《射頻電壓表校準規(guī)范》

JJF

JJFxxxx-xxxx

射頻電壓表校準規(guī)范

CalibrationSpecificationofRFVoltmeters

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

JJFxxxx—xxxx

射頻電壓表校準規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于頻率范圍10Hz~3GHz，電壓范圍100μV~300V的射頻電壓表的校

準，其他電壓、頻率范圍的射頻電壓表（包括電子電壓表、超高頻數(shù)字交流毫伏表、

超高頻毫伏表等）可參照此規(guī)范。

2概述

射頻電壓表是基礎的電子測量儀器，主要用于高、低頻信號電壓的測量。射頻電

壓表由衰減器、檢波放大單元和指示器組成，利用將射頻信號轉換成直流或低頻信號

后加以測量和指示的原理實現(xiàn)射頻電壓的測量。模擬式和數(shù)字式射頻電壓表的結構框

圖如圖1(a)和圖1(b)所示。

被測信號衰檢波放大單元

減指示儀表

器

圖1(a)模擬式射頻電壓表結構框圖

被測信號衰檢波放大單元

模數(shù)轉換器微控制器

減

器

時鐘顯示單元

圖1(b)數(shù)字式射頻電壓表結構框圖

3計量特性

3.1基本誤差（定度頻率）

測量范圍：100μV~200V（10Hz~1MHz）,100μV~300V（10Hz~100kHz）

最大允許誤差：±（1~5）%

注：根據(jù)儀器說明書選擇合適的定度頻率（如1kHz、10kHz、100kHz等）

1

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3.2頻率附加誤差

范圍：200mV~1V（10Hz~3GHz）

最大允許誤差：±（3~20）%（1kHz~3GHz）

注：以上技術指標僅供參考，不作合格性判斷。

4校準條件

4.1環(huán)境條件

4.1.1環(huán)境溫度：（23±5）℃。

4.1.2相對濕度:≤80％。

4.1.3電源電壓：（220±11）V；頻率：（50±1）Hz。

4.1.4周圍無影響正常校準工作的電磁干擾和機械振動。

4.2測量標準及其他設備

4.2.1交流電壓標準源

電壓范圍：100μV~200V（10Hz~1MHz），100μV~300V(40Hz~100kHz)

最大允許誤差：±（0.1%~2%）

4.2.2交流電壓標準表

電壓范圍：100μV~200V（10Hz~1MHz），100μV~300V(10Hz~100kHz)

最大允許誤差：±（0.1%~2%）

4.2.3交流電壓源

電壓范圍：100μV~200V（10Hz~1MHz），100μV~300V(40Hz~100kHz)

正弦波失真度：<（0.1~0.5）%

輸出穩(wěn)定度：<（0.1~0.5）/10min

4.2.4信號發(fā)生器

電壓范圍：100mV~2.5V

頻率范圍：10Hz~3GHz

幅度穩(wěn)定度：<0.02dB/10min

4.2.5高頻電壓標準

電壓范圍：0.1V~1.5V；

頻率范圍：10Hz~3GHz；

基本誤差:±(0.3～0.5)%；

頻率附加誤差:±(0.5～1.5)%

注：校準用測量標準的允許誤差不大于被校儀器最大允許誤差的三分之一。

5校準項目和校準方法

5.1校準項目

2

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射頻電壓表校準項目見表1。

表1射頻電壓表校準項目表

序號校準項目名稱條款

1外觀及工作正常性檢查5.2.1

2基本誤差5.2.2

3頻率附加誤差5.2.3

5.2校準方法

5.2.1外觀及工作正常性檢查

a）被校射頻電壓表的外觀應完好，配套附件齊全，各開關、按鍵等功能正常，無影

響正常開展校準工作的機械損傷。

b）被校射頻電壓表按其說明書規(guī)定的時間預熱后應能正常工作；顯示功能正常；調

節(jié)與測量配置功能正常；有自檢功能的，應能通過自檢。

c）檢查結果記錄在附錄A。

5.2.2基本誤差

5.2.2.1標準源法

a）按圖2(a)連接儀器。

交流電壓標準源被校

射頻電壓表

圖2（a）基本誤差標準源法校準框圖

b）根據(jù)量程選取校準點，選擇一個常用量程作為基本量程，對于模擬式表，每個刻

度線均選為校準點，對于數(shù)字式表，均勻選取不少于5個校準點。其他量程選取不少

于3個校準點（模擬式表一般選取量程滿度值的1/3、2/3及滿度值，數(shù)字式表一般選

取滿度值的1/5、1/2及滿度值或略低于滿度值）。

c）設置交流電壓標準源的電壓頻率為定度頻率。

d）根據(jù)校準點，調節(jié)交流電壓標準源的輸出交流電壓幅度，被校表指示值記為Ux，

標準源指示值記為Us。

e）模擬式表按公式（1）、數(shù)字式表按公式（2）計算基本誤差。

（1）

式中：

——被校表基本誤差，%；

3

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Ux——被校表指示值，V；

Us——交流電壓標準源指示值，V；

UN——被校表量程滿度值，V。

（2）

式中：

——被校表基本誤差，%；

Ux——被校表指示值，V；

Us——交流電壓標準源指示值，V。

5.2.2.2標準表法

a）按圖2(b)連接儀器。

交流電壓源被校

射頻電壓表

交流電壓

標準表

圖2（b）基本誤差標準表法校準框圖

b）校準點選取方法同1）。

c）設置交流電壓源的電壓頻率為定度頻率。

d）根據(jù)校準點，調節(jié)交流電壓源的輸出交流電壓幅度，被校表指示值記為Ux，標準

表指示值記為Us。

f）模擬式表按公式（3）、數(shù)字式表按公式（4）計算基本誤差。

（3）

式中：

——被校表基本誤差，%；

Ux——被校表指示值，V；

Us——標準表指示值，V；

UN——被校表量程滿度值，V。

（4）

式中：

4

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——被校表基本誤差，%；

Ux——被校表指示值，V；

Us——標準表指示值，V。

5.2.3頻率附加誤差

5.2.3.1固定標準讀被校法

a)按圖3連接儀器。

高頻電壓標準

型三通

信號發(fā)生器T被校射頻電壓表

圖3頻率附加誤差校準框圖

b)待校頻率點的選取應根據(jù)被校表頻率范圍而定，一般覆蓋上下限、定度頻率點，在

頻率附加誤差發(fā)生較大改變處適當多選。

c)選定被校表的量程(優(yōu)選1V檔)，將信號發(fā)生器的頻率設置為被校表的定度頻率，

調節(jié)其輸出電壓幅度，使被校表的指示接近滿量程（優(yōu)選0.8倍），此時高頻電壓標準

的指示值記為U0，被校表的指示值記為Uf0。

d)置信號發(fā)生器至待校頻率，同時調節(jié)其輸出電壓幅度，使高頻電壓標準的指示值

U0保持不變，此時被校表的指示值記為Uf。

e)按式（5）計算被校表的頻率附加誤差。

U-U

Uff0100%

f（5）

Uf0

式中：

Uf——頻率附加誤差，%；

Uf——待校頻率點被校表指示值，V；

Uf0——定度頻率點被校表指示值，V；

f）數(shù)字式表一般采用固定標準讀被校法。

5

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5.2.3.2固定被校讀標準法

a)按圖3連接儀器。

b)待校頻率點的選取同1b）

c)選定被校表的量程(優(yōu)選1V檔)，將信號發(fā)生器的頻率設置為被校表的定度頻率，

調節(jié)其輸出電壓幅度使被校表的指示接近滿量程（優(yōu)選0.8倍），被校表電壓指示值記

為Ux，此時高頻電壓標準的指示值記為Uf0。

d)置信號發(fā)生器至待校頻率，同時調節(jié)其輸出電壓幅度，，保持被校表指示值Ux不變，

此時高頻電壓標準的指示值記為Uf。

e)按式（6）計算被校表的頻率附加誤差。

UU

Uf0f100%

fU

f（6）

式中：

Uf——頻率附加誤差，%。

Uf0——定度頻率點功率傳遞標準的電壓指示值，V；

Uf——待校頻率點功率傳遞標準的電壓指示值，V。

g）模擬式表一般采用固定被校讀標準法。

6校準結果表達

射頻電壓表校準后，出具校準證書。校準證書應至少包括以下信息：

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(shù)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；

6

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i）校準所依據(jù)的技術規(guī)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(huán)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(guī)范的偏離的說明；

n）校準證書簽發(fā)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(jù)使用情況自行確定，推薦為1年。

7

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附錄A

原始記錄格式

一、外觀及工作正常性檢查：□正?！醪徽?/p>

二、交流電壓基本誤差：

表A.1交流電壓基本誤差

定度頻率：

量程標準示值被校示值誤差（%）不確定度（k=2）

三、交流電壓頻率附加誤差：

表A.2交流電壓頻率附加誤差（a）——固定標準讀被校法

量程頻率標準示值被校示值頻率附加誤差/（%）不確定度（k=2）

表A.2交流電壓頻率附加誤差（b）——固定被校讀標準法

量程頻率被校示值標準示值頻率附加誤差/（%）不確定度（k=2）

8

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附錄B

校準證書內頁格式

一、外觀及工作正常性檢查：□正?！醪徽?/p>

二、交流電壓基本誤差：

表B.1交流電壓基本誤差

定度頻率：

量程標準示值被校示值誤差（%）不確定度（k=2）

三、交流電壓頻率附加誤差：

表B.2交流電壓頻率附加誤差（a）——固定標準讀被校法

量程頻率標準示值被校示值頻率附加誤差/（%）不確定度（k=2）

表B.2交流電壓頻率附加誤差（b）——固定被校讀標準法

量程頻率被校示值標準示值頻率附加誤差/（%）不確定度（k=2）

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附錄C

不確定度評定報告示例

1交流電壓基本誤差不確定度評定

使用交流電壓標準源校準射頻電壓表的正弦波電壓幅度誤差。

1.1測量模型

Δ=Ux-Us

式中：Ux——被校射頻電壓表示值，V;

Us——交流電壓標準源(以下簡稱“標準源”)輸出電壓值，V；

Δ——被校電壓表示值誤差，V。

1.2不確定度來源：

經分析，不確定度來源有以下三項：

1)交流電壓標準源輸出電壓引入的標準不確定度u1，

2)被校射頻電壓表讀數(shù)分辨力引入的標準不確定度u2，

3)測量重復性引入的標準不確定度u3。

1.3合成標準不確定度計算公式

這些分量彼此不相關，所以合成標準不確定度為：

3

2

ucciui

i1

靈敏系數(shù)為：c1Ux1;c2US1

1.4標準不確定度評定

以1V,100kHz測量點為例開展標準不確定度評定。

1.4.1交流電壓標準源電壓輸出不準確引入的不確定度分量：

按B類方法評定，根據(jù)說明書給出的技術指標，其交流電壓測量誤差為±0.005%，

設為均勻分布，取包含因子k為3，則標準不確定度uV1為：

0.005%

uV=0.0029%

13

1.4.2被校射頻電壓表讀數(shù)分辨力引入的不確定度分量：

被校射頻電壓表讀數(shù)分辨力引入的不確定度分量按B類方法評定，其讀數(shù)分辨力

為0.001V，設為均勻分布，取包含因子k為，則標準不確定度uV2為：

0.001

uV=0.058%

33

10

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1.4.3測量重復性引入的不確定度分量：

測量重復性引入的不確定度分量按A類方法評定，重復測量10次：

次數(shù)測量值（V）次數(shù)測量值（V）

11.00361.002

21.00571.001

31.00681.001

41.00491.004

51.004101.005

1

XX＝1.0035V

ni

v2

實驗標準偏差：s＝0.00172V

n1

由此引入的不確定度分量uV4為：uV4＝0.172%

1.5不確定度分量計算

不確定度分量一覽表:

標準不確定

不確定度來源標準不確定度分布ci|ci|u(xi)

度分量

u1標準源測量不準確0.0029%均勻-10.0029%

u2被校表讀數(shù)分辨力0.058%均勻10.058%

u3測量重復性0.172%正態(tài)10.172%

由于分辨力和測量重復性對測量不確定的貢獻存在重復，故兩個分量中在合成不

確定度時，只取其中最大者u3。

1.6合成標準不確定度

由于各引入不確定度分量相互獨立，則合成標準不確定度為：

22

ucrelu13VuV0.17%

1.7相對擴展不確定度

取k=2，則相對擴展不確定度Urel=k×ucrel=2×0.17%≈0.4%

11

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2頻率附加誤差的不確定度評定

使用信號發(fā)生器、高頻電壓標準校準射頻電壓表頻率附加誤差。

2.1測量模型

U-UU

ff0100%(f1)100%

fUU

f0f0

式中：Uf0——參考頻率點100kHz被校射頻電壓表顯示值，V;

Uf——參考頻率點100MHz被校射頻電壓表顯示值，V;

Δf——被校電壓表頻率附加誤差誤差，%。

1U

靈敏系數(shù)為：cfcff

1,22

UUff0UUf0f0

2.2不確定度來源

經分析，不確定度來源有以下五項：

1)信號發(fā)生器讀數(shù)分辨力引入的標準不確定度u1(Uf0)、u1(Uf)，

2)高頻電壓標準校準因子引入的標準不確定度u2(Uf0)、u2(Uf)，

3)標準器與被檢射頻電壓表連接時失配引入的標準不確定度u3(Uf0)、u3(Uf)，

4)被校射頻電壓表讀數(shù)分辨力引入的標準不確定度u4(Uf0)、u4(Uf)，

5)測量重復性引入的標準不確定度u5(Uf0)、u5(Uf)。

2.3合成標準不確定度計算公式

這些分量彼此不相關，所以合成標準不確定度為：

5

2

ucciui

i1

2.4標準不確定度評定

以0.8V、100kHz為參考點，0.8V、100MHz為測量點為例開展標準不確定度評

定。

2.4.1信號發(fā)生器讀數(shù)分辨力引入的不確定度分量：

按B類方法評定，其讀數(shù)分辨力為0.001V，設為均勻分布，取包含因子k為3，

則標準不確定度u1(Uf0)、u1(Uf)為：

0.001

u(U)u(U)=0.058%

1f1f03

2.4.2高頻電壓標準引入的標準不確定度分量：

按B類方法評定，根據(jù)說明書給出的技術指標，100kHz、100MHz頻點的最大

允許誤差分別為±0.01%、±0.1%，設為均勻分布，取包含因子k為，則標準不確定

12

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度u2(Uf0)、u2(Uf)為：

0.01%

uU()=0.006%

2f03

0.1%

uU()=0.058%

2f3

2.4.3標準器與被檢射頻電壓表連接時失配引入的不確定度分量：

失配因子十分接近于1，可認為由失配引入的測量相對擴展不確定度

U2|gs|||。通過校準端口的駐波比計算該端面的反射系數(shù)模值，標準器端面在

100kHz、100MHz頻點的反射系數(shù)模值||g為0.02，被檢射頻電壓表端面在100kHz、

100MHz頻點的反射系數(shù)模值||s為0.05。采用B類評定，設為反正弦分布，包含因

子k為2，則標準不確定度u3(Uf0)、u3(Uf)為：

20.020.05

uU=uU0.141%

3f3f02

2.4.4被校射頻電壓表讀數(shù)分辨力引入的不確定度分量：

被校射頻電壓表讀數(shù)分辨力引入的不確定度分量按B類方法評定，其讀數(shù)分辨力

為0.001V，設為均勻分布，取包含因子k為3，則標準不確定度u4(Uf0)、u4(Uf)為：

0.001

uU=uU=0.058%

4f4f03

2.4.5測量重復性引入的不確定度分量：

測量重復性引入的不確定度分量按A類方法評定，重復測量10次：

100kHz時被校射頻電壓表的示值:

次數(shù)測量值（V）次數(shù)測量值（V）

10.80060.802

20.80270.802

30.80080.800

40.80190.801

50.801100.802

1

XX＝0.8011V

ni

v2

實驗標準偏差：s＝0.000876V

n1

由此引入的不確定度分量u5(Uf0)為：u5(Uf0)＝0.109%

100MHz時被校射頻電壓表的示值:

13

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次數(shù)測量值（V）次數(shù)測量值（V）

10.80260.803

20.80570.804

30.80380.803

40.80290.802

50.804100.804

1

XX＝0.8032V

ni

v2

實驗標準偏差：s＝0.001033V

n1

由此引入的不確定度分量u5(Uf)為：u5(Uf)＝0.129%

2.5不確定度分量計算

不確定度分量一覽表:

標準不確定

不確定度來源標準不確定度分布ci|ci|u(xi)

度