JJF 1713-2018高频电容损耗标准器校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 7 1 32 0 1 8高频电容损耗标准器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rH i g hF r e q u e n c yC a p a c i t yD i s s i p a t i o nS t a n d a r d s 2 0 1 8-0 6-2 5发布2 0 1 8-1 2-2 5实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布高频电容损耗标准器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rH i
2、 g hF r e q u e n c yC a p a c i t yD i s s i p a t i o nS t a n d a r d sJ J F1 7 1 32 0 1 8代替J J G6 61 9 9 0 归 口 单 位:全国无线电计量技术委员会 主要起草单位:工业和信息化部电子工业标准化研究院中国计量科学研究院 本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释J J F1 7 1 32 0 1 8本规范主要起草人:赵 飞(工业和信息化部电子工业标准化研究院)徐 沛(工业和信息化部电子工业标准化研究院)韩雨桐(中国计量科学研究院)参加起草人:王文峰(工业和信息化部电子工业标准化研究院
3、)贾 超(中国计量科学研究院)J J F1 7 1 32 0 1 8目 录引言()1 范围(1)2 术语(1)2.1 电容损耗(1)2.2 品质因数(1)3 概述(1)4 计量特性(1)4.1 初损耗值t a n1(1)4.2 大损耗值t a n2(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测量标准及其他设备(2)6 校准项目和校准方法(2)6.1 校准项目(2)6.2 外观和工作正常性检查(3)6.3 电容值不超过3 0 0p F的高频电容损耗标准器的初损耗值(3)6.4 电容值在3 0 0p F以上的高频电容损耗标准器的初损耗值(4)6.5 大损耗值(5)7 校准结果表达(5)8
4、 复校时间间隔(6)附录A 原始记录格式(7)附录B 校准证书内页格式(9)附录C 测量不确定度评定示例(1 0)附录D 并联替代法测量低损耗元件的基本原理(1 3)J J F1 7 1 32 0 1 8引 言 本规范按照J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则编制,J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范修订工作的基础性系列规范。本规范是对J J G6 61 9 9 0的修订。与J J G6 61 9 9 0相比,除编辑性修改外,本规范主要修订内容有:增加了引言部分。增加了有关名
5、词术语(见2)。修订了校准条件中环境条件,包括调整环境温度和环境相对湿度条件的范围,删除了大气压强条件(见5.1)。修订了测量标准及其他设备(见5.2)。重新编制了校准过程,补充了校准框图等内容(见6.36.5)。修改了校准原始记录及证书内页的参考格式(见附录A和附录B)。补充了测量不确定度评定示例(见附录C)。补充了相关原理和公式推导过程(见附录D)。本规范历次版本发布情况为:J J G6 61 9 9 0。J J F1 7 1 32 0 1 8高频电容损耗标准器校准规范1 范围本规范适用于两端连接的高频电容损耗标准器的校准,不适用于四端对高频电容损耗标准器的校准。2 术语2.1 电容损耗
6、c a p a c i t yd i s s i p a t i o n又称为电容损耗因数、损耗值,是电容器的损耗角正切值,用t a n或符号D表示,无量纲。2.2 品质因数 q u a l i t yf a c t o r表征一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质量指标。电抗元件的品质因数等于它的电抗与其等效串联电阻的比值,谐振回路的品质因数为谐振回路的特性阻抗与回路电阻的比值,均用符号Q表示,无量纲。3 概述高频电容损耗标准器是用于检定或校准电容介质损耗仪的工作标准器。两端连接的高频电容损耗标准器由低损耗的固定空气介质(或云母介质)电容器与高频电
7、阻串联并外加屏蔽罩组成,其等效电路和基本参量如图1所示。图1 两端连接的电容损耗标准器等效电路未串接高频电阻时的电容器固有损耗值t a n1为高频电容损耗标准器的初损耗值。串联高频电阻R后,高频电容损耗标准器的损耗值t a n2称为大损耗值,它由式(1)算出:t a n2=t a n1+C R(1)式中:工作角频率,r a d/s;C 高频电容损耗标准器的电容值,F;R 高频电容损耗标准器的电阻值,。4 计量特性4.1 初损耗值t a n11J J F1 7 1 32 0 1 8 空气电容器:标称值上限:0.51 0-4(f=1MH z,C3 0 0p F时)标称值上限:0.81 0-4(f=
8、0.3MH z或1MH z,C10 0 0p F时)云母电容器:标称值上限:3.01 0-4(f=0.3MH z或1MH z)4.2 大损耗值t a n2标称值范围:51 0-42 51 0-4最大允许误差:(1%t a n 2+0.51 0-4)。5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 环境温度:(2 35)。5.1.2 环境相对湿度:7 0%。5.1.3 交流电源电压:(2 2 01 1)V;(5 01)H z。5.1.4 周围无强电磁场干扰及无影响校准系统正常工作的机械振动和冲击。5.2 测量标准及其他设备5.2.1 高频Q表测量频率:2 2k H z 5 0MH z;调谐电容范围:2
9、5p F4 7 0p F。5.2.2 直流电压表或其他符合要求的设备测量范围:1 0mV1 0V;最大允许误差:0.1%。5.2.3 L C R表或其他符合要求的设备频率范围:包含0.3MH z和1.0MH z;电容最大允许误差:0.1%;电阻最大允许误差:0.1%。5.2.4 频率计数器测量频率:2 2k H z 5 0MH z;频率偏差:1H z。5.2.5 辅助线圈组频率范围:2 0 0k H z 9.6MH z。6 校准项目和校准方法6.1 校准项目6.1.1 外观和工作正常性检查。6.1.2 电容值不超过3 0 0p F的高频电容损耗标准器的初损耗值。6.1.3 电容值在3 0 0p
10、 F以上的高频电容损耗标准器的初损耗值。6.1.4 大损耗值。2J J F1 7 1 32 0 1 86.2 外观和工作正常性检查被校高频电容损耗标准器的外壳上应有下列标志:产品名称及生产厂家;型号及出厂编号。以上各种标志应符合相关标准的规定,无影响正常工作的机械损伤,无异常声响。6.3 电容值不超过3 0 0p F的高频电容损耗标准器的初损耗值6.3.1 仪器连接如图2所示。6.3.2 接通高频Q表电源,根据被校高频电容损耗标准器的大小,选择合适的夹具用于连接高频Q表与被校高频电容损耗标准器。6.3.3 调节高频Q表的频率(调节)旋钮,使频率监测端的频率计数器指示值与被校高频电容损耗标准器的
11、标称频率一致。6.3.4 将被校高频电容损耗标准器接入高频Q表的电容端,选择合适的测量辅助线圈,接入到高频Q表的电感端。调节高频Q表调谐电容,使被校高频电容损耗标准器与辅助线圈产生谐振,继续调节高频Q表调谐电容,直到其Q值表盘指针指示在刻度盘可能达到的最大整数刻度为止。注:辅助线圈的选择原则是:在该辅助线圈下,谐振回路的调谐电容不能大于高频Q表的最大调谐电容值;并且能够通过调节高频Q表的调谐电容,使接入被校高频电容损耗标准器的高频Q表的Q值指示盘明显向右摆动,即被校高频电容损耗标准器与辅助线圈产生谐振现象。图2 电容值不超过3 0 0p F的高频电容损耗标准器的初损耗值校准6.3.5 调节电压
12、分压器,使直流电压表显示的整数位与高频Q表的Q值表盘指针数值一致。6.3.6 再次微调高频Q表的主、微调谐电容度盘,产生谐振并确认直流电压表显示为最大值,记下此时直流电压表所对应的Q值为Q1,调谐电容器主、微调电容之和为C1。3J J F1 7 1 32 0 1 86.3.7 将被校高频电容损耗标准器从高频Q表的电容端取下,再次调节高频Q表的主、微调谐电容度盘,产生谐振后使直流电压表显示重新出现最大值,记下此时直流电压表对应的Q值为Q2以及主、微调谐电容之和为C2。6.3.8 按式(2)计算被校高频电容损耗标准器的初损耗值:t a n1=C2(Q2-Q1)(C2-C1)Q1Q2+(C1-C2)
13、r2+(C1+C2)rc(2)式中:高频电容损耗标准器工作角频率,r a d/s;r2 连接夹具和高频Q表电容接线柱残阻之和,;rc 高频Q表调谐电容器等效串联残阻,。注:接线柱残阻r2与调谐电容器等效串联残阻rc的计算方法参见附录D。6.3.9 将上述校准过程中的量值及初损耗值计算结果记录到附录A表A.1中。6.4 电容值在3 0 0p F以上的高频电容损耗标准器的初损耗值6.4.1 根据被校高频电容损耗标准器的标称电容值选定组合的电容单元a,b,c,通过并联测量夹具构成“组合模拟损耗标准器”,并联后的“组合模拟损耗标准器”的电容和损耗按式(3)和式(4)计算:C并=Ca+Cb+Cc+(3)
14、t a n并=1C并Cat a na+Cbt a nc+Cbt a nc+()(4)式中:C并 “组合模拟损耗标准器”的电容值,p F;Ci 电容单元i的电容值,i=a,b,c,p F;t a n并 “组合模拟损耗标准器”的损耗,无量纲;t a ni 电容单元i的损耗,i=a,b,c,无量纲。6.4.2 校准时的仪器连接参照图2,其中“被校高频电容损耗标准器”部分替换为“组合模拟损耗标准器”。选择合适的测量辅助线圈连接到高频Q表的电感端。6.4.3 调节高频Q表的主、微调谐电容度盘,使其能够产生谐振,产生谐振后使直流电压表显示重新出现最大值。记下此时的调谐电容为C1,Q值读数为Q1。6.4.4
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