中華人民共和國國家計量技術規范5網絡時間服務器校準規范s8發布 8實施國家市場監督管理總局 發布5網絡時間服務器校準規范rs

5歸 口 單 位:全國時間頻率計量技術委員主要起草單位:中國計量科學研究院貴州省計量測試院參加起草單位:中國信息通信研究院中國計量測試學會本規范委托全國時間頻率計量技術委員會負責解釋本規范主要起草人:劉年豐中國計量科學研究院張 宇貴州省計量測試院)王玉琢中國計量科學研究院參加起草人:龍 波貴州省計量測試院)張大元中國信息通信研究院馬愛文中國計量測試學會)目 錄引言………………………

Ⅱ)1范圍……………………2引用文件………………3術語和計量單位………………………4縮略語…………………5概述……………………6計量特性………………

1)1)1)1)1)2)S時間偏差時間偏差時間偏差

………………………………

2)2)2)4輸出B碼時間偏差 ………………

2)5時間保持偏差………………………6相對頻率偏差………………………7頻率穩定度…………7校準條件………………1環境條件……………2測量標準及其他設備………………8校準項目和校準方法…………………1校準項目……………2校準方法……………9校準結果表達…………

2)2)2)3)3)3)4)4)4)7)0復校時間間隔………………………

8)附錄A 校準記錄格式…………………

9)附錄B 校準證書內頁格附錄C 不確定度評定示

…………………………

))Ⅰ引 言1通用計量術語及定義0國家計量校準規范編寫規則》和2測量不確定度評定與表示》共同構成支撐本規范制定工作的基礎性文件。本規范為首次發布。Ⅱ網絡時間服務器校準規范范圍本規范適用于網絡時間服務器的校準。引用文件本規范引用了下列文件:1石英晶體頻率標準8時碼發生器校準規范1銣原子頻率標準校準規范凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規范;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范。術語和計量單位網絡時間服務器 r在網絡中通過標準協議提供時間同步服務的授時設備。時間偏差t網絡時間服務器輸出信號與參考時標信號的偏差。時間保持偏差t網絡時間服務器在正常跟蹤鎖定外部時間信號并達到產品說明書規定的伺服時間后,斷開外部時間信號,使網絡時間服務器工作在保持模式下,在其技術指標說明書規定的保持時間內輸出的S信號與參考時標S信號的偏差最大值。注單位為秒?？s略語下列縮略語適用于本規范。:全球衛星導航系統):互聯網協議):網絡時間協議k):精密授時協議):秒脈沖):時間信息)概述網絡時間服務器是用于在網絡中提供時間同步服務的授時設備,由參考信號輸入單元、本地時間保持單元、信號輸出單元組成見圖參考信號輸入單元獲取外部時1間信息;本地時間保持單元接收參考信號輸入單元的時間信號對本地時鐘進行同步,并利用主振器進行時間保持;信號輸出單元根據本地的時間頻率信號對外提供信號、頻率信號B碼服務服務等。計量特性S時間偏差±。 時間偏差優于0 時間偏差優于。輸出B碼時間偏差

圖1網絡時間服務器工作原理示意圖碼±;碼±。時間保持偏差±1保持時間。相對頻率偏差表1分別給出了主振器為石英晶體頻率標準、

銣原子頻率標準的相對頻率偏差。表1相對頻率偏差主振器類型相對頻率偏差石英晶體頻率標準±80)銣原子頻率標準±01)頻率穩定度表2分別給出了主振器為石英晶體頻率標準、

銣原子頻率標準的頻率穩定度。2表2頻率穩定度主振器類型頻率穩定度石英晶體頻率標準02取樣時間)銣原子頻率標準12取樣時間)注:以上指標僅供參考。校準條件環境條件溫度在℃范圍內任選一點,校準過程中環境溫度的變化不超過1℃,且不應有溫度突變。濕度相對濕度:

0。供電電源電壓00);頻率02)。其他周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機械振動。測量標準及其他設備參考頻標輸出頻率50; /;頻率穩定度優于被校網絡時間服務器相同取樣時間頻率穩定度的13相對頻率偏差優于被校網絡時間服務器主振器相對頻率偏差一個數量級。參考時標 /;時間偏差優于被校網絡時間服務器時間偏差的13具有S信號輸出功能。頻標比對器輸入頻率50;比對不確定度用阿倫標準偏差表示應優于被校網絡時間服務器相同取樣時間頻率穩定度的。時間間隔測量儀測量范圍;時間間隔測量最大允許誤差

:; ,相對頻率偏差優于被校網絡時間服務器主振器相對頻率偏差一個數量級接參考頻標功能。

或具有外時間綜合測試儀

/, ;時間偏差優于被校網絡時間服務器時間偏差的13

或具有外接參考時標功能3服務服務和B碼測量功能。示波器通道數:;帶寬:0

: ( / / 。時間間隔測量最大允許誤差校準項目和校準方法

2 ssv校準項目 。校準項目見表3

表3校準項目一覽表序號校準項目名稱校準方法的條款1外觀及工作正常性檢查12S時間偏差23時間偏差34時間偏差45輸出B碼時間偏差56時間保持偏差67相對頻率偏差78頻率穩定度8校準方法外觀及工作正常性檢查目測被校網絡時間服務器外觀,

儀器名稱

、型號

、制造單位

、出廠編號及輸入輸出接口標識清晰。通電后,儀器應正常工作。S時間偏差按圖2連接儀器,參考時標S輸出信號與被校網絡時間服務器S輸出信號的連接線纜長度相同。被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到說明書規定的馴服時長和預熱時長設置時間間隔測量儀通道1及通道2的觸發電平為信號幅度的0,由時間間隔測量儀測量得到被校網絡時間服務器與參考時標h的時間偏差數據取樣時間,按式)計算S時間偏差。4圖2S時間偏差校準示意圖T=1NT,,

)式中:

A N

1PPSiTAS時間偏差;i時間間隔測量儀第i秒測得的時間偏差測量值;N有效取樣個數。時間偏差直連測量條件下按圖3連接儀器,被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到儀器說明書規定的馴服和預熱時間,被校網絡時間服務器與時間綜合測試儀通過網線直連或在同一局域網,設置時間綜合測試儀與被校網絡時間服務器的P地址在同一網段,時間綜合測試儀工作在P測量模式,輪詢時間為,連續測量h以上,按式)計算P時間偏差。圖3時間偏差局域網直連測量條件下校準示意圖= 1式中= 1

TP

NN1T

i

)TPP時間偏差,;Ti時間綜合測試儀P測量模式下第i秒測得的時間偏差測量值,。廣域網測量條件下被校網絡時間服務器具有公開可訪問的靜態P地址

按圖4將時間綜合測試儀接入廣域網,被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到儀器說明書規定的馴服和預熱時間,將被校網絡時間服務器的P地址輸入時間綜合測試儀,時間綜合測試儀工作在P測量模式下,輪詢時間為,連續測量4h以上,按式)計算P時間偏差。圖4時間偏差廣域網測量條件下校準示意圖5時間偏差按圖5連接儀器,被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到儀器說明書規定的馴服和預熱時間,被校網絡時間服務器的網口與時間綜合測試儀的網口通過網線直連,設置時間綜合測試儀與被校網絡時間服務器的P地址在同一網段,時間綜合測試儀工作在P測量模式下,同步報文設置為1,連續測量h以上,按式)計算時間偏差。圖5時間偏差校準示意圖T =1NT,,

)式中:

PTP

N1

PTPiPP時間偏差;i時間綜合測試儀P測量模式下第i秒測得的時間偏差測量值。輸出B碼時間偏差示波器法被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到說明書規定的馴服和預熱時間,參照8中3和4規定的校準方法,用示波器測量輸出碼和碼時間偏差。時間綜合測試儀法按圖6連接儀器,被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到儀器說明書規定的馴服和預熱時間,時間綜合測試儀工作在碼測量模式連續測量h以上按式計算輸出碼時間偏差按式計算輸出碼時間偏差。圖6輸出B碼時間偏差校準示意圖1NT()= T(1N

)式中:

B

N1

BDCi)輸出碼時間偏差;i時間綜合測試儀碼測量模式下第i秒測得的時間偏差測量1N值1NΔT(

)=

T(

)式中:

B

N1

BACi)輸出碼時間偏差;i時間綜合測試儀碼測量模式下第i秒測得的時間偏差測量6值。時間保持偏差按圖2連接儀器,被校網絡時間服務器正常鎖定外參考信號并達到說明書規定的馴服和預熱時間后,斷開天線,使其工作在保持模式下,由時間間隔測量儀測量得到被校網絡時間服務器與參考時標h或根據說明書給出的保持時間)的時間偏差數據取樣時間,按式)計算時間保持偏差。 ()式中:

TTx 6T時間保持偏差;Tx時間保持期間絕對值最大的時間偏差測量值。相對頻率偏差被校網絡時間服務器先斷開外參考信號再開機,

并達到儀器說明書規定的預熱時間,當主振器為石英晶體頻率標準時,相對頻率偏差按1進行校準;當主振器為銣原子頻率標準時,相對頻率偏差按1進行校準。頻率穩定度被校網絡時間服務器先斷開外參考信號再開機,

并達到儀器說明書規定的預熱時間,當主振器為石英晶體頻率標準時,頻率穩定度按1進行校準;當主振器為銣原子頻率標準時,頻率穩定度按1進行校準。校準結果表達校準證書應至少包括以下內容:標題校準證書;實驗室名稱和地址;進行校準的地點如果與實驗室的地址不同;證書或報告的唯一性標識如編號,每頁及總頁數的標識;客戶的名稱和地址;被校對象的描述和明確標識;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;如果與校準結果的有效性或應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;對校準所依據的技術規范的標識,包括名稱及代號;本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;校準環境的描述;校準結果及其測量不確定度的說明;對校準規范的偏離的說明;校準證書和校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識;校準結果僅對被校對象有效的聲明;未經實驗室書面批準,不得部分復制證書或報告的聲明。7復校時間間隔復校時間間隔由用戶根據使用情況自行決定,建議不超過2個月。8附錄A外觀及工作正常性檢查:

校準記錄格式檢查項目結果外觀工作正常性S時間偏差:校準項目不確定度Uk=)S時間偏差時間偏差:時間偏差不確定度Uk=)時間偏差:時間偏差不確定度Uk=)輸出B碼時間偏差:輸出碼時間偏差:輸出碼時間偏差不確定度Uk=)輸出碼時間偏差:輸出碼時間偏差不確定度Uk=)時間保持偏差:時間保持偏差不確定度Uk=)9主振器性能相對頻率偏差:相對頻率偏差取樣時間不確定度Uk=)頻率穩定度:頻率穩定度取樣時間不確定度Uk=)0附錄B外觀及工作正常性檢查

校準證書內頁格式檢查項目結果外觀工作正常性S時間偏差TA= : ( )擴展不確定度U=

k=2時間偏差TP= : ( )擴展不確定度U=

k=2時間偏差P= : ( )擴展不確定度U=

k=2輸出B碼時間偏差輸出碼時間偏差= : ( )擴展不確定度U=

k=2輸出碼時間偏差= : ( )擴展不確定度U=時間保持偏差

k=2T= : ( )擴展不確定度U=主振器性能

k=2相對頻率偏差y=擴展不確定度

=

=頻率穩定度取樣時間τ頻率穩定度不確定度Uk=)1附錄C不確定度評定示例S時間偏差校準結果不確定度評定測量方法 ,測量方法參見2參考時標S輸出信號與被校網絡時間服務器S輸出信號的連接線纜長度相同,設置時間間隔測量儀通道2的觸發電平,由時間間隔測量儀測量得到被校網絡時間服務器與參考時標的時間偏差取樣時間。測量模型 ( ) 。測量模型按式

1

建立T=1NT,,

)式中:

A N

1PPSiTAS時間偏差;i時間間隔測量儀第i秒測得的時間偏差測量值;N有效取樣個數。不確定度來源測量不確定度主要來源包括:參考時標不準確引入的不確定度;時間間隔測量儀測量能力引入的不確定度;測量重復性引入的不確定度。標準不確定度評定參考時標不準確引入的標準不確定度參考時標不準確引入的誤差為,按B類方法評定,設為均勻分布,包含因子k3,則:31s≈s3時間間隔計數器測量能力引入的標準不確定度時間間隔計數器0時間測量最大允許誤差,按B類方法評定,包含因子k3,則:32s≈s3測量重復性引入的標準不確定度對被校網絡時間服務器輸出的S信號連續測量h共0次,計算實驗標準偏差為:

用貝塞爾法s故測量重復性引入的標準不確定度為:23 =s≈4s = N合成標準不確定度 。

0標準不確定度匯總見表1表1標準不確定度匯總表不確定度來源標準不確定度符號標準不確定度參考時標不準確u1s時間間隔測量儀測量能力u2s測量重復性u34s12123擴展不確定度

=

≈s取包含因子,擴展不確定度為:Us≈s時間偏差校準結果不確定度評定測量方法 , (測量方法參見3被校網絡時間服務器與時間綜合測試儀通過網線直連 或在同一局域網,設置時間綜合測試儀與被校網絡時間服務器的P地址在同一網段,時間綜合測試儀工作在測量模式下。測量模型 ( ) 。= 1= 1式中:

2

建立TP

NN1T

i

)TPP時間偏差,;Ti時間綜合測試儀P測量模式下第i秒測得的時間偏差測量值,;N有效取樣個數。不確定度來源測量不確定度主要來源包括:參考時標時間偏差引入的不確定度;測量重復性引入的不確定度;時間綜合測試儀與被校網絡時間服務器之間往返延時引入的不確定度;時間綜合測試儀測量誤差引入的不確定度。標準不確定度評定參考時標時間偏差引入的標準不確定度參考時標不準確引入的誤差為,按B類方法評定,設為均勻分布,包含因子3k3,則:

1s≈s測量重復性引入的標準不確定度對被校網絡時間服務器的連續測量h共0次,差為:

3用貝塞爾法計算實驗標準偏3TPs故測量重復性引入的標準不確定度為:u Ts≈s 2= N

0往返延時引入的標準不確定度對被校網絡時間服務器的連續測量4h共0次i,其引入的不確定度為:

每次測量都具有往返延時2i=i23往返延時視為均勻分布,包含因子k=3,按式)計算往返延時引入的標準不確定度為:3式中:

3=,x≈s ),x往返延時i引入不確定度的最大值。時間綜合測試儀測量誤差引入的標準不確定度根據說明書給出的技術指標,時間綜合測試儀P測量誤差為,引入的不確定度按B類方法評定,區間半寬度a5,視其為均勻分布,包含因子k=3,則:4as≈sk 3合成標準不確定度 。標準不確定度匯總見表2表2標準不確定度匯總表不確定度來源標準不確定度符號標準不確定度參考時標時間偏差u1s測量重復性u2s往返延時u3s時間綜合測試儀測量誤差u4s4表2各輸入量的不確定度分量互不相關,合成標準不確定度為:1234

=

≈s取包含因子,擴展不確定度為:Us時間偏差校準結果不確定度評定測量方法 ,測量方法參見4被校網絡時間服務器的網口與時間綜合測試儀的網口通過網線直連,設置時間綜合測試儀與被校網絡時間服務器的P地址在同一網段,時間綜合測試儀工作在P測量模式,同步報文設置為1,進行連續測量。測量模型 ( ) 。測量模型按式

建立ΔT

=1NT,,

)式中:

PTP

N1

PTPiPP時間偏差;iP測量模式下第i秒測得的時間偏差測量值。不確定度來源測量不確定度主要來源包括:參考時標時間偏差引入的不確定度;測量重復性引入的不確定度;時間綜合測試儀與被校網絡時間服務器之間往返延時引入的不確定度;時間綜合測試儀測量誤差引入的不確定度。標準不確定度評定參考時標時間偏差引入的標準不確定度參考時標不準確引入的誤差為,按B類方法評定,設為均勻分布,包含因子k3,則:31s≈s3測量重復性引入的標準不確定度對被校網絡時間服務器的連續測量h共0次,差為:

用貝塞爾法計算實驗標準偏Ps故測量重復性引入的標準不確定度為:u =s≈s 2= N

0往返延時引入的標準不確定度對被校網絡時間服務器的連續測量4h共0次i,其引入的不確定度為:

每次測量都具有往返延時52i=i23往返延時視為均勻分布,包含因子k=3,按式)計算往返延時引入的標準不確定度為:3式中:

3=,x≈s ),x往返延時i引入不確定度的最大值。時間綜合測試儀測量誤差引入的標準不確定度根據說明書給出的技術指標,時間綜合測試儀P測量誤差為,引入的不確定度按B類方法評定,區間半寬度a5,視其為均勻分布,包含因子k=3,則:4as≈sk 3合成標準不確定度 。標準不確定度匯總見表3表3標準不確定度匯總表不確定度來源標準不確定度符號標準不確定度參考時標時間偏差u1s測量重復性u2s往返延時u3s時間綜合測試儀測量誤差u4s121234擴展不確定度

=

≈s取包含因子,擴展不確定度為:( ) Us≈s輸出B碼時間偏差校準結果不確定度評定測量方法 ,測量方法參見5被校網絡時間服務器正常鎖定S信號并達到儀器說明書規定的馴服和預熱時間,時間綜合測試儀工作在碼測量模式,連續測量。測量模型 ( ) 。11N

6

建立

)=

T(,

)BDC6

N1

BDCi式中:)輸出碼時間偏差;i碼測量模式下第i秒測得的時間偏差測量值。不確定度來源測量不確定度主要來源包括:參考時標時間偏差引入的不確定度;時間綜合測試儀碼測量誤差引入的不確定度;測量重復性引入的不確定度。標準不確定度評定參考時標時間偏差引入的標準不確定度參考時標不準確引入的誤差為,按B類方法評定,設為均勻分布,包含因子k3,則:1s≈s時間綜合測試儀) 3 2碼測量誤差引入的標準不確定度根據說明書給出的技術指標,時間綜合測試儀碼測量誤差為,引入的不確定度按B類方法評定,區間半寬度a,視其為均勻分布,包含因子k=3,