JJG 1024-2007脈沖功率計檢定規(guī)程

中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程2007-02-28發(fā)布2007-05-28實施 2概述 3計量性能要求 3.1頻率范圍 3.2功率測量范圍 3.3功率敏感器的校準(zhǔn)因子 3.4功率敏感器的電壓駐波比 3.5脈沖響應(yīng) 3.6功率敏感器的線性度 3.7功率計校準(zhǔn)源的輸出功率電平 4通用技術(shù)要求 4.1外觀標(biāo)志 4.2其他要求 5計量器具控制 5.1檢定條件 5.2檢定項目及檢定方法 5.3檢定結(jié)果的處理 5.4檢定周期 附錄A檢定記錄格式 附錄B主要項目測量不確定度評定 1脈沖功率計檢定規(guī)程3計量性能要求3.2功率測量范圍：~30dBm～+20dBm3.5脈沖響應(yīng)：上升時間t,:<200ns;下降時間t,:<200ns。3.6功率敏感器的線性度L:<10%4通用技術(shù)要求4.1外觀標(biāo)志脈沖功率計上應(yīng)具有儀器名稱、儀器型號、制造廠、儀器出廠序號及電源要求。4.2.2儀器送檢時附件應(yīng)齊全，要備有儀器使用說明書，后續(xù)檢定還需有前次檢定的5計量器具控制5.1.1檢定用設(shè)備頻率范圍：10MHz～18GHz;2幅度穩(wěn)定度：優(yōu)于0.5%/10min;上升時間(下降時間):≤2ns。駐波系數(shù)：≤1.1(10MHz～18GHz)5.1.1.4矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量電壓駐波比允許誤差極限：±5%。頻率范圍：10MHz～18GHz;電壓駐波比：<1.06。最大允許誤差：±2.1%。注：用于功率參考電平的校準(zhǔn)，常用熱敏電阻座。電壓駐波比：<1.3;最大允許誤差：±1.1%。允許誤差極限：±0.5%。5.1.1.9功分器插入損耗：8.5dB。5.1.1.10數(shù)字電壓表最大有效位：6位半；允許誤差極限：±0.002%(直流電壓10V擋)。3衰減精度：0.2dB/10dB。5.1.2檢定環(huán)境條件5.1.2.1溫度：(23±5)℃。5.1.2.2相對濕度：≤80%。5.1.2.3供電電源：電壓(220±10)V,頻率(50±1)Hz。5.1.2.4其他：周圍無影響檢定系統(tǒng)正常工作的機(jī)械振動和電磁干擾。5.2檢定項目及檢定方法5.2.1檢定項目見表1。使用中檢驗外觀及工作正常性檢查++功率敏感器的電壓駐波比+十-功率敏感器的校準(zhǔn)因子++—脈沖響應(yīng)上升時間及下降時間++功率敏感器的線性度++功率計校準(zhǔn)源的輸出功率電平+++2.修理后檢定項目與首次檢定項目相同；3.檢定時以被檢功率計說明書的技術(shù)要求為準(zhǔn)。5.2.2所有檢定用設(shè)備均需按各自技術(shù)說明書規(guī)定的時間預(yù)熱。5.2.3外觀及工作正常性檢查5.2.3.1外觀及附件用目視法檢查被檢脈沖功率計的外觀及附件，其結(jié)果應(yīng)符合第4條的規(guī)定。5.2.3.2工作正常性檢查將被檢功率敏感器和與之配合使用的指示器連接，通電預(yù)熱后指示器顯示正常。有自檢功能的，應(yīng)能通過自檢，并按說明書規(guī)定用內(nèi)部的功率參考源對被檢功率敏感器進(jìn)行功率校準(zhǔn)，檢查其狀態(tài)是否正常。5.2.4功率敏感器的電壓駐波比S5.2.4.1按圖1連接儀器，測量被檢功率敏感器的反射系數(shù)；被檢功率指示器矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀被檢功率敏感器45.2.4.2根據(jù)被檢功率敏感器的工作頻率范圍設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量頻率點，并用標(biāo)準(zhǔn)件(短路器、開路器、負(fù)載)校準(zhǔn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；5.2.4.3按公式(1)計算被檢功率敏感器的電壓駐波比S:T——被檢功率敏感器的反射系數(shù)F。將測量結(jié)果記錄于附錄A2.1。5.2.5功率敏感器的校準(zhǔn)因子K5.2.5.1傳遞標(biāo)準(zhǔn)法傳遞標(biāo)準(zhǔn)法是由一個高方向性的單定向耦合器或功分器和一個高精度的功率計組成的裝置，與信號發(fā)生器組成一個負(fù)反饋的穩(wěn)幅系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)裝置中的標(biāo)準(zhǔn)功率座是經(jīng)過Fa.按圖2連接儀器，并根據(jù)儀器說明，對所需預(yù)熱儀器進(jìn)行通電加熱；b.將信號發(fā)生器的輸出頻率設(shè)置成所需的測量頻率，并且其輸出幅度被設(shè)置為被c.讀取標(biāo)準(zhǔn)功率指示器的示值P和主臂上被檢功率指示器的示值Pm;d.按式(2)計算被檢功率敏感器的校準(zhǔn)因子K。|1-F?|2——作為失配項處理，計算時視為1。將計算結(jié)果記錄于附錄A2.1。55.2.5.2交替比較法交替比較法是利用高一級的標(biāo)準(zhǔn)功率座校準(zhǔn)被檢功率敏感器。Ia.按圖3連接儀器，并按儀器要求加電預(yù)熱；b.將標(biāo)準(zhǔn)功率座接在與信號發(fā)生器相連接的功分器的一個輸出端；c.將被檢功率敏感器接在與信號發(fā)生器相連接的功分器的另一個輸出端d.將信號發(fā)生器的輸出頻率設(shè)置成所需的測量頻率，并且其輸出幅度被設(shè)置為被檢功率指示器所能正常顯示的值；e.保持信號發(fā)生器輸出功率不變，分別讀出標(biāo)準(zhǔn)功率指示器指示值P和被檢功率指示器指示值P;f.按式(3)計算被檢功率敏感器的校準(zhǔn)因子K。。式中：K—被檢功率敏感器的校準(zhǔn)因子；K,——標(biāo)準(zhǔn)功率座的校準(zhǔn)因子；P——被檢功率指示器的功率指示值，mW:P——標(biāo)準(zhǔn)功率指示器的功率指示值，mW;失配項，計算時視為1。將計算結(jié)果記錄于附錄A2.1。5.2.6上升時間和下降時間5.2.6.1按圖4連接儀器，并按儀器要求加電預(yù)熱；JJG1024—200765.2.6.2設(shè)置信號發(fā)生器的頻率在所需要的測量頻率，其輸出功率電平在所需要的測5.2.6.3設(shè)置脈沖產(chǎn)生器的重復(fù)周期為1ms,上升時間為小于或等于2ns,幅度為0.5V,占空比為50%;5.2.6.4設(shè)置被檢脈沖功率計的頻率與信號發(fā)生器的頻率一致，改變被檢功率計的掃5.2.6.5選擇不同的測量功率電平，重復(fù)上述步驟，分別測出不同功率電平下的上升按圖5連接儀器，并按儀器要求進(jìn)行加電預(yù)熱。脈沖產(chǎn)生器標(biāo)準(zhǔn)功率座脈沖產(chǎn)生器標(biāo)準(zhǔn)功率座標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)衰減器被檢功率敏感器信號發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)衰減器被檢功率敏感器信號發(fā)生器首先將標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)衰減器衰減值置為0dB,此時記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計和被校脈沖功率計的讀數(shù)分別為P?和R,然后將標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)衰減器衰減值置另一個值(一般為10dB),此時記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計和被校脈沖功率計的讀數(shù)分別為P?和R?,其線性度L表示式為：a.設(shè)置信號發(fā)生器的輸出頻率為所需要的測量頻率，并且其輸出電平為所需要的f.選擇不同的測量功率電平，重復(fù)上述a~e步驟，按公式(4)計算線性度；75.2.7.2連續(xù)波模式a.設(shè)置信號發(fā)生器的輸出頻率為所需要的測量頻率，并且其輸出電平為所需要的測量功率電平，同時將信號發(fā)生器的脈沖調(diào)制方式關(guān)掉；b.設(shè)置脈沖產(chǎn)生器的輸出狀態(tài)為“關(guān)”;c.設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)功率計的頻率與信號發(fā)生器的頻率一致d.設(shè)置被檢功率計的測量模式為連續(xù)波測量模式，其頻率與信號發(fā)生器的頻率一致；e.分別記錄標(biāo)準(zhǔn)功率指示器和被檢功率指示器的功率示值；f.選擇不同的測量功率電平，重復(fù)上述a~e步驟，按公式(4)計算線性度g.根據(jù)說明書的技術(shù)指標(biāo)判斷測量數(shù)據(jù)是否滿足要求。將測量結(jié)果記錄于附錄A2.3.5.2.8功率計校準(zhǔn)源的輸出5.2.8.1按圖6連接儀器，并將功率指示器后面板的V中心端接到數(shù)字電壓表的正數(shù)字電壓表被檢脈沖功率計(校準(zhǔn)源)功率座功率指示器5.2.8.2按儀器要求進(jìn)行加電預(yù)熱；5.2.8.3在功率指示器上進(jìn)行調(diào)零操作；5.2.8.4設(shè)置被檢脈沖功率計校準(zhǔn)源的輸出功率狀態(tài)為OFF,此時記錄數(shù)字電壓表讀5.2.8.5設(shè)置被檢脈沖功率計校準(zhǔn)源的輸出功率狀態(tài)為ON,此時記錄數(shù)字電壓表讀5.2.8.6將與數(shù)字電壓表負(fù)端相連接的功率指示器V的連接線斷開，直接將功率指示器后面板的Vam連接到數(shù)字電壓表的電壓輸入端，此時記錄數(shù)字電壓表讀數(shù)Vag;5.2.8.7按公式(5)計算被檢脈沖功率計校準(zhǔn)源的輸出功率P?式中：P?——被檢脈沖功率計校準(zhǔn)源的輸出功率；Vmp——第f步記錄值；V?——第d步記錄值8R標(biāo)準(zhǔn)功率計的工作電阻2002:將計算結(jié)果記錄于附錄A2.4。9A2被檢脈沖功率計項目A2.1校準(zhǔn)因子及電壓駐波比或反射系數(shù)射頻頻率/GHz標(biāo)稱值/(%)校準(zhǔn)值/(%)誤差/(%)電壓駐波比校準(zhǔn)因子的測量不確定度；A2.2上升時間和下降時間校準(zhǔn)電平；視頻帶寬；標(biāo)準(zhǔn)輸出信號上升時間t./ns被檢脈沖功率計上升時間t/ns23被檢脈沖功率計上升時間平均值=上升時間t.的測量不確定度；測量模式(連續(xù)波/脈沖):校準(zhǔn)電平/dBm最小值/dBCH?/dBCH?/dB最大值/dB功率敏感器的線性測量不確定度；A2.4功率計校準(zhǔn)源的輸出功率電平校準(zhǔn)電平/mW最小值/mW校準(zhǔn)值/mW最大值/mW主要項目測量不確定度評定A——脈沖調(diào)制信號與連續(xù)波信號幅度比例系數(shù)，也即脈沖幅度修正因子u(K?)=√[u(K,)]2+[u(P)]2+[u(Pu)]2+[u(A)]2+[u(M)]2+[u(D)]2(B2)標(biāo)準(zhǔn)功率座的校準(zhǔn)系數(shù)可直接溯源到小功率標(biāo)準(zhǔn)，其擴(kuò)展不確定度U(K,)=1.0%～1.5%。由此引入的不確定度分量按B類進(jìn)行評定，其包含因子一般情況下取技術(shù)說明書給出的指標(biāo)可信度為90%,自由度v?=v(P)=50。技術(shù)說明書給出的指標(biāo)可信度為90%,自由度v?=v(P)=50。技術(shù)說明書給出的指標(biāo)可信度為90%,自由度v?=v(A)=50。值服從反正弦分布，包含因子k=√2。測量得出的等效信號源反射系數(shù)為0.05,被校技術(shù)說明書給出的技術(shù)指標(biāo)可信度為90%,自由度vs=v(M)=50。接頭連接重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量進(jìn)行A類表B1重復(fù)性測試數(shù)據(jù)(%)頻率/GHz1195.1892.91299.8695.0692.84表B1(續(xù))頻率/GH13456平均值自由度v?=接頭連接重復(fù)性等隨機(jī)因素引入的測量相對不確定度u(D)<0.001自由度v?=v(D)=6-1=5。B1.2.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度分量評定方法k值標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)自由度標(biāo)準(zhǔn)功率座校準(zhǔn)因子B類正態(tài)20.005～0.00751u(P)標(biāo)準(zhǔn)功率座直流替代功率B類均勻0.0029u(Pm)被檢脈沖功率計直流替代功率B類均勻0.00291u(A)脈沖與連續(xù)波一致性B類均勻0.00291u(M)失配B類反正弦0.0035～0.00921u(D)接頭連接重復(fù)性A類0.00115各不確定度分量不相關(guān)，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(K?)=√[u(K,)]2+[u(P~)]2+[u(Pm)]2+[u(A)]2+[=0.80%～1.29%有效自由度：B1.2.8擴(kuò)展不確定度當(dāng)取置信概率為95%時，有效自由度在194～550之間的，k值取k=2,則校準(zhǔn)因JJG1024—2007U(K)=k·u(K)=1.6%～2.6%(B11)y=A+△A△T=F-B2.3脈沖功率敏感器F的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定網(wǎng)絡(luò)分析儀的源端F為0.00316,由此引入的不確定度B類評定，取k=√2(反正頻率為18GHz時：網(wǎng)絡(luò)分析儀的源端F為0.00562,由此引入的不確定度B類評定，取k=√2(反正弦分布),則：B2.3.1.2uz(T)的評定網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)后的反射頻響是由網(wǎng)絡(luò)分析儀引起的，對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行反射校準(zhǔn)后，接上校準(zhǔn)過的短路器，其反射系數(shù)模值與1的差為反射頻響所引入的誤差，頻率的變化對它的影響不大，其最大值為0.004,由此引入的不確定度B類評定，取k=√3(均勻分布),則：B2.3.1.3ug(T)的評定頻率為50MHz時，網(wǎng)絡(luò)分析儀的方向性為-50dB,用反射系數(shù)表示為0.00316;頻率為18GHz時，網(wǎng)絡(luò)分析儀的方向性為-45dB,用反射系數(shù)表示為0.00562,由此引入的不確定度B類評定，取k=√3(均勻分布),則：頻率為50MHz時：頻率為18GHz時：對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行反射校準(zhǔn)后，接上校準(zhǔn)過的匹配負(fù)載，頻率為50MHz時，回波損耗最差的點為-50dB,用反射系數(shù)表示為0.00316;頻率為18GHz時，回波損耗最差的點為-42dB,用反射系數(shù)表示為0.00794,由此引入的不確定度B類評定，取k=√2(反正弦分布),則：頻率為50MHz時：頻率為18GHz時B2.3.1.5計算u頻率為50MHz時：u?=u(F)=√u2(F)+ui(F?)+ui(F?)+ui?(T)=0.003V?→o頻率為18GHz時：u?=u(T?)=√uí(F?)+ui?(T?)+uì(F)+ui(T)=0.007V?→0o到的結(jié)果列人表B3。To?-F=O1-0.000020.000000000420.000000000130.00000000364-0.000100.000000010050.00000000016-0.000070.000000004970.000000008180.00000001219-0.000060.00000000360.00000000000.0000000429u?(F?)=√2o:|(n-1)=0.00006B2.3.3網(wǎng)絡(luò)分析儀測量反射系數(shù)誤頻率為50MHz時：不確定度分量不確定度來源評定方法k值標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)自由度uu(T)源端反射B反正弦0.0021ujz(F,)反射頻響B(tài)均勻0.00121ug(I)方向性B均勻0.0009剩余失配B反正弦0.00221被測件A正態(tài)0.000069頻率為18GHz時：不確定度分量不確定度來源評定方法k值標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)自由度u(T)源端反射B反正弦0.00401ouiz(F)反射頻響B(tài)均勻0.00281ui(I)方向性B均勻0.00401剩余失配B反正弦0.00541