率W復數阻抗Ω復數導納Ω-1復數反射系數無量綱電壓駐波比無量綱品質因數（Q值）無量綱衰減無量綱相位移度（°）噪聲溫度K噪聲系數無量綱噪聲功率譜密度WHz-1電場強度Vm-1磁場強度Am-1功率通量密度Wm-2天線增益無量綱天線效率無量綱復數介電常數無量綱復數相位導磁率無量綱失真系數無量綱調幅度無量綱調頻度無量綱

（2）量程和頻段極為寬廣

在電子計量中，待計量的參量所覆蓋的量程通常都是很寬的。例如常規功率計量，其量程從納瓦到兆瓦。量程覆蓋達1:1015量級。至于實際需要的功率計量量程就更為寬廣。從射電星或宇宙飛船發回到地面的噪聲及信號功率大多低于10(13W，而遠程雷達向空間發射的脈沖功率卻高達1010W以上。如前所述，電子計量的頻率覆蓋通常達109量級。對于如此寬廣的量程和頻段，顯然很難用一個標準裝置來覆蓋。事實上，對于同一參量的不同頻段，需要采用不同的計量方法和計量設備，并為此而分別建立相應的計量標準和器具。

（3）傳輸線和接頭形式多種多樣

隨著頻率由低到高，電子系統中的傳輸線有雙線、電纜、同軸線、帶狀線、微帶線、矩形或圓形金屬披導、介質波導、光纖等多種形式。每種傳輸線又有不同的型號、尺寸、規格。例如，一些常用的傳輸TEM波的50(阻抗空氣同軸傳輸線有如表2所示的尺寸。對于不同尺寸的50(阻抗空氣同軸傳輸線，有不同的接頭形式。與常用的14mm，7mm，3.5mm和2.9mm同軸線相相應的接頭分別是APC-14型、N型APC-7型、SMA型/APC3.5型和K型等。除了50(阻抗系統和接頭，尚有75(阻抗系統和接頭，例如廣播電視系統和部分通信系統，采用75(阻抗傳輸線和F接型頭。對于傳輸非TEM波的金屬波導系統，又細分為許多截面尺寸不同的波導波段。目前應用最廣泛的是矩形截面金屬波導系統，常用波段有lmm，3mm，8mm，1.25cm，2cm，3cm，5cm和lOcm矩形截面。針對不同的傳輸線、接頭型式和阻抗，均需要建立相應的計量標準。由于傳輸線和接頭形式多種多樣，除了導致機械連接的復雜性之外，還引起電磁波傳輸的電氣性能的的變化。電氣性能的變化對計量的影響，重要表現為電磁泄漏、阻抗失配引起的測量不擬定度。目前，只有少數電子工業發達國家的國家計量研究機構，在上述各傳輸線、接頭型式和阻抗系統部分建立了國家計量標準。表2常用50(阻抗空氣同軸線標準尺寸和有關電氣性能

外導體

內徑

mm內導體

外徑

mm工作頻率阻抗不擬定度理論值GHz上限GHz實驗定%通用%14.2886.2049.58.50.050.207.003.04019.418.00.100.203.5001.52038.833.00.200.402.9211.26846.540.00.300.802.4001.04256.550.00.400.801.8500.80373.365.00.501.001.0000.434135.7110.00.601.20

（4）量值傳遞鏈較短

電子計量標準的不擬定度大都在0.1%~1.0%量級，所以在電子計量各參量的檢定系統表中，傳遞等級比其他專業計量的傳遞等級較少，一般都只有3級，少數參量只有兩級，即工作計量器具和國家計量標準。

3毫米波計量

1980~90年代毫米波技術獲得了突飛猛進的發展。隨著毫米波單片集成電路的研制、開發和批量生產，毫米波在通信、射電天文、生物醫學、地面和空中交通管制、汽車防撞雷達、焦平面成像等領域得到廣泛應用。

毫米波單片集成電路和計算機芯片的線寬已小于0.1(m，半導體基片材料和集成工藝更加多樣化，對半導體計量測試提出了巨大挑戰。

隨著傳輸線和固態器件向高頻段發展，開發毫米波同軸接頭的呼聲日高。以前常采用的同軸接頭，如SMA及其衍生系列，缺少所需的耐用性和反復性，并且不能提供對國家標準的溯源性，APC-7和N型的耐用性和反復性均屬上乘，但頻率上限僅達18~20GHz，APC-3.5可工作在34GHz。近年來許多公司推出了各自的毫米波同軸接頭，如2.4，2.92，1.9mm同軸接頭等。在設計中追求的目的是：單模工作，高性能界面，堅固耐用，反復性好，制造容差不比APC-3.5更苛刻，成本要能與現有接頭相競爭，在正常使用中不易損壞陰性接觸，擁有各種裝配結構組合，全金屬化，具有可溯源的途徑。毫米波同軸接頭的出現，給計量測試提出了如何評價其性能的課題，如特性阻抗、反射系數、插入損耗、屏蔽效能(RF泄漏)、接觸電阻以及這些特性的反復性，此外，尚有機械和物理特性的評價問題。

Wiltron的K接頭可工作在46GHz，已用于裝配該公司的360系列ANA，561SANA，6669A掃頻發生器，SWR自動測試儀，以及用于裝配檢波器、衰減器、定向藕合器、PIN開關等多種產品。K接頭可以在電氣上和機械上與SMA和APC-3.5相兼容；據廠方聲稱，可以通過現有的標量網絡分析儀，將其反射和傳輸特性溯源到NIST。Hewlett-Packard，Amphenol和M/ACOMOmdSpectra聯合研制出一種可工作到5OGHz的2.4mm同軸接頭。它分為三個級別；“產品級”有OS-50系列。由OmniSpectro生產，適合于元器件、電纜和微帶線裝配；“儀器級”有APC-2.4，由Amphenol生產，用于裝配測試儀器和設備；“計量級”由Hewlett-Packard生產，裝配在精密測量或標準儀器上，其性能可溯源到NIST(美國標準與技術研究院)。例如HP8487D功率傳感器配備2.4mm(陽性)同軸接頭。

時域測量技術取得了重大進展，最有代表性的是Hypers公司生產的PSP-1000型的ps信號解決裝置，它與低溫控制和超導電子學相結合，運用約瑟夫遜超導結獲得高速脈沖，得到了70GHz帶寬和5ps上升時間。在40~110GHz測量TE01圓波導插入損耗和延遲的時域技術，測量幅度的準確度在0.ldB(rms)以內，測量延遲的準確度為0.lns(rms)。

Tektrmix，Hewlett-Packard和安立等廠家生產的頻譜分析儀，上限額率可達325GHz，機內頻率計數器的準確度為10-9，動態范圍達144dB。

迄今，30~100GHz的毫米波波導技術已達成厘米波技術的水平，給當代電子計量提出了新的課題。各國都先后研制了毫米波頻段功率、衰減、阻抗、噪聲標準。

NIST波導功率標準覆蓋了26.5~110GHz的4個波導頻段；采用中頻替代法在26.5~65GHz兩個披導頻段建立衰減標準；在26.5~110GHz的4個波導頻段建立噪聲標準等等。NIST還在l00kHz~100GHz頻段內，采用六端口技術建立阻抗、衰減和相位的國家標準，并進行功率量值傳遞和測量線性互易二端口的S參數。S12的幅值(衰減)量程為0~60dB，分辨力為10-4~0.ldB，相移分辨力為0.001(~l(。中國計量院在26.5~40GHz頻段用六端口技術建立阻抗、衰減和相位的國家標準，以及小功率國家標準;其技術指標和測量不擬定度與NIST相稱。1980年代已有若干六端口裝置的商品問世，Micro-Now的商品六端口矢量反射計的頻率覆蓋為26.5~40、33~50GHz，Flam微波公司已將26~114GHz的單六端口接頭投放市場，Hughes、Norsal和MicrowaveDevelopLabs等則可為用戶訂做毫米波六端口網絡.80年代以來，采用擴頻技術已將網絡分析儀的頻率擴展到170GHz。俄、德、英、法、日、加拿大、荷蘭等國和我國計量研究機構亦在部分毫米波段建立了相應的國家標準，并在向更高的頻率拓展.各國為了驗證已建立的國家計量標準的不擬定度及其評估的可靠性，由國際計量局(BIPM)安排了一系列毫米段的國際比對，包攬33.35.45，65，75，94GHz的功率比對340，70，94GHz波導噪聲溫度比對；R320(WR28)波導的27，35和40GHz的復反射系數(阻抗)和衰減比對375~110GHz的反射系數比對毫米披喇叭天線增益以及100GHz以上的毫米波和亞毫米波參量的國際比對等。由此可見，國際上對毫米波計量測試是極為關注的。

在計量測試領域，18GHz以上頻率的同軸技術近30年來取得了不小進步，但沒有重大突破。重要因素是受同軸傳輸線和同軸接頭制造技術的限制，難以減小電磁泄漏、阻抗失配引起的測量不擬定度。HP公司與NIST聯合研制一種正溫度系數熱敏電阻功率傳感器已有數年，設計的頻率范圍從直流到50GHL裝配2.4mm同軸接頭。其工藝技術是在砷化鎵微波微電路基片上制造精密50(電阻。這種正溫度系數熱敏電阻功率傳感器可以配用諸如HP432A功率計、NET-4型功率計，具有優良的輸入VSWR。這種新型功率傳感器，可用于建立~50GHz同軸功率國家標準及其傳遞標準。

4電磁兼容性能的計量測試

電子技術的發展促進了社會的進步，但是，大量使用的電子和電氣設備均會產生故意或非故意的干擾輻射，與此同時，它們自身亦面臨著在電磁環境下工作被干擾的問題。如何使電子產品減小非故意的輻射，并能在一定的電磁環境下正常工作，這就是電磁兼容(EMC)。

生產滿足電磁兼容標準的電子設備和系統，將增長電子工業和其他工業的商業競爭能力。因此，電磁兼容性已成為電子、電氣設備和系統的一個重要技術特性，它引起世界各國的普遍關注。各國均制訂有本國的電磁兼容標準，國際組織(如IEC)均制訂有國際標準。美國制訂有三組EMC標準：商業標準、軍用標準和國際標準.我國則是全面推行IEC標準。

NIST的計量專家指出，需要在三個應用方面改善測量能力：①抗擾度(EMS)測試，②輻射(EMI)測試以及③電磁環境的表征和相關標準的制訂。測量的頻率范圍規定覆蓋0~30OGHz。這種新的測量能力的一個重要用途將是，對電磁環境的表征以支持制訂合適的抗干擾度標準。必須研制開發適應較大物體(如商用飛機)的測試設備；為了模擬越來越不利的電磁環境，必須研制對更大場強(場強>200V/m)和更高能量傳導干擾的抗干擾度測量設備；EMC測量的不擬定度和可反復性必須改善，特別是在不同類型的測試設備之間；必須研究合用于現代數字電子系統的脈沖電磁輻射測量方法，具體地說，規定研究采用品有更寬的帶寬的短脈沖(連續時間小于lns)測量方法。

開展EMC測量一方面要解決的是場強(功率密度)量值的準確和統一問題，建立從低頻到微波頻率的場強標準。在此基礎上開展有關的測試。NIST運用開闊場、TEM小室、波導小室及微波暗室等建立了3OkHz~18GHz的場強標準，不擬定度為0.5~1.0dB。劃分兩步擴展暗室的頻率，第一步擴頻到26GHz，然后再擴展到40GHz。PTB建立了10kHz~21GHz的場強標準.不擬定度為0.5~LOdB.近年來.為適應新的電磁兼容標準的需要，各國加大了EMC研究的力度。歐洲共同體制訂的新的EMC標準規定了輻射和抗擾測試兩方面的規定。顯然，這種新的歐洲共同體EMC標準將影響各國電子、電氣設備和系統在歐洲及其他國家市場的競爭力。

在解決EMC問題時，測量處在重要的地位。計量部門應提供可溯源到國家標準的測量。NIST著重開展5個方面的研究工作：①建立電磁場標準以支持EMC/EMI測量；②電磁能量傳感器技術研究；③設備和系統的發射；④設備和系統的抗擾度；⑤靜電放電輻射電磁場測量、電磁環境的評價等。

計量院在EMC計量測試方面進行了大量研究，并與NISA、NPL(英國物理研究所)、PTB(德國物理技術研究所)等國外計量研究院保持長期協作。已建立三項場強國家基(標)準：4.8GHz場強基準，量程為(10~200)(W(cm2，測量不擬定度為0.25dB(包含因子k=2)；2.45GHz功率密度標準，量程為(0.05~0.8)mW(cm2，測量不擬定度0.21dB(包含因子k=2)；30~1000MHz高頻場強基準，量程為(100~120)dB(m，測量不擬定度為ldB(包含因子k=2)。1980年代研制成橫電磁波傳輸小室(TEM小室)，1990年代又研制成NIM-GTEM小室(因其可工作在lGHz以上頻率，故稱GTEM小室)。NIM-GTEM小室的外形尺寸為6m(長)×3m(寬)×25m(高)，其均勻場區(((ldB)分布空間為0.5~lm(長)×0.5~lm(寬)×0.3~0.5m(高)。工作頻段理論上可從直流到20GHz；目前已達3GHz以上頻段。

2023年計量院與北方交通大學聯合成立了中北電磁兼容聯合實驗室，并作為一個獨立的實體，通過了中國實驗室國家認可委員會的認可，對外開展電工、電子產品電磁兼容檢測和認證。目前開展電工、電子產品電磁兼容檢測的類型涉及：電子測量儀器、工業過程測量與控制設備、醫療電子設備、安全設備、金融電子設備、照明器具、電工產品、家用電器、信息技術設備等，此外還開展電波暗室、開闊場和各種橫電磁波小室等電磁兼容基礎環境設施的性能測試。

5材料特性的射頻與微波測量

在低頻及微波頻段對材料進行的大量測量，重要集中于介電特性，有關材料磁特性的測量只占少數。在低頻和微波頻段，通過相移和衰減，可以測量復數相對介電常數的介電常數和介質損耗兩個分量。而在光頻段，人們通常測量復數折射率。事實上，兩者是等價的，即使在媒質導電并具有磁性的情況下，仍然可以通過麥克斯韋關系式將兩者聯系起來。

介電測量最初純粹是為了科學研究，例如弛豫現象的研究；1980年代以來，在通信、雷達、電路元件設計、準光學元件中變得日益重要。后兩者涉及絕緣體、支撐、束分派器、透鏡、諧振腔、基板、介質波導、窗、天線罩、輻射吸取材料等。所有這些應用均規定極高的測量精度.在某些運用中，比如微波爐、高頻電熱療器、工業介質高頻加熱器中，介電損耗是一個很重要的參量。而在環行器、隔離器、濾波器的設計中，材料磁特性則是關鍵參數。在低頻和微波波段，人們可以采用單頻及寬帶兩種方法。自從連續波激光源廣泛應用之后，在光頻段亦可采用這兩種方法。在毫米波段，大多數測量是采用色散傅里葉變換波譜儀(DFTS)進行的。在廣闊的電磁頻譜(1MHz~1500GHz)上，對種類繁多的材料進行測量，有時還涉及寬溫度范圍和濕度范圍。

在由低頻到微波的寬廣頻域內，使用腔體、開腔諧振器及傳輸線的單頻測量方法。1980年代以來，開始出現掃頻測量系統、時域譜儀(TDS)及DFTS等寬帶測量系統，寬帶技術已進入幾十GHz頻段.現在TDS可覆蓋5個十倍頻程，上限達20GHz，而TFDS可從高頻端向下延伸到60GHz。某些技術規定促使人們進行頻率連續覆蓋的測量。例如從前經常爭論，是否在低于10OGHz的頻段內材料的介電特性均由一種緩變弛豫所左右，因而只需用十倍頻程量級的幾個單頻特性就可以足夠精確地描述材料特性。現在知道，對于損耗介質、復合材料、有機生物材料及磁性材料，上述推斷是不對的的。而這類材料在微波工程中占有很重要的地位。

當今，計算機在計量儀器及系統中應用已十分普通，電介質測量亦不例外。然而在材料特性測量中，計算機的應用還促使我們以全新的機理來實現材料特性的絕對測量。例如，使用計算機計算非均勻介質(即存在兩種或多種介質)中的電磁場，并在實時數據解決中直接使用數值計算的經果。實例之一是終端開路同軸線及介質諧振器，這類技術以計算機為主體，形成了一種全新的材料計量學方法。

下面分別介紹各種材料特性的高頻與微波測量方法。

（1）二端口測量

在兆赫頻段的低端，經典的解決方法是在橋路測量中，或在與電感并聯的諧振測量中，將介質材料作為具有損耗的電容器來解決。由于采用高精度的Q值測量，使該方法可以擬定固體中極低的介電損耗(〈10μrad)。并進行理論修正和精確計算。對于損耗性材料，最佳使用非諧振射頻橋路法。二端口技術可以用于100MHz。

（2）時域法

隨著快速取樣示波器及隧道二級管階躍脈沖發生器的應用，使行波時域譜儀(TDS)得到發展和廣泛應用，使用頻率達18GHz，隨著頻率的增高，其靈敏度隨頻率升高而下降。儀器方面的改善重要在于時基參考基準(即取樣的同步及相位漂移和抖動)以及自動技術。現代ANA克分運用了時域同步技術。在低于1MHz的頻段，采用CMOS開關，在10KHz頻率上運用自動階躍響應系統，使對正切損耗的分辨率達10μrad，遠比高頻段TDS的分辨率高。

（3）頻域傳輸線技術

時域測量技術以分減少辨率為代價，在微波頻段實現了寬帶測量。但最精確的介電常數和損能測量仍然采用頻域法，對低損耗的測量特別如此。業已證實，在擬定低損耗液體的損耗時，波導橋路或單通道結構可以獲得與腔體法相比擬的不擬定度(在100μrad時大約為10μrad)。并可在8~40GHz頻段采用液體浸潤技術測量固體介質樣品。在波導結構中，反射測量法比傳輸測量法更為普遍。眾所周知的Roberts-VonHippel方法仍然是微波頻段用得最廣泛的材料測量技術。ANA和六端口技術更增長了它的應用潛力。而計算機的應用增長了它的使用方便性。此技術亦合用于寬溫度范圍的測量，例如在20~600℃條件下測量陶瓷樣品。

對于液體的導波反射測量，由于可隨意調節樣品厚度，因而減小了測量誤差。采用曲線復合的導波技術，該方法可用于5~15GHz頻段。采用反射一傳輸復合技術，可以克分運用樣品散射系數與復介電常數兩者的互相依賴關系，使測量達成最佳化。這樣，可使用ANA和六端口裝置，將樣品放在傳輸與反射端口之間的傳輸線內進行測量。

(4)在導波結構中運用場強的鼓值計算法

通常的導波技術假定，在傳播媒質中的任意點，僅存在一個行波主模及其反射波。為使這一假定成立，結構上存在一系列限制。目前在材料測量中已普遍使用計算機對波的傳輸進行數值分析，生物材料的介電特性測量就是一個極好的例證，生物材料的復介電常數范圍很寬，大多是損耗牲的，適合于使用反射計技術進行測量。自1980年以來，同軸開路探頭已廣泛用于無損生物材料測量。其優點在于不必將測試樣品裝入測試座中，從而有也許進行真正的活體測試。

（5）微波閉腔法

盡管近來年傳輸技術有了很大發展，但諧振腔法由于具有更高靈敏度而仍然十分流行。即使只使用微量樣品亦能保持其靈敏度。對于介電常數為2，損耗為lOOμrad的樣品，95%置信度時的測量不擬定度3%。

常用兩種不同的諧振法，其中微擾法合用于一切介電常數的測量，涉及各向異性材料，磁性材料以及中高損耗性材料。另一種諧振法是針對低損耗介質測量的，此時必須使用較大量樣品填滿一定數量的腔體空間，并應采用盡也許簡樸的幾何結構，以避免在場的計算上碰到數學困難。

毫無疑問，最流行的微擾結構為TM010腔體，將棒狀固態樣品或管裝液體，沿軸線插入腔體，通過諧振頻率及Q值的變化推算出材料特性。這類技術亦適合于高溫測量，曾報導過在35GHz用于高達16006時域和脈沖波形的計量測試

在今天的時域測量領域中，脈沖測量是非常重要的項目。電信、電視、雷達中一直使用脈沖。自由空間雷達可用遙感來擬定目的位置和速度。閉路雷達或時域反射計(TDR)用于遙測波導信號傳輸系統。另一重要用途是在快速解決信息計算機中。計算機技術的發展是時鐘速率越來越高的大規模集成電路發展的重要動力。這種高速時鐘速率對集成電路的測試者的脈沖波形測量能力提出了嚴格規定。

應用最廣泛的通用脈沖波形測量儀器稱為實時示波器。近代通用示波器都具有雙線和雙時基能力。為了在高能物理實驗室中將高電平信號直接加到陰極射線管中，甚至使用2~7GHz帶寬的專用示波器。

由于通用實時示波器的帶寬受到電子電路及示波管的限制，為了測量射頻信號而發展了取樣技術。它將射頻反復信號通過取樣，變換成低頻反復信號而形成一種取樣示波器。

除示波器外，出現了一種不用陰極射線管(CRT)亦可測量實時波形的新型商品儀器。通常稱此種儀器為波形記錄儀(分析儀)或數字示波器，它由后接數字存儲器的A/D變換器組成。存儲器的內容顯示在CRT上或用一臺計算機進一步解決。波形記錄儀勝過普通示波器的一個優點是，在觸發脈沖到來之前能記錄和觀測數據，這是通過應用自激型記錄器連續取樣和存儲數據，以及在發生觸發時或觸發后停止其記錄來實現的。波形記錄技術已發展到這種限度，人們可以用一臺個人計算機插人件而將波形記錄儀改裝成波形數字轉換儀，快速數字轉換器隨著電荷藕合器(CCD)、砷化鎵器件、SQUID、光A/D變換器的研究而迅速發展。目前世界上最快的時域測量儀器就是波形記錄儀，這是美國Hypers、Inc生產的PSP-1000型皮秒信號解決裝置。該儀器與低溫控制和超導電子學相結合，獲得70GHz帶寬和5ps上升時間。如前所述，傳統的室溫電子學獲得的帶寬為18GHz和上升時間為2Ops。

波形標準的研究亦取得了進展。參考波形的概念同其他標準的概念是同樣的，就波形而言，標準是一臺信號發生器的輸出，其波形根據基本原理來擬定，與任何給定的脈沖測量系統無關。NIST研制了一組轉換時間50，100和2OOps的參考波形標準。它們是由超低通濾波器作用的損耗液體介質同軸線組成，并用20ps的隧道二極管階躍發生器激勵。NIST后來還研制了標準波形發生器，這種發生器是在一個微帶傳輸線中配置一個麥氏華根電容器(雙層介質)取代具有損耗液體介質同軸線。

眾所周知，將頻域數據變換為時域數據的測量比直接的頻域測量有更多的優點。由于是窄帶測量，從而有更高的信噪比；另一方面是有也許通過測量已知標準來修正誤差；再則沒有時間顫動和零電平漂移。所以將頻域數據變換為時域數據的方法得到廣泛應用。

7現代通信中的電子計量測試

近代通信網與有線電視網和計算機網通過通用接人網(UAN)構成國家信息基礎結構(NII)。NII對一個國家的經濟發展、科技進步、國防實力、人民椿神文化生活和綜合國力有重大影響。各種通信網，諸如互換公用數據網(PSPDN)、數字數據網(DDN)、綜合業務數字網(ISDM)、智能網(IN)和個人通信網等有力地支持了通信業務的發展。21世紀的通信網將向寬帶綜合業務數字網(B-ISDM)方向發展。

微波、光纖、衛星和移動通信被稱為現代通信的四大支柱。以通信數字化、寬帶化、通信業務多媒體化、通信個人化、網絡智能化、國際網絡標準化為特性的現代通信發展，已成為世界新技術革命的重要內容之一。現代通信重要涉及4個方面：(1)微波通信；(2)光纖通信；(3)衛星通信和(4)移動通信。

隨著傳統的模擬通信技術的發展，特別是數字通信技術的發展，對電子計量測試提出了新的需求。現以數字通信為例說明有關測量技術和測量儀器的概況。

數字通信系統的技術標準和測試方法同模擬系統差別很大。模擬載波通信系統采用頻分復用多路技術(FDM)，而數字通信系統則采用時分復用多路技術(TDM)、在各種時分復用多路技術中，脈碼調制系統(PCM)是目前應用最廣的一種。由于PCM不僅能傳輸話音，并且能以綜合的方式傳輸數據信號、圖象信號，故合用于將來的綜合業務數字網和信息網。

根據國際電報電話征詢委員會(CCITT)有關建議，PCM數字通信測量儀器重要有三類：(1)PCM終端分析儀，用于測量PCM編碼器和解碼器的性能；(2)誤碼性能分析儀，用于測量數字系統誤碼性能；(3)抖動分析儀，用于測量數字設備相位抖動的儀器。

終端分析儀通常涉及模擬信號發生器和分析器，數字信號發生器和分析器。測試功能涉及增益、增益隨頻率和輸入電平的變化、量化失真和互調、回波損耗、串音等。

誤碼率是數字傳輸系統的重要技術指標；它定義為在特定的一段時間內所接受到的比特誤差數與同一時間內所接受到的比特總數之比。定期抖動是數字傳輸設備的一項主技術指標，定義為數字信號的各個有效瞬間在時間上對其抱負位置之短期的非積累性的偏離。

由此可見，數字通信測量儀器的性能指標既有模擬部分，又有數字部分。因此，其技術標準和測試方法與模擬系統有很大差異。例如，在評價移動通信中收信機性能時，人們采用數據誤差率代替用于模擬通信設備中的信噪比和失真比(SINAD)指標。為測量接受機靈敏度，研究人員既要采用品有良好的頻率、輸出電平及調制特性的數字調制信號發生器，同時還需要測試誤差率的測量儀器。

隨著數字通信技術的發展，研制開發了各種數字調制及矢量調制的信號發生器。此外，為易于實現數字傳輸，并提高信號傳輸質量和抗擾度，涌現出許多調制方式。常用的調制方式有：相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、最小頻移鍵控(MSK)、正交相移鍵控(QPSK)、正交調幅(QAN)、高斯最小頻移鍵控(GMSK)等等.為測量數字調制參數的性能，出現了所謂調制域測量。

數字通信計量測試的內容亦更加豐富。例如，數字無線電發射機是運用TDMA格式和數字調制以脈沖串信號波進行發射。因此，測量儀器既必須配置數字信號解決技術(DSP)及相應的測試方法，同時還應裝備有寬帶(頻率到8.5GHz或更高)測量所需的測試程序。測量特性涉及頻率、天線功率、調制特性、占用頻率帶寬，相鄰信道功率泄漏以及寄生信號等。又如數字通信的數字格式可簡化電路控制和互換控制。移動通信的控制功能都是在移動終端和基站間使用控制信道實現的。該信道為呼喊解決發送控制信號，與發送用戶信息的信道分開，可解決呼喊等待、收費告知、三方會話這樣的服務。由于信道的這種變化，規定測量儀器必須提供各種各樣的功能。

我國目前發展最為迅速的是數字移動通信。數字蜂窩移動通信制式重要有：GSM900(DCS1800歐洲制式；CDMA碼分多址美國制式；PDC日本制式。由于GSM制式標準的技術成熟，并已實用化，我國已大量采用，是我國目前移動通信的主流制式。CDMA技術系統容量大、抗干擾能力強、保密性好等優點而具有潛在應用前景，但目前標準不夠完善、正在實驗中。中國計量院已研制GSM制式數字移動通信綜合測試儀校準系統：頻率范圍為10Hz~2.65GHz，測量不擬定度為(2~5）(10-8(k=2)；電平范圍為((130~13)dBm，測量不擬定度為(0.2~0.5)dB(k=2)；高斯最小頻移鍵控調制精度(0.3GMSK調制)均方相位誤差≤0.5°(rms)，峰值相位誤差≤1°，調制幅度誤差≤0.ldB。該標準可用于校準HP8960，HP8922P，HP6392E，R/SCMD系列，R/SCMU200，Wavetek4400，IFR2935，Wavetek4201，Recal6113等通信測試儀器。中國計量院還開展CDMA制式綜合測試儀器的校準。GSM制式數字移動通信綜合測試儀校準系統和CDNA校準裝置的量值，分別溯源到國家頻率基準、國家RF和微波功率基準、國家RF電壓標準、國家RF衰減基準、國家失真度標準和標準數字調制信號發生器等。

信息產業部通信計量中心建立了誤碼率和光纖通信有關參量的標準。

現代通信所需的重要電子計量標準和裝置重要有：誤碼率測試儀檢定裝置；數字通信信號抖動計量標準；通信協議分析儀校驗裝置；信令測試儀校驗裝置；移動通信電臺綜合測試儀校驗裝置；PCM終端分析儀與編碼解碼器校驗裝置；星座分析儀校準裝置；微波線路分析儀校準裝置；傳輸損耗測試儀校準裝置；通信信號干擾計量標準；幀信號分析儀校準裝置；衛星通信地球站設備校準系統；衛星通信地球站天線校準系統；圖象信號測試儀校準系統等。所需測量頻率達50GHz以上，功率電平達10OW。

8法制計量

法制計量又稱法制計量學，是計量的一部分，即與法定計量機構所執行的工作有關的部分，涉及到對計量單位、測量方法、測量設備和測量實驗室的法定規定。

計量工作的主線目的是保障計量單位制度的統一和量值的準確可靠。計量工作具有廣泛的社會性和統一性，從而決定了計量工作必須具有法制性。計量工作的重要特性是受國家計量法律的控制和政府行為的介入。中國的計量法律體系是以《中華人民共和國計量法》為基本法，以及與其配套的計量行政法規、規范、規章所組成的法規體系。依據計量法，我國制定了一整套計量技術法規。計量技術法規涉及國家計量檢定系統表、計量檢定規程和計量技術規范。它們是對的進行量值傳遞、保證測量數據可靠，以及實行計量法制管理的重要依據。計量栓定系統表過去曾稱為國家量值傳遞系統，是用圖文的形式，將實際用于測量工作的計量器具的量值與國家基標準所復現單位量值聯系起來，用以保證工作計量器具的測量準確度和溯源性。其中涉及各級計量標準和測量器具的測量范圍、誤差或不擬定度和檢定方法等。目前，電子計量的栓定系統表有9項，其中時間頻率1項。電子計量國家基準(標準)的不擬定度大都在0.1%~1.0%量級，所以在電子計量檢定系統表中，傳遞等級比其他專業計量的傳遞等級少，一般只有三級，少數參量只有兩級，即工作計量器具直接溯源到國家標準。計量檢定規程是從事計量檢定的法律依據，是對計量器具的計量性能、檢定項目、檢定條件、檢定方法、檢定數據解決、檢定周期等所作的技術規定。目前，電子計量的檢定規程有123項，其中時間頻率26項。計量技術規范是為實行計量法進行計量技術管理的依據和行為準則，是綜合性、基礎性的技術法規。與電子計量有關的計量技術規范重要有：《JJF1001-1998通用計量術語及定義》；《JJG1015-90計量器具定型通用規范》；《JJG1021-90產品質量檢查機構計量認證技術考核規范》；《JJG1022-91計量標準的命名技術規范》；《JJG1027-91測量誤差及數據解決(試行)》；《JJGl033-92計量標準考核規范(試行)》；《JJG1039-93同軸功率計量保證方案術規范(試行)》；《JJG1040-93射頻衰減計量保證方案技術規范(試行)》；《JJFl059-1999測量不擬定度評估與表達》；《JJF1069-2023法定計量檢定機構考核規范》等；此外還制定了14項電子計量的國家計量基準操作技術規范。

法定計量機構涉及計量行政機構和計量技術機構。計量行政機構是代表國家貫徹實行計量法律、法規，并對實行情況依法進行監督的計量行政執法的機構。中華人民共和國成立后，中國政府始終重視法制計量建設。1950年設立度量衡處。1955年成立國家計量局，統一管理全國的計量工作。1988年成立國家技術監督局，1998年改名為國家質量技術監督局，2023年又改名為國家質量監督檢查檢疫總局(屬于國務院直屬的部級局)，負責統一監督管理全國計量工作。根據《中華人民共和國計量法》的規定，中國計量行政機構分為四級：國務院計量行政部門；省、自治州、直轄市計量行政部門；市(地、盟、州)計量行政部門和縣(區、旗)計量行政部門。縣級以上地方計量行政部門對本行政區域內的計量工作實行監督管理。

計量技術機構是從事計量檢定、校準、測試(檢測)及計量科學研究工作的機構。計量技術機構分為法定計量技術機構和一般計量技術機構。前者是指各級計量主管部門依法設立的計量檢定機構；后者是部門和公司事業單位為進行量值傳遞或量值溯源所設立的計量技術機構。法定計量技術機構的任務重要是：負責建立計量基準、標準；進行量值傳遞，執行強制栓定和其他栓定測試任務；起草計量技術法規，并承辦有關計量監督的技術性工作等。中國計量科學研究院(NIM)和國家標準物質研究中心(NRCCRM)是國家法制計量技術機構，此外還建立了華北、華南、西南、西北、東北、華東和中南國家計量測試中心和18個國家專業計量站。各省、自治州、直轄市、市(地、盟、州)和縣(區、旗)都建立了相應的法制計量技術機構。中央各部委、國防科工委系統、總裝備部系統，以及其所屬部門亦相應設立了(一般)計量技術機構。電子計量的國家法定計量技術機構是中國計量科學研究院，省、自治州、直轄市，以及一些市(地、盟、州)的計量技術機構都設立有電子計量專業。國防計量管理條例規定，國防系記錄量機構分為三級管理。國防科工委系統第二計量研究中心是國防系統電子計量的一級計量站，二級站有60余個。原電子工業部在全國各大區設立的5個區域計量站和一些電子專業計量站，屬于國防系統二級電子計量站。信息產業部通信計量中心是我國通信部門一級計量站，下設7個大區二級站，各省市設有三級站，國家廣電總局也設立了廣播電視計量檢測中心。目前我國已形成比較完整的電子計量技術機構體系。

國務院1959年發布的《關于統一計量制度的命令》，擬定國際公(米)制為我國的基本計量單位制，逐步廢除了舊雜制，使我國的計量單位制基本統一。國務院1984年發布的《關于在我國統一實行法定計量單位的命令》規定，我國的計量單位一律采用《中華人民共和國法定計量單位》，亦即采用國際單位制(SI)和國家選定的有關單位。SI以7個物理量為單位基礎，用這7個基本物理量單位和兩個輔助單位組成的導出單位，幾乎涉及了所有領域的計量單位。迄今，除質量單位公斤(公斤，kg)外，長度單位米(m)、時間單位秒(s)、電流單位安[培](A)、熱力學溫度單位開[耳文](K)物質的量單位摩[爾](mol)和發光強度單位坎[德拉](cd)都實現了自然基準。因此我國采用的單位制是比較科學、完善和準確的單位制。

用于計量檢定/校準和檢測的測量方法除了計量檢定規程外，必須是國際標準、我國國家標準、地方、部門和行業標準，以及相應的技術規范、規程、規章中規定的測量方法。

測量設備在計量工作中是指計量器具，涉及國家基準、副基準、工作基準；計量標準(含標準物質)和工作計量器具。國家基準在我國計量法中又稱計量基準，是指用于復現和保存計量單位量值，經國務院計量行政部門批準，作為統一全國量值最高依據的計量器具；國家副基準是通過直接或間接與國家基準比較定值，經國務院計量行政部門批準的計量器具；工作基準是通過直接或間接與國家基準或副基準比較定值，經國務院計量行政部門批準，實際用于栓定計量標準的計量器具。我國電子計量現有時間頻率、射頻電壓、射頻和微波功率、衰減、阻抗、相移、噪聲、場強等近30項國家基準和4項國家工作基準。計量基準具有最高的計量學特性(準確度、復現性、穩定性等)，是一個國家計量科學技術水平的體現，有完善的管理制度，涉及保存、維護、使用制度和操作規范。1987年7月我國發布了《計量基準管理辦法》。計量標準是將計量基準量值逐級傳遞到工作計量器具的一類計量器具。計量標準可以根據需要按不同準確度分為若干等級，用于檢定較低準確度的計量標準和檢定工作計量器具。我國電子計量現有140多項各種計量標準器具，其中時間頻率近30項。計量標準是量值傳遞的中心環節，具有完善的管理制度，1987年7月我國發布了《計量標準考核辦法》，1992年制定了《JJG1033-92計量標準考核規范(試行)》。工作計量器具是指不用于檢定工作的計器具。其含義是，凡能用以直接或間接測出被測對象量值的器具、測量儀器和測量裝置。從法制計量管理角度可將其分為強制栓定工作計量器具和非強制檢定計量工作器具兩類。1987年7月我國發布了《中華人民共和國依法管理的計量器具目錄》(涉及計量標準和工作計量器具)。根據計量法，對用于貿易結算、安全防護、醫療衛生和環境監測方面的列入強制檢定目錄的工作計量器具，實行強制檢定，1987年4月我國發布了《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具檢定管理辦法》。我國電子計量依法管理的計量器具有100多種。

我國對計量技術機構(測量實驗室)有明確的法定規定。計量檢定/校準機構的考核制度就是依據《計量基準管理辦法》、《計量標準考核辦法》、《計量授權管理辦法》、《專業計量站管理辦法》和JJF1069-2023的規定和程序，對從事計量檢定/校準的實驗室基準、標準、設施、人員、環境及管理制度等40項內容進行考核并授權，旨在保證我國單位量值的準確一致。產品質檢機構的計量認證制度是依據JJG1021分兩級對從事產品質量檢查的實驗室進行計量認證并授權。計量認證的認可準則JJG1021是等效采用《ISO/IEC導則25：1990校準和檢查實驗室能力的通用規定》，并充足結合我國國情制定的。考核評審內容為組織機構、儀器設備、檢測工作、人員、環境和工作制度六個方面，計50項。其突出的特點是，從計量溯源性的角度，保證測量結果可以與計量溯源體系銜接。產品質檢機構的審查認可制度是根據我國標準化法和質量法，按照《國家產品質量監督檢查中心審查認可細則》、《產品質檢所驗收細則》或《產品質量監督檢查站審查認可細則》對國家質檢中心或產品質檢所進行評審，并明確授權監督檢查范圍。《國家產品質量監督檢查中心審查認可細則》的重要內容涉及組織機構、人員素質、儀器設備、環境條件、管理手冊和檢查工作等六個方面，計39項。這些認可細則也是等效采用ISO/IEC導則25，結合我國國情制定的。

計量認證是我國政府計量行政主管部門對向社會提供公證數據的技術機構的計量檢定與測試能力、可靠性和公正性所進行的考核和證明。經計量認證考核合格的技術機構，證明其具有為社會提供公證數據的資格，由該機構提供的數據具有法律效力。計量法實行細則規定，為社會提供公證數據的產品質量檢查機構，必須經省級以上政府計量行政部門計量認證。計量認證分強制認證和非強制認證，我國的計量認證是強制性的。隨著計量認證的開展，在其他測量領域中，提高測量結果的可靠性和權威性，我國許多計量測試機構自愿規定計量認證。隨著自愿認證工作的開展，計量認證己擴展到國防科研計量技術機構、能源監測、環境監測、地質分析、電子和通信等領域的計量技術機構。

我國l994年10月成立中國實驗室國家認可委員會(CNACL)，并由國家質量技術監督局授權實行實驗室自愿認可計劃。認可委員會遵循開放性、自愿性、非歧視性的工作方針。其工作目的是：按國際實驗室認可通用準則(即ISO/IEC導則58），建立適合社會主義市場經濟需要的完善的中國實驗室國家認可體系。通過認可委員會的有效活動，提高中國實驗室的管理水平和技術能力，建立良好信譽并不斷提高在國際、國內檢測市場上的競爭能力；參與國際間的實驗室認可的交流和合作活動，逐步實現實驗室認可機構國際間雙邊和多邊的互相認可；逐步實現我國實驗室測量數據、測量結果和校準/檢測證書/報告的國際互認。中國計量科學研究院1999年10簽署了由BIPM(國際計量局)組織的由四十多個國家簽發的《國家計量基(標)準互認和國家計量院簽發校準與測試證書互認協議(MRA)》，根據該互認協議，在雙邊或多邊貿易中，計量院出具的產品校準或測試證書，不必在出口國和進口國分別進行反復校準或測試.中國實驗室國家認可委員會制定的《CNACL201-99實驗室認可準則》等同采用ISO/IEC導則25。同時，ISO/IEC導則25也被等同轉化為我國標準《GB/T15481-1995校準和檢測實驗室能力的通用規定》。ISO/IEC17025是不斷發展的，隨著IS09000質量體系和質量保證迅速發展，也促進了ISO/IEC導則25的改善。1999年由ISO合格評估委員會(CASCO)制訂的國際標準《ISO/IEC170252：1999檢測和校準實驗室能力的通用規定》取代了ISO/IEC導則25。隨著國際標準ISO/IECl7025的實行，中國實驗室國家認可委員會正在制定新的實驗室認可準則。在技術規定方面，ISO/IECl7025與ISO/IEC17025相比，更加強調測量溯源性和對測量結果的不擬定度評估。

9量值傳遞、溯源和比對

計量工作的任務和核心工作是保障計量單位制和單位量值的準確一致。量值傳遞(及其逆過程量值溯源)和比對是實現這一任務的途徑和手段。量值傳遞是通過對計量器具的檢定或校準，將國家基準所復現的計量單位量值通過各等級計量標準傳遞到工作計量器具，以保證對被測對象量值的準確和一致。溯源亦稱溯源性，是通過一條具有規定不擬定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的值可以與規定的參考標準，通常是與國家計量標準或國際計量標準聯系起來的特性。計量法及有關法規、計量檢定系統表、計量檢定規程、計量技術規范等為量值傳遞和量值溯源提供了法制保障和技術文獻支持。

量值傳遞的方式有：(1)用實物標準(基準、標準)按計量檢定系統表逐級周期檢定；(2)發放標準物質和發播標準信號；(3)計量保證方案(MeasurementAssurancePrograms，簡稱MAP)。

逐級周期檢定通常是按計量檢定系統表的規定，將計量器具從使用單位送到國家授權的計量實驗室去檢定或校準，由計量實驗室給出檢定或校準數據，作出被檢或被校計量器具是否合格等結論，并出具檢定/校準證書或報告。對于不便搬運的大型和笨重的被檢或被校計量器具，計量實驗室可以將巡回標準(TravellingStandard)運到申請檢定或校準的單位進行現場栓定或校準。

在理化分析和電離輻射計量中，廣泛應用標準物質(涉及標準方法和標準數據)進行量值傳遞或溯源。在電子計量中，發放具有己知數據的介質樣品、半導體電阻率標準樣片等，廣義地說，也屬于發放標準物質的量值傳遞方式.在時間頻率計量中，可以運用發播標準時間頻率信號進行量值傳遞或溯源。這種量值傳遞方式層次較少、不必運送被檢或被校計量器具。

MAP大體涉及如下三個程序：①量值傳遞程序。一方面由主持實驗室對性能穩定和便于搬運的傳遞標準進行校準，然后送到參與MAP的實驗室作為未知樣品用被檢或被校計量器具進行測量。再后將傳遞標準送回到主持實驗室再次校準，并報告測量數據。②測量過程控制。參與MAP的實驗室選用一個或一組性能穩定的核查標準，用被檢或被校計量器具按規定的測量程序反復進行測量，對測量數據進行記錄分析。并將核查標準的測量數據報告主持實驗室。③主持實驗室對各參與實驗室的傳遞標準和核查標準的測量數據進行記錄分析，并提交檢定或校準證書/報告。

計量保證方案的重要優點是①不僅栓定或校準了被檢或被校計量器具，并且考核了送檢或送校實驗室的測量能力，涉及其測量設備和系統、測量方法、測量環境、檢測人員等，使量值傳遞真正傳遞到現場。②參與實驗室在兩次量值傳遞的較長間隔內定期反復采用核查標準核查，通過記錄方法對實驗室的測量過程進

行連續閉環的質量控制，保證了測量的可靠性。

測量過程控制大體涉及如下程序：①根據測量過程控制量值的量程、反復性和分辨力等技術規定選擇合適的核查標準。核查標準必須具有良好的穩定性。②選擇核查方案。核查方案必須對測量過程所得數據進行全面監測和分析。根據測量過程的物理模型建立數學模型，并擬定記錄分析方法，建立核查數據庫。核查方案應涉及測量原理方框圖；測量不擬定度評估；檢定規程、規范或標準等。③擬定控制圖。控制圖又稱管理圖，可以根據控制圖中所用記錄變量的不同，來擬定不同的控制圖類型。ISO100012-2推薦了對測量過程控制的休哈特(Shewhart）控制圖，涉及平均值控制圖、極差控制圖和標準偏差控制圖。各種控制圖的繪制，一方面必須擬定每次核查時對核查標準的測量次數n，通常取n=3~5。另一方面必須擬定核查標準的測量頻次。核查標準的測量頻次取決于：控制的量值；求保證的限度和測量不擬定度的嚴格限度，目的是充足暴露測量過程中各種影響量的變化。由核查標準測量頻次，可以擬定兩次檢定/校準周期(例如1年）的核查組(次）數m，通常m=6~24(半個月到2個月測量一次）。④建立過程參數。控制圖中的記錄變量，諸如平均值、極差、組內、組間、合成和合并標準差等稱為過程參數。⑤異常值剔除。通常采用格拉布斯準則判斷異常值。異常值必須剔除，不得涉及在測量列中。⑥過程控制的記錄檢查。用t檢查判斷平均值是否受控：用F檢查判斷組間標準差是否受控。⑦擬定控制限。根據國際標準ISO8258中的休哈特控制圖和相關的表格，可擬定平均值控制圖、極差控制圖和標準差控制圖的上下限。控制圖的重要作用是：監測測量數據是否受控；發現失控因素和修正過程參數。

比對是在規定條件下，對相同準確度等級的同類計量基準、計量標準或工作計量器具之間的量值進行比較。比對的目的是①統一國際量值。為了達成國際上量值統一的目的，組織國際比對是有效的途徑。國際比對重要是國際計量委員會（CIPM)所屬的各征詢委員會進行組織。電子計量的國際比對是由CIPM電學征詢委員會射頻工作組(GT-RF）進行組織。例如GT-RF安排了一系列毫米段的國際比對，涉及33，35，45，65，75，94GHz的功率比對；40，70，94GHz波導噪聲溫度比對；R320(WR28）波導的27，35和40GHz的復反射系數(阻抗)和衰減比對；75~110GHz的反射系數比對；毫米波喇叭天線增益以及100GHz以上的毫米波和亞毫米波參量的國際比對等。②旁證不擬定度。例如2023年中國計量科學研究院研制成0.01~18GHz同軸(7mm）微量熱計小功率國家基準時，為驗證其測量不擬定度評估的可靠性。分別與1970年代和1980年代研制的同軸(14mm）量熱計和2cm波導微量熱計小功率國家基準進行了比對。比對結果的一致性證明，我國在該頻段上的微波小功率量值是準確可靠的，其測量不擬定度評估是可信的。③臨時統一量值。例如一些科技前沿領域所需的電子測量，在既無國際標準也無國家標準的情況下。比對是使測量結果量值一致的重要手段。

10測量不擬定度和測量數據解決

通過實際測量獲得被測量的測量數據后，通常需要對這些數據進行計算、分析、整理，有時還要將數據歸納成相應的表達式或繪制成表格、曲線等等。亦即要進行數據解決，然后給出測量結果。給出測量結果的同時。必須給出其測量不擬定度和單位。測量不擬定度表白了測量結果的質量，質量愈高不擬定度愈小，測量結果的使用價值愈高；質量愈差不擬定度愈大，使用價值愈低。在計量測試工作中，不知道不擬定度的測量結果不具有使用價值。從市場經濟價值觀點來審閱測量運作，提供測量不擬定度的測量活動無疑是一個高增值過程。例如，一個微波單片集成電路，其芯片價值為1元，封裝之后增值到10元，對其性能和技術指標進行測試之后，將至少增值到100元.又例如Wein-schelEngineeringModel1100系列功率傳遞標準，假如校準因子由W.E公司提供，其售價大約為$7，000~$10，000。假如用戶希望獲得更小測量不擬定度的校準因子，W.E.公司聲稱，可以由NIST校準提供校準因子數值，但每個頻率點增長售價$1，000。

過去人們評估測量結果的可信限度或質量是以誤差理論為依據。1960年代開始提出用測量不擬定度來說明測量結果的質量。隨后，不擬定度這個術語逐漸在測量領域內被廣泛應用，但表述方法各不相同。為了統一表述方法，l970~1990年代一些國際組織和有關國家計量院通過廣泛征求計量專家學者的意見和長期反復的討論，在國際計量委員會(CIPM）INC-1(1980)、CI-1981和CI-1986建議書的基礎上，于1993年以ISO(國際標準化組織）、IEC(國際電工委員會)、BIPM(國際計量局)、OIML(國際法制計量組織)、IUPAC(國際理論與應用化學聯合會）、IUPAP(國際理論與應用物理聯合會）和IFCC(國際臨床化學聯合會）7個國際組織的名義正式由ISO出版發行了《測量不擬定度表達指南》(GUM），1995年又作了修訂和重印(GuidetoExpressionofUncertaintyinMeasurementCorrectedandReprinted，1955，ISO).GUM的約定規則使不同國家、不同地區、不同學科和不同領域，在表達測量結果及其不擬定度時具有一致的含義.在市場經濟全球化的今天，GUM在測量數據和測量結果的國際互比互認、科技交流、國際貿易等各個方面將起到重要的作用.我國計量技術規范《JJF1059-1999測量不擬定度評估與表達》等同采用GUM。

現在，國內外計量測試學界已達成共識，將逐步采用測量不擬定度代替測量誤差和準確度表達測量結果，但是誤差(以及相對誤差)的概念并未(并且也不會）廢除，仍然在計量測試中廣泛使用，只但是不再用以表達測量結果。

測量結果的不擬定度是測量過程中來自于測量設備、測量方法、被測對象、環境、人員等所有的不擬定度因素的集合，這些因素形成測量結果的若干不擬定度分量。不擬定度分量分為兩大類：用記錄方法評估的不擬定度稱為A類評估不擬定度；用非記錄方法評估的不擬定度稱為B類評估不擬定度。A類評估不擬定度分量由反復觀測列計算得到，其方差估計值記作u2，即記錄方差(2的估計值s2，u2的正平方根u就是估計標準差s，稱為A類評估標準不擬定度，用uA表達，其概率分布通常服從正態分布。B類評估不擬定度分量的估計方差u2根據被測量的有關信息評估，其估計標準差u稱為B類評估標準不擬定度，用uB表達。B類評估信息來源于：以前的觀測數據;對有關技術資料和測量儀器特性的了解和經驗;制造廠商提供的技術文獻；校準證書/報告、檢定證書/報告或其他文獻提供的數據、準確度的等級或級別，涉及目前暫在使用中的極限誤差等;手冊或資料給出的參考數據及其不擬定度；規定實驗方法的國家標準或類似技術文獻中給出的反復性限r或復現性限R等等。B類評估標準不擬定度的先驗概率分布由評估人員的理論和實際經驗來擬定。所以，A類和B類不擬定度評估只是表達兩種不同的評估方法，不存在本質上的區別，它們都是基于概率分布，并都用方差或標準差表征。B類評估不擬定度既也許來源于系統誤差亦也許來源于隨機誤差，例如微波高功率測量系統，由于功率耗散引起微波衰減器自身的溫升，導致在不同耗散功率電平下衰減量變化引人的不擬定度分量，其數值可以直接引用生產廠家給出的溫度系數值計算給出；但是在精密測量中，大都采用記錄方法，用實驗測量來擬定該不擬定度分量。通常A類評估比B類評估更為客觀，并具有記錄學的嚴密性。原則上，所有不擬定度分量都可用A類評估，但是，這有時會增長很大的工作量。擬定了各個標準不擬定度分量之后，可采用方差協方差法、方和根法或線性求和法進行合成，給出合成標準不擬定度uC。合成標準不擬定度通常只用于置信概率(置信水準）p(68%。為使其更可靠，應加大置信概