JJG 278-2002 示波器校准仪检定规程.pdf
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1、ZTZIG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 278-2002 示波器校准仪Oscillcope Calibrator 2002 - 11 -04发布2003 - 05 -04实施国家质量监督检验检痊总局发布JJG 278- 2002 示波器校准仪检定规程Verification Regulation of Oscilloscope Calibrator ; JJG278-2002 :代替JJG278-1981 6 本规程经国家质量监督检验检疫总局于2002年11月04日批准,并自2003年05月04日起施行。归口单位:全国无线电计量技术委员会主要起草单位:河南省计量测试研究所中国计量科学
2、研究院参加起草单位:洛阳光电技术发展中心本规程委托全国无线电计量技术委员会负责解释JJG 278-22 本规程主要起草人:杜建国(河南省计量测试研究所)郁月华(中国计量科学研究院)参加起草人:赵自文(洛阳光电技术发展中心)崔广新(河南省计量测试研究所)阙秋杭(FLUKE公司驻北京办事处)JJG 278-2002 目录l22345 111111122224 法方压二电法准方校定波检方压定电检出口出口出uuu定法准仪俞输输u检方沿源出器川续定校较式波比格号输生后检理求降信器发求制和及处时琅琅叮叮咂仔翩翩姓服服剧精膛航耕阳叮叮酬刷刷创性准升标带形冲量流技器次定如定定校脉检围述量校上时宽波脉测电用量首
3、检检检检ABC范概计12345678通计12345录-ii123311111114533333附附附.JJG 278- 2002 示波器校准仪检定规程1 范围本规程适用于示波器校准仪的首次检定和后续检定。2 概述示波器校准仪(以下简称校准仪)是一种脉冲波形类多参数综合性电子计量标准仪器,它由正、负直流电压,矩形脉冲,尖脉冲,稳幅正弦波和快沿脉冲及电流源等电路组成。具有频带宽,校准参数多,脉冲输出上升沿极快等特点。可用来校准示波器的主要技术指标。3 计量性能要求3. 1 校准电压直流输出范围及最大允许误差:lMO: (0-土200)V,士(0.025%输出+25V) ; 500: (0 - :t
4、 5) v,主(0.025%输出+25V)。方波输出范围及最大允许误差:lMO:士(lmV- 200V) ,士(0.05%输出+5V); 500:士(1mV - 5V) ,土(0.25%输出+40mV); 频率:10Hz -100kHz。3.2 上升(下降)沿输出上升(下降)时间:75ps -1ns。波形畸变:土5%。频率范围及最大允许误差:1kHz -10MHz,士3x1O-7。占空比:10% - 90 %。3.3 时标输出范围及最大允许误差:0.5ns-5s, :t3x1O-7。3 .4 宽带稳幅信号源输出幅度范围及最大允许误差:5mV - 5.5V (峰峰值),士(2%-6%)输出(分频
5、段计算)。频率范围及最大允许误差:0.1Hz - 3.2GHz , :t 3 x 10-7。幅度平坦度:t ( 1.5% -6%)输出(分频段计算)。JJG 278-22 3.5 波形发出器输出波形:正弦、方波、三角;幅度范围及最大允许误差:lMO: 2mV - 50V (峰峰值),土(3%输出+100V) ; 500: 2mV - 2.5V (峰峰值),士(3%输出+100V) ; 三角波线性度:f: O.l% (10Hz-10kHz)。3.6 脉冲宽度发生器输出脉宽范围及最大允许误差:4ns -5ns,土(5%输出+5ps)。周期范围及最大允许误差:20ms -200ns,土3X 10-7
6、输出。3.7 测量功能电阻范围及最大允许误差:40 - 600, 5kO - 1. 5MO; :f: 0.1 %输入。电容范围及最大允许误差:(5 - 50) pF,土5%输入。直流电压范围及最大允许误差:0- lOV, :f: (0.25%输入+lOmV)。3.8 电流输出范围及最大允许误差:直流:88A - 111 mA , :f: ( 0 . 25 %输出+0.5A) ; 方波:88A-111mA, :f: (0.25%输出+0.5A) ; 频率:10Hz -1kHz。被测校准仪的技术指标应以使用说明书中给出的技术指标为准。4 通用技术要求校准仪外观应无缺陷,不应有影响正常工作的机械损伤
7、;输人、输出插座应牢固;按键操作方便,灵活可靠;显示清晰完整。校准仪应具有永久性生产厂名(或图标)、出厂编号等标识;应符合相应法制管理要求。校准仪开机后各项功能应正常工作,或开机自检通过,输出正常。5 计量器具控制5.1 首次检定和后续检定2 首次检定是对用户新购置或制造商新生产的示波器校准仪进行的检定。首次检定和后续检定的检定项目见表10JJG 278-22 表1检定项目首次检定直流校准电压+ 方波校准电压+ 脉冲快沿及畸变+ 快沿脉冲占宅比及频率+ 时标+ 稳幅信号幅度+ 稳幅信号频率+ 稳幅信号谐波+ 波形发生器幅度+ 波形发生器频率+ 波形发生器直流偏置+ 波形发生器线性度+ 脉冲发生
8、器周期+ 脉冲发生器脉冲宽度+ 直流电压测量+ 阻抗测量+ 电流输出+ 触发信号+ 5.2 检定条件5.2.1 环境条件5.2. 1. 1 温度:(20:t5)C。5.2. 1. 2 相对湿度:30% -80%。5.2. 1. 3 电源:220 (1 :t 5 %) V, ( 50 :t 1) Hz。5.2. 1.4 元影响正常工作的振动和强电场、磁场。5.2.2 检定用设备5.2.2.1 计数器功能:频率、时间间隔、计数;频率测量范围:0.lHz-5GHz; 时间间隔测量范围:1 ns - lOs; 最大允许误差(或准确度):3 X 10 -8; 分辨力:9位/s。5.2.2.2 (高速)取
9、样数字多用表直流电压范围及最大允许误差:0-1000V,士0.005%输入。交流电压范围及最大允许误差:o -700V,土0.01%输入。频率范围:20Hz -lMHz。后续检定+ + + + + + + + + + + + + + + + 3 JJG 278-2例2采样速率:0 -100kHz。电阻测量范围及最大允许误差:50, -1.5MO土0.02%输入。5.2.2.3 示波器带宽:DC - 20GHz (上升时间应小于被测信号上升时间的三分之一)。最大允许误差:Y轴:t5%,X轴土0.02%。5.2.2.4 衰减器频率范围:DC -20GHz。衰减:3dB , 10dB , 20dB。
10、5 .2.2.5 高频电压表(或功率计)测量最大允许误差:t (0.5% -2%)输入。频率范围:O. lHz -5GHz。幅度平坦度:士(0.5%-2%)输出(分段计算)。5.2.2.6 频谱分析仪频率范围及最大允许误差:0.01MHz - 15GHz , X轴:t0.05%输入。幅度范围及最大允许误差:( - 60 - 20) dB , Y轴:t5%输入。5 .2.2.7 线性度测试仪范围及最大允许误差:0.01% -10% , :tO.l%输入。5 .2 .2.8 电压校准仪电压输出范围及最大允许误差:DC: lOmV - 200V , :t 0.02%输出。5.2.2.9 (己校准瓷片
11、)电容容量及最大允许误差:15pF - 60pF (3支-5支),:t 2%标称值。5.2.2.10 (已校准)精密电阻阻值及最大允许误差:400 500., 600., 600ko., 1Mo. , 1.5Mo.;土0.025%输出。5.2.2.11 检定用标准仪器可采用其他等效测量设备,其最大允许误差绝对值与被测量最大允许误差绝对值的比应不大于的二分之一,测量范围应能覆盖被测参数变化范围。5.3 检定项目及检定方法5.3.1 外观及工作正常性检查5 .3. 1. 1 外观检查被检校准仪外观应符合本规程第4章要求。5.3. 1.2 工作正常性检查被检校准仪按规定时间预热后,检查各功能应正常。
12、4 JJG 278-22 5.3.2 直流校准电压的检定5.3.2.1 按图1连接仪器,负载电阻选lMO。校准仪置直流校准电压,输出电阻与所连负载电阻相同,输出幅度置正最小。取样数字多用表置DCV功能,量程置适当位置。依次将校准仪的输出按1,2 , 5步进由小到大改变,逐点进行测量。读取数字电压表的测量结果,记人附录C表C.l一1。按式(1)计算误差仇。8 = Ux - Us -v - Us 、,唱且,E、式中:Ux一一校准仪示值;Us一一实际值。输出校准仪取样数字多用表输入图1直流电压的检定改变校准仪的输出电压方向为负,依次逐点测量负向电压输出。结果记人附录C表C.l-1。按式(1)计算误差
13、。5.3.2.2 按图l连接仪器,负载电阻选500,按5.3.2.1条操作,测量500负载的直流电压输出,结果记人表C.l一2,按式(1)计算误差。5.3.2.3 有倍乘选择的校准仪应分别在输出幅度的最大值上对各倍乘挡进行倍乘倍数的检定。结果记人附录C表C.4。按式(1)计算误差。5.3.2.4 偏差示值检测:按图l连接仪器,负载电阻选lMo,校准仪置直流校准电压1 V输出,选择相应的偏差范围,并启动偏差调节功能,调节偏差控制旋钮分别使偏差示值指示在偏差范围的各整数点,读取取样数字多用表的测量结果,记入附录C表C.3,按式(1)计算误差。5.3.3 方波校准电压的检定5.3.3.1 按图2连接
14、仪器,负载电阻选lMO。校准仪置方波校准电压功能,频率置1kHz ,输出电阻与所连负载电阻相同,输出幅度置最小。取样数字多用表置DCV,采样测量功能,量程置自动。积分周期(NPLC)置0.01。依次设置相应的采样延迟时间(0.0012s,0.0007s),分别测量方波校准电压的底部和顶部电压值。将校准仪的输出按1,2, 5步进由小到大改变逐点进行测量。读取取样数字多用表测量结果,记入附录C表C.2。按式(2)计算方波校准电压误差8FB。8. = Ux一(UFg - UFd) -F -( U Fg - U Fd ) (2) 式中:Ux一一校准仪示值;5 Urg一一方波顶部电压实际值;UFd一一方
15、波底部电压实际值。校准仪触发输出JJG 278- 2002 取样数字多剧表输入触发图2方波校准电压的检定5 .3.3.2 负载电阻选50.n,按5.3.3.1条操作50.n负载下方波校准电压输出。5.3.3.3 有倍乘选择的校准仪应分别在输出幅度的最大值对各倍乘挡进行倍乘倍数的检定。结果记人附录C表C.4。按式(2)计算方波校准电压误差。5.3.4 脉冲快沿及波形畸变的检定5.3.4.1 脉冲快沿:仪器连接如图3。校准仪的快沿脉冲输出按使用说明书要求与示波器输入匹配相连,校准仪的同步信号接示波器外触发输入端。校准仪置上升沿(或下降沿),输出幅度置lV,频率置lMHz(或1kHz)。调节示波器的
16、输入衰减,使被测信号占屏幕垂直刻度的80%,调节示波器扫描速度应使其上升(下降)时间不小于水平3个刻度(格),调节示波器的同步功能和取样密度控制,使被测波形清晰稳定地显示在屏幕上,读取屏幕中被测信号上升(下降)沿10%-90%部分对应的时间间隔,结果记人附录C表C.5。校准仪JT波器触发输出输入触发图3快沿脉冲的检定改变校准仪快沿脉冲输出幅度到高点和低点分别按上述步骤进行。5.3.4.2 改变校准仪的快沿方向,重复5.3.4.1条操作,测量出下降沿的下降时间。5.3.4.3 波形畸变:按5.3.4.1条测量连接和状态,调节示波器的输入衰减,使被测信号占屏幕垂直刻度的80%,调节示波器扫描速度应
17、使一个完整脉冲宽度占屏幕水平刻度的二分之一以上。以稳定后幅度A为参考(如图4),从上升沿的最高端至波形稳定后的幅度变化和b其值不得大于说明书指标规定值。结果记入附录C表C.5。注:周期检定的校准仪可只在中间频率点上进行上升沿和上升沿波形畸变项目的检定。6 JJG 278- 2002 5.3.5 快沿脉冲占空比及重复频率的检定5.3.5.1 占空比:按图3连接仪器。校准仪置上升沿功能,输出幅度置1Y ,频率分别置高、中、低三点,调节示波器的输入衰减,使被测信号占屏幕垂直刻度的80% ,调节示波器扫描速度应使快沿脉冲的一个完整周期的波形占屏幕水平刻度的二分之一以上,调节示波器的同步功能和取样密度控
18、制,使被测波形清晰稳定地显示在屏幕上,1卖取屏幕中被测信号脉冲幅度50%处时间宽度t1和脉冲周期T,结果记人附录C表C.5。按式(3)计算占空比0。=与(3) 。共一+图4波形畸变5.3.5.2 重复频率:按图5连接仪器。校准仪置上升沿功能,输出幅度置IY, 频率分别置高、中、低三点。计数器置频率测量功能,触发方式置上升沿、自动(或0.5Y),桐合方式交流。读取计数器测量结果,记入附录C表C.5。按式(4)计算误差。校准仪输:lJ式中:一一校准仪示值;一一实际值。图5频率的检定 fx - fc - -Vf -J.也计数器输入5.3.5.3 周期检定的校准仪可只在中间频率点上进行占空比项目检定。
19、5.3.6 时标的检定(4) 5.3.6.1 按图5连接仪器。校准仪置时标功能,输出幅度置1Y。计数器置周期测量功能,触发方式置上升沿、自动(或O.5V),藕合方式交流。将校准仪时标按1,2 , 5步进逐点改变输出,读取计数器测量结果,记人附录C表C.6。按式(4)计算误差。5.3.6.2 有倍乘选择的校准仪应分别在输出频率的最大值上对各时标倍乘挡进行倍乘JJG 278-2例2倍数的检定,结果记人附录C表C.8。按式(4)计算误差。5.3.6.3 偏差示值:按图5连接仪器,负载电阻选1Mo.,校准仪置时标输出,输出幅度1Y ,选择相应的偏差范围,并启动偏差调节功能,调节偏差控制旋钮分别使偏差示
20、值指示在偏差范围的各整数点,读取计数器的测量结果,记人附录C表C.7o按式(4)计算误差。5.3.7 稳幅正弦信号幅度的检定5.3.7.1 幅度:按图1连接仪器。负载电阻选500,。校准仪置稳幅正弦信号方式,输出频率置50kHz,取样数字多用表置ACY功能,量程自动。调节校准仪输出幅度按1,2 , 5步进逐点输出,读取取样数字多用表测量结果,按式(7)转换后记人附录C表C.ll。按式(1)计算误差。5.3.7.2平坦度:按图6连接仪器。负载电阻为500,0校准仪置稳幅正弦信号方式,高频电压表(功率计)量程自动(或与校准仪输出对应)。校准仪输出幅度分别置高、中、低三点,每一电压点的输出频率从低到
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