中華人民共和國工業和信息化部電子計量技術規范JJF(電子)0046─2020機載交流耐瞬態電壓發生器校準規范CalibrationSpecificationofAirborneACTransient-tolerantVoltageGenerators××××-××-××發布××××-××-××實施中華人民共和國工業和信息化部發布JJF（電子）XXXXX–XXXXJJF（電子）0046–2020 JJF(電子)0046JJF(電子)0046─2020電壓發生器校準規范CalibrationSpecificationofAirborneACTransient-tolerantVoltageGenerator歸口單位：中國電子技術標準化研究院起草單位：中國電子科技集團公司第二十研究所本規范技術條文委托起草單位負責解釋本規范主要起草人：李娜（中國電子科技集團公司第二十研究所）劉洋（中國電子科技集團公司第二十研究所）參加起草人：劉紅煜（中國電子科技集團公司第二十研究所）方雪梅（中國電子科技集團公司第二十研究所）JJF（電子）XXXXX–XXXXJJF（電子）0046–2020 機載交流耐瞬態電壓發生器校準規范范圍本校準規范適用于機載交流耐瞬態電壓發生器的校準。引用文件GJB181B-2012飛機供電特性GJB5189-2003飛機供電特性參數測試方法GJB5558-2006飛機供電特性測試要求注：凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規則；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規則。術語和計量單位穩態交流電壓steadystateACvoltage在不大于且接近1s的時間間隔內交流電壓的時間平均值，通常為額定電壓，單位V。注：來源[GJB181B-20123.45]穩態頻率steadystatefrequency在不大于且接近1s的時間間隔內頻率的平均值，通常為額定電壓，單位Hz。注：來源[GJB181B-20123.59]欠電壓undervoltage低于正常工作瞬變極限并由保護裝置的動作進行限制的電壓，單位V。過電壓overvoltage超出正常工作瞬變極限并由保護裝置的動作進行限制的電壓，單位V。概述機載交流耐瞬態電壓發生器（以下簡稱電壓發生器）是航空機載用電設備抗擾試驗中的重要儀器，它通過電源控制電路在正常工作電壓上產生滿足GJB181B-2012電氣特性相關試驗要求的非正常瞬態波形，如圖1所示。通過對機載交流用電設備的耐非正常瞬變特性（包括耐過壓、耐欠壓極限性能）測試，能夠有效的發現飛機機載設備的潛在故障和誤動作，廣泛應用于飛機研制試驗領域。圖1耐瞬態電壓波形電壓發生器主要由穩壓電源，控制電路，功能選擇及動作執行電路組成，其工作原理框圖如圖2所示，穩態電壓為三相，電壓輸出端一般定義為A端口、B端口、C端口，接地端定義為N端口。圖2工作原理框圖計量特性穩態電壓輸出電壓范圍（有效值）：108V～118V；最大允許誤差：±0.5%。穩態頻率輸出頻率范圍（有效值）：393Hz～407Hz；最大允許誤差：±0.1%；欠電壓輸出范圍（有效值）：0.1V～80V連續可調（或電壓發生器可調最大電壓）；最大允許誤差：±1.0%。過電壓輸出范圍（有效值）：120V～200V連續可調（或電壓發生器可調最大電壓）；最大允許誤差：±1.0%。欠、過電壓持續時間輸出范圍：50ms～99.99s；最大允許誤差：±3%。校準條件環境條件環境溫度：（23±5）℃。相對濕度：≤80%。供電電源：電壓：（115±23）V，頻率：（400±8）Hz。周圍無影響正常工作的機械振動和電磁干擾。測量標準及其他設備數字多用表交流電壓測量范圍：10mV～750V,最大允許誤差：±0.1%；頻率測量范圍:≥1kHz,最大允許誤差：±0.01%。注：如果數字多用表無頻率測量功能，可選滿足技術指標的頻率計。數字示波器頻帶寬度：≥100MHz；輸入阻抗：1MΩ；電壓最大允許誤差：±1.5%；時基最大允許誤差：±0.1%。6.2.3示波器無源電壓探頭頻帶寬度：≥100MHz；最大輸入電壓：≥300V；輸入阻抗：10MΩ；衰減比：10:1；衰減比最大允許誤差：±2%。校準項目和校準方法校準項目電壓發生器校準項目見表1。表1電壓發生器校準項目一覽表編號項目名稱校準方法的條款號1外觀及工作正常性檢查7.2.12穩態電壓7.2.23穩態頻率7.2.34欠電壓7.2.45過電壓7.2.56欠電壓持續時間7.2.67過電壓持續時間7.2.7校準方法外觀及工作正常性檢查7.2.1.1電壓發生器應有明晰的型號、生產編號、制造廠商，送校時應附有使用說明書及全部配套附件。7.2.1.2電壓發生器應設有接地端鈕，并標明接地符號，接地線應完好無損。7.2.1.3電壓發生器結構應完整并無影響正常工作及讀數的機械損傷，輸入輸出插座應牢靠，開關、按鍵及旋鈕應能正常工作并有明確標志。7.2.1.4被校電壓發生器按規定預熱。穩態交流電壓7.2.2.1穩態交流電壓采用直接測量法，按圖3連接儀器，將電壓發生器的輸出A端口、N端口與數字多用表連接。7.2.2.2讀取數字多用表測量值，并將測量結果記錄在附錄A的表A.1中。7.2.2.3改變測量端口，重復步驟7.2.2.1～7.2.2.2，并記錄在附錄A的表A.1中；V-V-V--V+數字多用表電壓A發B生C器N圖3穩態電壓校準連接框圖7.2.2.4穩態交流電壓的相對誤差按公式（1）計算，計算結果記錄至附錄A表A.1中。（1）式中：——穩態交流電壓相對誤差；——穩態電壓標稱值，單位V；——穩態電壓測量值，單位V。穩態頻率7.2.3.1穩態頻率采用直接測量法，設置數字多用表為頻率測量，按圖4連接儀器，將電壓發生器的輸出A端口、N端口與數字多用表連接。數數字多用表電A壓B發C生器N++--圖4穩態頻率校準連接框圖7.2.3.2讀取頻率測量值，并將測量結果記錄在附錄A的表A.2中。7.2.3.3改變測量端口，重復步驟7.2.3.1～7.2.3.2，并記錄在附錄A的表A.2中；7.2.3.4相對頻率偏差按公式（2）計算，計算結果記錄至附錄A表A.2中。（2）式中：——相對頻率偏差；——穩態頻率標稱值，單位Hz；——穩態頻率測量值，單位Hz。欠電壓7.2.4.1將電壓發生器的輸出A端口、N端口與數字多用表連接,按圖4連接儀器。7.2.4.2調整旋鈕使電壓發生器輸出第一個校準點電壓“0.1V”，“持續時間”設置為7s。7.2.4.3按下“控制”開關使電壓發生器輸出欠電壓,觀察數字多用表在耐瞬態電壓輸出后7s內的穩定讀數，并將測量結果（有效值）記錄在附錄A表A.3中。7.2.4.4在欠電壓標稱范圍內，除必選點“0.1V”外，均勻選取2～3個電壓校準點，如表2所示，重復7.2.4.2～7.2.4.4步驟，并記錄在附錄A表A.3中。表2欠、過電壓校準點設置波形類型欠、過電壓校準點欠電壓0.1V（必選點）40V80V100V過電壓120V140V160V180V（必選點）7.2.4.5改變測量端口，重復步驟7.2.4.1～7.2.4.4，并記錄在附錄A表A.3中；7.2.4.6欠電壓的相對誤差按公式（3）計算，計算結果記錄至附錄A表A.3中。（3）式中：——欠電壓相對誤差；——欠電壓標稱值，單位V；——欠電壓測量值，單位V。過電壓7.2.5.1將電壓發生器的輸出A端口、N端口與數字多用表連接,按圖4連接儀器。7.2.5.2調整旋鈕使電壓發生器輸出電壓“120V”，“持續時間”設置為50ms。7.2.5.3按下“控制”開關使電壓發生器輸出過電壓,觀察數字多用表在耐瞬態電壓輸出后7s內的穩定讀數，并將測量結果（有效值）記錄在附錄A表A.4中。7.2.5.4在過電壓標稱范圍內，除必選點“180V”外，均勻選取2～3個電壓校準點，如表2所示，重復7.2.4.2～7.2.4.4步驟，并記錄在附錄A表A.4中。7.2.5.5改變測量端口，重復步驟7.2.5.1～7.2.5.5，并記錄在附錄A的表A.4中；7.2.5.6過電壓的相對誤差按公式（4）計算，計算結果記錄至附錄A表A.4中。（4）式中：——過電壓相對誤差；——過電壓標稱值，單位V；——過電壓測量值，單位V。欠電壓持續時間7.2.6.1將電壓發生器的輸出A端口、N端口直接連接到示波器無源電壓探頭的輸入端，示波器無源電壓探頭輸出端連接到數字示波器輸入端，如圖5連接儀器。示波器無源電壓探頭示波器無源電壓探頭電A壓B發C生器N數字示波器圖5欠電壓校準連接框圖7.2.6.2欠電壓幅值設置為“40V”，調節持續時間控制器，在欠電壓持續時間標稱范圍內，除7s（必選點）外，均勻選取2～3個測量點，如表3所示，并將測量結果記錄在附錄A表A.5中。表3欠、過電壓持續時間校準點設置波形類型欠、過電壓持續時間校準點欠電壓50ms7s（必選點）99.99s過電壓50ms（必選點）7s99.99s7.2.6.3電壓持續時間的相對誤差按公式（5）計算，計算結果記錄至附錄A表A.5中。（5）式中：——電壓持續時間相對誤差；——電壓持續時間標稱值，單位ms；——電壓持續時間測量值，單位ms。過電壓持續時間7.2.7.1將電壓發生器的輸出A端口、N端口直接連接到示波器無源電壓探頭的輸入端，示波器無源電壓探頭輸出端連接到數字示波器輸入端，如圖5連接儀器。7.2.7.2過電壓幅值設置為“140V”，調節持續時間控制器，在過電壓持續時間標稱范圍內，除50ms（必選點）外，均勻選取3～5個測量點，如表3所示，并將測量結果記錄在附錄A表A.6中。7.2.7.3電壓持續時間的相對誤差按公式（6）計算，計算結果記錄至附錄A表A.6中。（6）式中：——電壓持續時間相對誤差；——電壓持續時間標稱值，單位ms；——電壓持續時間測量值，單位ms。校準結果表達校準完成后的測試儀應出具校準證書。校準證書應至少包含以下信息：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），每頁和總頁數的標識；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)如果與校準結果有效性應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；i)校準所依據的技術規范的標識，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)對校準規范的偏離的說明；n)校準證書或校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識；o)校準結果僅對被校對象有效的聲明；p)未經實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。復校時間間隔電壓發生器的復校時間間隔一般不超過12個月。由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。附錄A校準記錄格式一、外觀及工作正常性檢查□正常□不正常二、校準項目1.穩態交流電壓表A.1穩態交流電壓端口標稱值/V測量值/V相對誤差/%測量不確定度（k=2）A115B115C1152.穩態頻率表A.2穩態頻率端口標稱值/Hz測量值/Hz相對誤差/%測量不確定度（k=2）A400B400C4003.欠電壓表A.3欠電壓端口標稱值/V測量值/V相對誤差/%測量不確定度（k=2）A0.1B0.1C0.14.過電壓表A.4過電壓端口標稱值/V測量值相對誤差/%測量不確定度（k=2）A180B180C1805.欠電壓持續時間表A.5欠電壓持續時間設定值測量值相對誤差/%測量不確定度（k=2）7s6.過電壓持續時間表A.6過電壓持續時間設定值測量值相對誤差/%測量不確定度（k=2）50ms附錄B測量結果不確定度評定示例B.1穩態電壓測量不確定度評定B.1.1測量方法穩態電壓的測量使用的標準儀器為數字多用表,用直接測量的方法。因此建立穩態電壓輸出量與輸入量的數學模型為：B.1.2穩態電壓測量的不確定度來源B.1.2.1測量結果的重復性引入的不確定度；B.1.2.2數字多用表HP34401A的最大允許誤差引入的不確定度；B.1.2.3數字多用表HP34401A的測量分辨力引入的不確定度；B.1.3穩態電壓不確定度評定B.1.3.1測量結果的重復性引入的不確定度，按A類評定，對測量點重復測量10次，用測量值的算術平均值的實驗標準偏差計算：其中，穩態電壓連續測量10次，得到如下數據，見表B.1。表B.1穩態電壓測量值次數12345678910測量值/V115.01115.02115.01114.98114.98115.02115.01115.02115.01114.98VB.1.3.2數字多用表的最大允許誤差引入的不確定度，按B類評定，在(115V)測量時的最大允許誤差：±0.1%，即，假設為均勻分布（），則：VB.1.3.3數字多用表的有效位數取舍引入的不確定度，按B類評定，在(115V)測量時，分辨力為0.01V，假設為均勻分布（），則：VB.1.4穩態電壓測量結果的合成不確定度各不確定度分量不相關，分量間按不確定度方和根法合成。B.1.5穩態電壓測量結果的擴展不確定度U，取，則：V相對擴展不確定度Urel=0.02V/115V=0.17%B.2欠、過電壓測量不確定度評定B.2.1測量方法電壓測量使用的標準儀器為數字多用表HP34401A,用直接測量的方法。因此建立電壓輸出量與輸入量的數學模型為：B.2.2電壓測量的不確定度來源B.2.2.1測量結果的重復性引入的不確定度；B.2.2.2數字多用表HP34401A的最大允許誤差引入的不確定度；B.2.2.3數字多用表HP34401A的有效位數取舍引入的不確定度；B.2.3電壓測量結果的不確定度評定B.2.3.1測量結果的重復性引入的不確定度,按A類評定，對測量點重復測量10次，用測量值的算術平均值的實驗標準偏差計算：其中，電壓連續測量10次，得到如下數據，見表B.2。表B.2欠電壓測量值次數12345678910測量值/V80.0380.0280.0380.0280.0280.0280.0280.0380.0380.03B.2.3.2數字多用表HP34401A的最大允許誤差引入的不確定度，按B類評定，在(400Hz,80V)測量時最大允許誤差為：±0.1%，假設為均勻分布（），則：B.2.3.3數字多用表HP34401A的有效位數取舍引入的不確定度，按B類評定，在(80V)測量時，分辨力為0.01V，假設為均勻分布（），則：B.2.4電壓測量結果的合成不確定度各不確定度分量不相關，分量間按不確定度方和根法合成。B.2.5電壓測量結果的擴展不確定度置信概率p=95%，，則：B.3電壓持續時間測量的不確定度評定B.3.1測量方法電壓持續時間測量測量使用的標準儀器為數字示波器DPO4104,用直接測量的方法。因此建立持續時間輸出量與輸入量的數學模型為：B.3.2電壓持續時間測量的不確定度來源B.3.2.1測量結果的重復性引入的不確定度；B.3.2.2數字示波器DPO4104的誤差極限引入的不確定度；B.3.2.3數字示波器DPO4104的有效位數取舍引入的不確定度；B.3.3電壓持續時間測量結果的不確定度評定B.3.3.1測量結果的重復性引入的不確定度,按A類評定，對測量點重復測量10次，用測量值的算術平均值的實驗標準偏差計算：其中，持續時間連續測量10次，得到如下數據，見表B.3。表B.3電壓持續時間測量值次數12345678910測量值/ms50.3750.3750.3750.3750.3550.3750.3550.3750.3550.37msB.3.3.2數字示波器DPO4104的時間測量誤差極限引入的不確定度，按B類評定，DPO4104在(50ms)測量時的誤差極限：讀數，假設為均勻分布（），則：B.3.3.3數字示波器DPO4104的有效位數取舍引入的不確定度，按B類評定，DPO4104數字示波器在(50ms)