JJF1758—20191低頻移相器及相位發生器校準規范1范圍本規范適用于頻率在1Hz~100kHz范圍內的低頻移相器、相位發生器的校準。2概述低頻移相器是通過移相網絡使輸出信號相對于輸入信號具有一定的相位差。相位發生器作為一種雙通道信號發生器,可同時輸出兩路相位差精確可調的同頻率信號,且每路的輸出幅度可獨立調節。低頻移相器及相位發生器主要用于自動控制系統、無線電導航測距和定位系統,也可以作為相位標準對頻率響應分析儀、低頻相位計等相位測量設備進行校準。3計量特性3.1輸出頻率頻率范圍:1Hz~100kHz;最大允許誤差:±1×10-4。3.2輸出正弦波幅度幅度范圍:50mV~10V;最大允許誤差:±(0.5%~2%)(10Hz~100kHz)。3.3輸出正弦波總諧波失真范圍:0.01%~0.3%。3.4輸出相移頻率范圍:1Hz~100kHz;相移范圍:0°~360°;最大允許誤差:±(0.02°~0.2°)(低頻移相器);±(0.01°~0.5°)(相位發生器)。注:以上技術指標不作合格性判別,僅提供參考。4校準條件4.1環境條件a)環境溫度:23℃±5℃;b)相對濕度:≤80%;c)電源要求:電壓(220V±11V),頻率(50Hz±1Hz);d)其他:周圍無影響儀器正常工作的機械振動和電磁干擾。4.2測量標準及其他設備4.2.1通用計數器JJF1758—20192頻率范圍:1Hz~100kHz;最大允許誤差:±1×10-5。4.2.2數字多用表a)頻率范圍:10Hz~100kHz;b)交流電壓測量范圍:10mV~10V;最大允許誤差:±(0.1%~0.5%)。4.2.3失真度測量儀a)頻率范圍:20Hz~100kHz;b)失真度測量范圍:0.01%~30%;最大允許誤差:±(1dB~2.5dB),即[±(12%~33%)](相對值)。4.2.4低頻信號發生器a)頻率范圍:1Hz~100kHz;最大允許誤差:±5×10-5;b)幅度范圍:1mV~10V;最大允許誤差:±2%;c)總諧波失真:≤0.03%。4.2.5低頻相位計a)頻率范圍:1Hz~100kHz;b)相移范圍:0°~360°;分辨力:0.001°;相位增量最大允許誤差:±(0.005°~0.02°)。4.2.6示波器帶寬:100MHz。5校準項目和校準方法5.1校準項目低頻移相器及相位發生器校準項目見表1。表1低頻移相器及相位發生器校準項目表序號校準項目名稱條款低頻移相器相位發生器1外觀及功能性檢查5.2++2輸出頻率5.3+3輸出正弦波幅度5.4+4輸出正弦波總諧波失真5.5+5輸出相移5.6++JJF1758—201935.2外觀及功能性檢查a)被校儀器各開關、按鍵等調節正常,應無影響儀器正常工作的機械損傷;各種必要的附件和文件應齊全;b)按說明書規定的預熱時間進行預熱,預熱后應工作正常;有自檢功能的,應能通過自檢;沒有自檢功能的,應通過示波器對輸出波形進行檢查,將上述檢查結果記入附錄A表A.1中。5.3輸出頻率a)按圖1連接儀器;圖1低頻相位發生器輸出頻率校準框圖b)設置被校相位發生器輸出頻率和幅度(一般為1V),直流偏置置零;c)讀取通用計數器頻率測量值,并記入附錄A表A.2中;d)改變被校相位發生器輸出頻率,重復步驟c),直至完成所有頻率點的校準。5.4輸出正弦波幅度a)按圖2連接儀器;圖2相位發生器輸出正弦波幅度校準框圖b)設置被校相位發生器輸出頻率和幅度,直流偏置置零;c)讀取數字多用表交流電壓測量值,并記入附錄A表A.3中;d)改變被校相位發生器輸出幅度,重復步驟c),直至完成該頻率下參考相位輸出端幅度測量點的校準;e)改變被校相位發生器輸出頻率,重復步驟b)~d),直至完成參考相位輸出端正弦波幅度的校準;f)將被校相位發生器可變相位輸出連接至數字多用表,重復步驟b)~e),直至完成可變相位輸出端正弦波幅度的校準。5.5輸出正弦波總諧波失真a)按圖3連接儀器;圖3相位發生器輸出正弦波總諧波失真校準框圖b)設置被校相位發生器輸出頻率和幅度(一般為1V),直流偏置置零;JJF1758—20194c)讀取失真度測量儀測量值,并記入附錄A表A.4中;d)改變被校相位發生器輸出頻率,重復步驟b)~c),直至完成參考相位輸出端正弦波總諧波失真的校準;e)將被校相位發生器可變相位輸出連接至失真度測量儀,重復步驟b)~d),直至完成可變相位輸出端正弦波總諧波失真的校準。5.6輸出相移5.6.1低頻移相器a)在被校低頻移相器工作頻率范圍內選取頻率點;b)在0°~360°范圍內選取被校移相角(移相角應擇30°);c)按圖4a)連接儀器;a)低頻相位計相位零點校準b)無參考相位輸出的低頻移相器c)有參考相位輸出的低頻移相器圖4低頻移相器輸出相移校準框圖d)設置低頻信號發生器正弦波輸出頻率和幅度(一般為1V);e)對低頻相位計進行相位零點校準,記錄相位零點測量值Φ0;f)按圖4b)或c)連接儀器;g)待低頻相位計讀數穩定后,記錄測量值Φi,按公式(1)計算輸出相移ΔΦi,并記入附錄A表A.5中;ΔΦi=Φi-Φ0(1)JJF1758—20195式中:ΔΦi—被校低頻移相器輸出相移測量值,(°);Φi—低頻相位計示值,(°);Φ0—低頻相位計相位零點偏移,(°)。h)改變被校低頻移相器移相角,重復步驟g),直至完成該頻率下輸出相移的校準;i)改變被校低頻移相器工作頻率和低頻信號發生器輸出頻率,重復步驟c)~h),直至完成被校低頻移相器輸出相移的校準。5.6.2相位發生器a)在被校相位發生器工作頻率范圍內選取頻率點;b)在0°~360°范圍內選取被校移相角(移相角擇30°);c)按圖5a)連接儀器;d)設置被校相位發生器輸出頻率和幅度,輸出相位置于0°;e)對低頻相位計進行相位零點校準,讀取相位零點測量值φ0;a)b)圖5低頻相位發生器輸出相移校準框圖f)按圖5b)連接儀器;g)待低頻相位計讀數穩定后,記錄測量值φi,按公式(2)計算輸出相移Δφi,并記入附錄A表A.6中;Δφi=φi-φ0(2)式中:Δφi—被校相位發生器輸出相移測量值,(°);φi—低頻相位計示值,(°);φ0—低頻相位計相位零點偏移,(°)。h)改變被校相位發生器輸出相移,重復步驟g),直至完成該頻率下輸出相移的校準;i)改變被校相位發生器輸出頻率,重復步驟c)~h),直至完成被校相位發生器輸出相移的校準。注:低頻相位計相位零點校準中,盡量縮短信號輸出端至三通的距離,且三通的兩輸出端至低JJF1758—20196頻相位計的兩輸入端的線纜應盡量等長。6校準結果表達低頻移相器及相位發生器校準后,出具校準證書。校準證書至少應包含以下信息:a)標題:“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;h)如果與校準結果的有效性應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準所依據的技術規范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環境的描述;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)對校準規范的偏離的說明;n)校準證書簽發人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的說明;p)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。7復校時間間隔復校時間間隔由用戶根據使用情況自行確定,推薦為1年。JJF1758—20197附錄A原始記錄格式表A.1外觀及功能性檢查檢查項目結果外觀輸出波形表A.2輸出頻率標稱值測量值U(k=2)100kHz?1kHz?1Hz表A.3輸出正弦波幅度頻率:標稱值/V參考相位輸出可變相位輸出測量值/VU(k=2)測量值/VU(k=2)10?1?0.05表A.4輸出正弦波總諧波失真頻率參考相位輸出可變相位輸出測量值U(k=2)測量值U(k=2)20Hz?1kHz?100kHz8表A.5輸出相移(低頻移相器)頻率:標稱值ΦiΦ0ΔΦiU(k=2)0°?90°?180°?270°?330°表A.6輸出相移(相位發生器)頻率:標稱值φiφ0ΔφiU(k=2)0°?90°?180°?270°?330°9附錄B校準證書內頁格式表B.1外觀及功能性檢查檢查項目結果外觀輸出波形表B.2輸出頻率標稱值測量值U(k=2)表B.3輸出正弦波幅度頻率:標稱值參考相位輸出可變相位輸出測量值U(k=2)測量值U(k=2)表B.4輸出正弦波總諧波失真頻率參考相位輸出可變相位輸出測量值U(k=2)測量值U(k=2)10表B.5輸出相移頻率:標稱值測量值U(k=2)JJF1758—201911附錄C主要項目校準結果不確定度評定示例C.1輸出相移校準不確定度評定C.1.1測量模型采用直接測量的測量模型為y=?+Δ(C.1)式中:?—低頻相位計讀數值;Δ—低頻相位計示值誤差。C.1.2不確定度來源a)低頻相位計相位測量不準引入的不確定度u1(?);b)低頻相位計相位測量分辨力引入的不確定度u2(?);c)測量重復性引入的不確定度u3。C.1.3標準不確定度分量評定a)低頻相位計相位測量不準引入的不確定度低頻相位計相位測量不準引入的不確定度按B類方法評定。取區間半寬度a=0.005°,按均勻分布,包含因子k=3,由此引入的標準不確定度分量為u1(?)=a/k=0.005°/3=0.0029°(C.2)b)低頻相位計相位測量分辨力引入的不確定度低頻相位計相位測量分辨力引入的不確定度按B類方法評定。低頻相位計分辨力為0.001°,取區間半寬度a=0.0005°,按均勻分布,包含因子k=3,由此引入的標準不確定度分量為u2(?)=a/k=0.0005°/3=0.00029°(C.3)c)測量重復性引入的不確定度測量重復性引入的不確定度按A類方法評定。用低頻相位計分別對低頻移相器和相位發生器在1kHz下輸出相移10°獨立測量10次,按貝塞爾公式(C.4)計算其實驗標準偏差。Sn(y)=重復性實驗數據見表C.1。 (yi-y)2(C.4)JJF1758—201912表C.1重復性實驗數據單位:(°)測量次數儀器類型低頻移相器低頻相位發生器129.90929.989229.90829.991329.91129.989429.91229.990529.90629.991629.90729.990729.90529.992829.90429.99