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JJG 1068-2011 固态电压标准PDF文本

可可G中华人民共和国国家计量检定规程JJG1068-2011固态电压标准DC Reference StandardJ.NE2011-06-14发布2011-09-14实施国家质量监督检验检疫总局发布興尚運蜀素前网Z.沁
JJG1068-2011固态电压标准检定规程JJG1068-2011Verification Regulation of DC Reference StandardC年h年生。。。C。本规程经国家质量监督检验检疫总局于2011年6月14日批准，并自2011年9月14日起施行。归单位：全国电磁计量技术委员会起草单位：中国航天科工集团二院203所中国航天科技集团五院514所本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释理蜀素前网Z.Z沁.ET
JJG1068-2011本规程主要起草人：王路（中国航天科工集团二院203所）康焱（中国航天科工集团二院203所）赵治（中国航天科技集团五院514所）参加起草人：胡毅飞（中国航天科工集团二院203所）黄小钉（中国航天科技集团五院514所）J.NE興尚運蜀素前网Z.ZS沁
JJG1068一2011目录1范围………(1)2术语……(1)3概述……………………(1)4计量性能要求………(1)4.1输出电压的稳定性……(1)4.2常用量程输出电压的允许范围……………（2)5通用技术要求……(2)5.1外观及附件…(2)5.2工作正常性检查……(2)6计量器具控制……(2)6.1检定条件…………(2)6.2检定项目及检定方法……（3)6.3检定结果的处理……(8)6.4检定周期………………………(8)附录A检证书利检定结果通细内面)格Z……下…(9)附录B分压器及指零仗的校准方法.…………(11)理蜀素前网Z.Z沁.ET
JJG1068-2011固态电压标准检定规程1范围本规程适用于输出直流电压值为1V,1.018V,10V固态电压标准的首次检定、后续检定和使用中检查。2术语日漂移率drift rate一段时期内输出电压的变化除以这段时期所包含的天数。3概述固态电压标准作为直流电压标准，用于检定/校准高准确度的数字电压表和多功能校准器等，也可以日常保存直流电压量值。固态电压标准的核心元件是齐纳二极管，主要分为分立齐纳二极管型固态电压标准和技离精薛好ou73G6小Nn五v足通过对10V参考电压分压得到的，原理如图1所示。RN-O 10VR3O1.018VR图1周态电压标准原理图V,一温补齐纳二极管；N一集成运放4计量性能要求4.1输出电压的稳定性固态电压标准输出电压的稳定性见表1。興尚運蜀素前网Z.ZS沁
JJG1068-2011表1固态电压标准输出电压的稳定性10V(年稳定性)1V/1.018V(月稳定性)±(3×106~0.3×10-6)±(1.5×10-60.3×10-6)4.2常用量程输出电压的允许范围固态电压标准常用量程输出电压值的允许范围见表2，对固态电压标准常用量程输出电压值的调整参见相关厂家的技术说明书。表2固态电压标准常用量程输出电压值的允许范围10V1.018V1V10.000V±0.001V1.018V±0.001V1.000V±0.001V5通用技术要求5.1外观及附件被检固态电压标准的外观应完好，无影响正常工作的机械损伤；附件应齐全，非首次检定时应有前次的检定证书。被检固态电庄标准的开关、接线柱、输入输出端应有明确识别标志。5.2工作正常性检查被检同态电压标准的供典电源输人方式应符合制造商胡应的技术要求。通电后，仪器前面板餐指示好应指系灣。当断开外都电源仪器校准指示灯应品示正常。6计量器具控制6.1检定条件6.1.1检定用设备6.1.1.1约瑟夫森电压标准约瑟夫森结输出电压：>10V;约瑟夫森结超导临界电流：>60μA;测量不确定度：1×107，k=2。6.1.1.2工作标准组由连续四年以上经约瑟夫森电压标准检定的多只固态电压标准组成。工作标准组平均值的年稳定性应优于士3×10-7。6.1.1.3数字电压表约瑟夫森电压标准法和工作标准组法中的差值法对数字电压表的量程和允许误差的要求如表3所示。表3差值法对数字电压表的量程及允许误差的要求量程允许误差100mV士6×10-610 mV±6×10-5工作标准组法中的替代法对数字电压表的量程和短期稳定性的要求如表4所示。2理蜀素前网Z.Z沁.ET
JJG1068-2011表4替代法对数字电压表的量程及短期稳定性的要求量程短期稳定性10V、1V±3×10-？6.1.1.4指零仪（标准电池法）量程：10mV~200mV;测量10V差值引入的不确定度：5×10-7，k=2。6.1.1.5低热电势换向开关热电势：≤50nV。6.1.1.6电池工作基准组年稳定性：士2×10-7。6.1.1.7分压器比例不确定度：1×10-7，k=2。6.1.1.8辅助电压源稳定性：士1×10-7/h。6.1.2检定环境条件温度：(20士1)℃；相对湿度：30%~65%；货光受餐7SC.NE丁6.2检定项目及检定方法检定项目见表5。表5检定项目一览表项目名称首次检定后续检定使用中检查固态电压标准输出电压X十十固态电压标准输出电压稳定性注：1.“十”为应检项目，“一”为可不检项目；2.修理后检定项目与首次检定项目相同：3.检定时以被检固态电压标准说明书的技术要求为准。6.2.1外观及工作正常性检查6.2.1.1外观及附件用目视法检查被检固态电压标准的外观，其结果应符合5.1的规定。6.2.1.2工作正常性检查所有检定用设备均需按各自技术说明书规定的时间预热。将被检固态电压标准接人供电电源，通电后各指示灯应显示正常，并至少在检定条件下放置24。若校准状态指示灯熄灭，应按仪器使用说明书要求恢复校准状态后进行检定。6.2.2输出电压和输出电压稳定性的检定6.2.2.1约瑟夫森电压标准法a)输出电压9理蜀素前网Z.Z沁.ET
JJG1068-2011约瑟夫森电压标准的基本原理是基于交流约瑟夫森效应，即输出的量子化台阶电压U,与辐照在约瑟夫森结上的微波频率∫的关系满足公式(1)：西=(1)》式中：U一台阶标号为n的量子电压，V;∫—辐照在阵列结上的微波频率，GHz;n量子化台阶数；K-90一约瑟夫森常数，其值为483597.9GHz/V。用约瑟夫森电压标准装置检定固态电压标准时，采用差值法进行测量，即将固态电压标准的输出电压与阵列结的量子电压输出端按图2连接。从输出端到其他仪器的连接应使用低热电势屏蔽引线。当仪器和电源地间有电位时或者在使用长引线连接一个高阻抗负载时，以及在高阻抗环境中操作时，要使用保护（guard)接线。约瑟夫森电压低热电势被检固态标准换向开关电压标准数字电压表筑套题Z.J图2用约瑟夫森电压标准装置进行检定的原理框图通过一台数字电压表读取被检固态电压标准的输出电压与阵列结的量子电压输出端之间的差值并按公式(2)计算出被检固态电压标准的输出电压：U=U,-△U(2)式中：U一被检固态电压标准的输出电压计算值，V;U,一量子电压，V;△U—一数字电压表测量的量子电压与被检固态电压标准输出电压的差值。在测量过程中，应采取必要措施如换向法①、最小二乘法以及通过设定最佳采样次数和采样时间等措施，以减小固有热电势、漂移热电势、噪声等因素对测量结果的影响，设定的采样次数应能够满足检定要求。约瑟夫森电压标准装置（包括测量电路）应具有良好的屏蔽保护和接地措施，并远离强电、磁场，以避免外界电磁场干扰和静电感应等影响。检定步骤如下：①按照图2连接好各测试设备，仪器按规定时间预热；②约瑟夫森结装入低温测试探杆后，将低温测试探杆缓慢插入已灌注液氦的杜瓦瓶中，液氢的液面应能将其淹没；③确认约瑟夫森结无冻结磁通现象，其超导临界电流应能满足约瑟夫森结稳定工①换向法：在测量直流小电压时，为了消除热电势的影响，可以将测量回路换向，进行正、反向两次测量，取平均值，即可消除热电势中的固定项。興尚運蜀素前网Z.ZS沁
JJG1068-2011作的要求；④运行约瑟夫森电压标准检定程序，根据程序预先设定的检定步骤测量被检固态电压标准输出电压U；⑤每天测量3次，连续测量3天，将3天的测量结果进行平均作为被检固态电压标准输出电压的检定结果。b)输出电压的稳定性1)输出电压的年稳定性对被检固态电压标准每年检定一次，用第二年的检定值减去第一年的检定值所得到的差值作为当年的输出电压年稳定性。2)输出电压的月稳定性对被检固态电压标准以30天为周期进行测量，测量工作日不少于15天，用最小二乘法拟合出漂移曲线，并计算出日漂移率，其月稳定性为：Ums =30Ud,(3)式中：Ua-日漂移率，V/d。6.2.2.2工作标准组法a)输出电压1)确定工作标准的预期值根据工作标准组中作为丁作标准的每一只固态电压标准的日漂移率U,和最近一次用约瑟夫森电压标潍检拉的日期剪当前期之间的天数了脚可通过式卡4)计算出该只固态电压标准在此期间的预期值.列2·之○心.已Upe=U+na·Ua(4)式中：U一用约瑟夫森电压标准进行检定的标准值；n:一用约瑟夫森电压标准进行检定的日期到当前日期之间的天数(n:应小于365天)；U—将历年数据（一般选取46年）用最小二乘法拟合后得出的日漂移率；U。一工作标准电压的预期值。2)差值法检定输出电压工作标准组差值法检定固态电压标准输出电压的接线如图3所示。低热电势低热电势被检周态工作标准1换向开关换向开关电压标准..数字电压表工作标准刀工作标准组图3工作标准组差值法检定固态电压标准5理蜀素前网Z.Z沁.ET
JJG1068-2011检定步骤如下：①被检固态电压标准在校准状态下应在实验室放置24h以上；②将工作标准的预期值U作为标准值；③按图3连接被检固态电压标准、工作标准、换向开关和数字电压表等，并进行测量；④数字电压表稳定1min后，读取其读数为U1;⑤将被检固态电压标准和工作标准的高端和低端引线反向，再进行测量；⑥数字电压表稳定1min后，读取其读数为U2;⑦被检固态电压标准的测量值U,=U一(U1一U2)/2;⑧按以上方法每只工作标准对被检固态电压标准各检一遍，其测量值为U=其中：：一作为工作标准的固态电压标准的只数。3)替代法检定输出电压工作标准组替代法检定固态电压标准输出电压的接线如图4所示。工作标准刀筑素9、工作标准1数字电压表工作标准组被检固态电压标准图4工作标准组替代法检定固态电压标准检定步骤如下：①被检固态电压标准在校准状态下应在实验室放置24h以上；②将工作标准的预期值U作为标准值；③根据图4首先用数字电压表测量工作标准组中的工作标准，其测量值为U,:④再用数字电压表测量被检固态电压标准，其测量值为Ux;⑤被检固态电压标准的测量值U,=U一(U,一Ux);⑥按以上方法将被检固态电压标准分别由其余工作标准各检定一遍，则被检固态电压标准的测量值为6興尚運蜀素前网Z.ZS沁
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