光纖色散測試儀校準(zhǔn)規(guī)范

1光纖色散測試儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于光纖色散測試儀的校準(zhǔn)。光纖色散測試儀的型式評價(jià)中有關(guān)計(jì)量性能的要求，參照本規(guī)范執(zhí)行。2引用文獻(xiàn)JJF1071—2000《國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》GB/T15972.4—1998《光纖總規(guī)范第4部分：傳輸特性和光學(xué)特性試驗(yàn)方法》JJG(YD)060—2002《光纖色散分析儀檢定規(guī)程》使用本規(guī)范時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3.1零色散波長(zerodispersionwavelength)色散為零的波長，用單位nm表示。3.2色散系數(shù)(dispersioncoefficient)每單位光纖長度的色散，用單位ps/(nm·km)表示。L——光纖長度，km。3.3零色散波長斜率(slopeofthezerodispersionwavelength)在零色散波長處，色散系數(shù)對波長曲線的斜率值，用單位ps/(nm2·km)表示。光纖色散是光纖傳輸特性之一，是由于不同波長和不同模式的光在光纖中傳播的群速度不同而引起的光信號的時(shí)延差。單模光纖中主要是材料色散和波導(dǎo)色散，材料色散和波導(dǎo)色散的綜合效應(yīng)稱為色度色散(以下簡稱色散)。光纖色散測試儀是用于測量光纖色散的儀器，主要測量光纖的零色散波長、零色散波長斜率。測量方法為相移法。原理示意圖見圖1。25.1測量范圍測量范圍為：(1270～1350)nm,(1460～1630)nm。零色散波長：0.50nm;色散系數(shù)：0.20ps/(nm·km)。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.2校準(zhǔn)期間內(nèi)溫度最大變化：±1℃。6.1.4實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持環(huán)境整潔。周圍應(yīng)無劇烈震動(dòng)、強(qiáng)電磁和電流等干擾，并避免陽光直射。測量時(shí)保持端面潔凈。6.1.5光纖色散測試儀輸人/出端口的連接，建議采用FC型光纖連接器。6.2.1色散標(biāo)準(zhǔn)光纖b)測量范圍：(1270～1350)nm,(1460～1630)nm;d)零色散波長的擴(kuò)展不確定度：0.10nm(k=2);e)零色散波長斜率的擴(kuò)展不確定度：0.0030ps/(nm2·km)(k=2);g)色散標(biāo)準(zhǔn)光纖的制備：色散標(biāo)準(zhǔn)光纖的兩端，建議采用FC型光纖活動(dòng)連接線(通過融接),光纖連接線的長度為每端1m左右。標(biāo)準(zhǔn)光纖儲存在溫濕度控制良好的3a)類型：建議采用FC型；7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見表1。校準(zhǔn)項(xiàng)目首次校準(zhǔn)后續(xù)校準(zhǔn)使用中校準(zhǔn)外觀檢查十+十零色散波長示值十十十零色散波長斜率示值+十十色散系數(shù)示值+++通過目視和手動(dòng)結(jié)合的方法檢查，光纖色散測試儀上應(yīng)有制造廠名(或廠標(biāo))、型b)將參考測量用的光纖連接線，兩端分別接入光纖色散測試儀的輸出端和輸入端，見圖2。c)按規(guī)定(溯源時(shí)得到的)設(shè)置折射率及各測量所需的設(shè)置值，進(jìn)行色散和長度d)參考測量結(jié)束后，取下參考測量用的光纖連接線，將色散標(biāo)準(zhǔn)光纖兩端的FC型光纖連接線，接入光纖色散測試儀的輸出端和輸人端，見圖3,保持設(shè)置狀態(tài)不變，重復(fù)測量n次，建議n≥6,測量結(jié)果記為d?,d?,…,dn。e)示值誤差測量平均值D按公式(3)計(jì)算求出：示值誤差=平均值一標(biāo)稱值f)測量不確定度測量不確定度，按附錄C的方法進(jìn)行評定。g)計(jì)算結(jié)果和測量不確定度均填入校準(zhǔn)記錄表(參見附錄A)。7.2.3零色散波長斜率校準(zhǔn)方法和數(shù)據(jù)處理及不確定度評定參照7.2.2零色散波長進(jìn)行。7.2.4色散系數(shù)校準(zhǔn)方法和數(shù)據(jù)處理及不確定度評定參照7.2.2零色散波長進(jìn)行。8校準(zhǔn)結(jié)果及處理根據(jù)校準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果記錄于附錄A中的相應(yīng)表格中。9復(fù)校時(shí)間間隔建議光纖色散測試儀的復(fù)校時(shí)間間隔為1年。送檢單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決5附錄A校準(zhǔn)原始記錄格式環(huán)境溫度℃被校儀器型號名稱相對濕度%被校儀器制造單位儀器編號校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)地點(diǎn)被校儀器校準(zhǔn)設(shè)備型號名稱證書有效期證書編號1零色散波長標(biāo)稱值示值誤差擴(kuò)展不確定度2零色散波長斜率單位ps/(nm2·km)標(biāo)稱值示值誤差擴(kuò)展不確定度3色散系數(shù)單位ps/(nm·km)標(biāo)稱值示值誤差擴(kuò)展不確定度校準(zhǔn)/日期：6校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式標(biāo)稱值示值誤差標(biāo)稱值示值誤差3.色散系數(shù)[ps/(nm·k標(biāo)稱值平均值示值誤差7測量不確定度評定實(shí)例選用一臺CD400光纖色散測試儀，對校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度做評定實(shí)例分析。環(huán)境溫度為23℃,相對濕度為60%,校準(zhǔn)過程約10min,校準(zhǔn)期間溫度變化C.1零色散波長C.1.1數(shù)學(xué)模型y=z?C.1.2不確定度來源分析光纖色散測試儀零色散波長的測量不確定度，其主要來源包括：被校儀器的測量重復(fù)性引入的不確定度分量ua;標(biāo)準(zhǔn)光纖零色散波長的溫度變化率為+0.03nm/℃,由溫度測量引人的不確定度分量un;標(biāo)準(zhǔn)光纖溯源引入的不確定度分量uniz;被校儀器分辨率引入的不確定度分量uaa;以上分量彼此無關(guān)。因環(huán)境相對濕度對示值的影響很小，且無其他如振動(dòng)、強(qiáng)電流等引起的干擾，故由這些變化引起的不確定度分量可忽略不計(jì)。C.1.3A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定對光纖色散測試儀重復(fù)測量n次，建議n≥6,按公式(C.1)計(jì)算，得到A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度ua:實(shí)測示值為：1315.80,1315.71,1315.70,1315.75,1315.72,1315.66nm,平均值=1315.72nm,ua=0.019nm。C.1.4B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定C.1.4.1校準(zhǔn)期間溫度變化區(qū)間為△T=0.5℃或△T為零(溫度計(jì)分辨力為0.5℃),設(shè)為均勻分布，k=√3,按un=[△T/(2√3)]×0.03,得到B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度un=[0.5/(2√3)]×0.03=0.004nm。C.1.4.2標(biāo)準(zhǔn)光纖溯源，經(jīng)計(jì)量校準(zhǔn)所給定的擴(kuò)展不確定度Uan=0.10為正態(tài)分布，得到B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uz=0.10/2=0.05nm。C.1.4.3被校儀器的分辨率δ?=0.01nm,設(shè)為均勻分布，k=√3,得到B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uhi?=0.01/(2√3)=0.003nm。C.1.4.4不確定度分量一覽表各不確定度分量見表C.1。8不確定度分量不確定度來源分布測量重復(fù)性A正態(tài)溫度變化B均勻溯源給出B正態(tài)儀器分辨力B均勾C.1.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定將A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度各分量和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度各分量按公式(C.2)合成，可得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uet:ua=√0.0192+0.0042+0.052+0.0032=0C.1.6擴(kuò)展不確定度按公式(C.3),可得擴(kuò)展不確定度：C.2零色散波長斜率C.2.1數(shù)學(xué)模型y=x?C.2.2不確定度來源分析零色散波長斜率的測量不確定度，其主要來源包括：被校儀器的測量重復(fù)性引人的不確定度分量u?;標(biāo)準(zhǔn)光纖溯源引入的不確定度分量uhz;被校儀器分辨率引入的不確定度分量uz;以上分量彼此無關(guān)。因環(huán)境相對濕度對示值的影響很小，且無其他如振動(dòng)、強(qiáng)電流等引起的干擾，故由這些變化引起的不確定度分量可忽略不計(jì)。C.2.3A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定對光纖色散測試儀重復(fù)測量n次，建議n≥6,按公式(C.4)計(jì)算，得到A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?:C.2.4B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定C.2.4.1標(biāo)準(zhǔn)光纖溯源，經(jīng)計(jì)量校準(zhǔn)所給定的擴(kuò)展不確定度為Uu,k=2,為正態(tài)分布，得到B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uhz?=Uaz/2。C.2.4.2被校儀器的分辨率δ?,設(shè)為均勻分布，k=√3,得到B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.2.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定將A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按公式(C.5)合成，可得合成標(biāo)9準(zhǔn)不確定度uz:ue=√ua+uin+uzC.2.6擴(kuò)展不確定度按公式(C.6),可得擴(kuò)展不確定度U?=kua=0.0010ps/(nm2·kmC.3色散系數(shù)C.3.1.數(shù)學(xué)模型y=x?C.3.2不確定度來源分析色散系數(shù)的測量不確定度，其主要來源包括：被校儀器的測量重復(fù)性引人的不確定度分量u;標(biāo)準(zhǔn)光纖溯源引入的不確定度分量u;被校儀器分辨率引人的不確定度分量u?;以上分量彼此無關(guān)。因環(huán)境相對濕度對示值的影響很小，且無其他如振動(dòng)、強(qiáng)電流等引起的干擾，故由這些變化引起的不確定度分量可忽略不計(jì)。C.3.3A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定對光纖色散測試儀重復(fù)測量n次，建議n≥6,按公式(C.7)計(jì)算，得到A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u!C.3.4B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定C.3.4.1標(biāo)準(zhǔn)光纖溯源，經(jīng)計(jì)量校準(zhǔn)所給定的擴(kuò)展不確定度Ua,k=2,為正態(tài)分布，得到B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uo=U/2。類標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.3.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定將A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按公式(C.8)合成，可得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uaua=√ua+