中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG953—2000精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)xPrecisionTimeIntervalMeter2000-07-09發(fā)布2000-09-15實(shí)施國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布JJG953—2000精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x檢定規(guī)程JJG953—2000VerificationRegulationofPrecisionTimeIntervalMeter本規(guī)程經(jīng)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2000年07月09日批準(zhǔn),并自2000年09月15日起施行。歸口單位:全國(guó)時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位:信息產(chǎn)業(yè)部通信計(jì)量中心參加起草單位:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院本規(guī)程由全國(guó)時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋JJG953—2000本規(guī)程主要起草人:周波(信息產(chǎn)業(yè)部通信計(jì)量中心)參加起草人:馬鳳鳴(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)陳振恒(信息產(chǎn)業(yè)部通信計(jì)量中心)JJG953—2000目錄范圍……………………(1)概述……………………(1)計(jì)量性能要求…………(1)通用技術(shù)要求…………(1)計(jì)量器具控制…………(2)檢定條件………………(2)檢定項(xiàng)目及檢定方法…………………(2)1234567外觀及工作正常性檢查……………(2)內(nèi)部晶振各項(xiàng)指標(biāo)的檢定…………(3)時(shí)間間隔測(cè)量不確定度的檢定……………………(3)時(shí)間間隔測(cè)量范圍的檢定…………(4)7.17.27.37.4檢定結(jié)果的處理及檢定周期…………(4)8附錄檢定證書(shū)內(nèi)面格式………………(5)ⅠJJG953—2000精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x檢定規(guī)程范圍12本規(guī)程適用于最小間隔為1ns的精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x的首次檢定和后續(xù)檢定。概述精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí),將被測(cè)間隔分為兩部分:大于一個(gè)時(shí)基的部分,采用普通數(shù)字式時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x的原理,即累計(jì)時(shí)基脈沖的個(gè)數(shù);小于一個(gè)時(shí)基的部分,用模擬內(nèi)插法、數(shù)字游標(biāo)法或模/數(shù)(/AD)變換法進(jìn)行。測(cè)量分辨力理論上可達(dá)幾個(gè)ps,但實(shí)際上由于噪聲的影響,造成測(cè)量顯示不穩(wěn)定,目前只能做到100ps。精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x(以下簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)量?jī)x),廣泛地用在計(jì)量、通訊、高能物理等領(lǐng)域。計(jì)量性能要求3內(nèi)部晶振3.13.1.13.1.23.1.33.1.4日老化率:優(yōu)于1×10-8開(kāi)機(jī)特性:優(yōu)于3×10-8頻率準(zhǔn)確度:優(yōu)于1×10-7頻率穩(wěn)定度:優(yōu)于1×10-10/1s時(shí)間間隔測(cè)量3.2被測(cè)信號(hào)形式:3.2.1兩個(gè)正脈沖、兩個(gè)負(fù)脈沖、一個(gè)正(負(fù))脈沖與一個(gè)負(fù)(正)脈沖間的時(shí)間間隔;單個(gè)正、負(fù)脈沖的寬度。被測(cè)信號(hào)電平:TTL。3.2.23.2.33.2.4測(cè)量范圍:1ns~10s測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度由以下幾部分組成:u1:由分辨力和系統(tǒng)噪聲引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,15ps~100ps;u2:由觸發(fā)電平引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,50mV/信號(hào)斜率;u3:由兩輸入通道延遲差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,1ns;以上三項(xiàng)合成稱(chēng)為固有的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:21222()1uc=u+u+u3u4:由時(shí)基不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。時(shí)基不準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見(jiàn)測(cè)量?jī)x說(shuō)明書(shū)。通用技術(shù)要求4測(cè)量?jī)x的前或后面板上應(yīng)具有下列標(biāo)志:制造廠(chǎng)、儀器型號(hào)、出廠(chǎng)序號(hào)及標(biāo)1JJG953—2000志。測(cè)量?jī)x應(yīng)具有內(nèi)部晶振或時(shí)基信號(hào)的輸出端口。測(cè)量?jī)x的控制旋鈕、按鍵開(kāi)關(guān)和輸入輸出端口應(yīng)有明確的標(biāo)志。測(cè)量?jī)x送檢時(shí)要帶有使用說(shuō)明書(shū)和前次檢定證書(shū)。計(jì)量器具控制5包括首次檢定和后續(xù)檢定。首次檢定是對(duì)未曾檢定過(guò)的新的測(cè)量?jī)x進(jìn)行的檢定。后續(xù)檢定是測(cè)量?jī)x首次檢定后的任何一種檢定。包括有效期內(nèi)的檢定、周期檢定以及修理后的檢定。后續(xù)檢定時(shí),測(cè)量?jī)x應(yīng)具有上次的檢定標(biāo)記。首次檢定和后續(xù)檢定均應(yīng)按本規(guī)程進(jìn)行。檢定條件6環(huán)境條件6.1環(huán)境溫度:可在15℃~30℃內(nèi)任選一點(diǎn),檢定時(shí)溫度變化不應(yīng)超過(guò)±2℃。相對(duì)濕度:不大于80%。6.1.16.1.26.1.36.1.4電源電壓:(220±10)V。周?chē)鸁o(wú)影響測(cè)量?jī)x正常工作的電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)。檢定設(shè)備6.2參考頻標(biāo)6.2.1頻率老化率、開(kāi)機(jī)特性及頻率準(zhǔn)確度應(yīng)比被檢測(cè)量?jī)x內(nèi)部晶振的相應(yīng)指標(biāo)高1量級(jí),頻率穩(wěn)定度要高3倍。個(gè)數(shù)頻標(biāo)比對(duì)器6.2.2測(cè)量不確定度小于1×10-11/τ。τ為取樣時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔發(fā)生器6.2.3信號(hào)形式:6.2.3.1兩路輸出正、負(fù)脈沖列;兩路輸出單個(gè)正、負(fù)脈沖;單路輸出正、負(fù)脈沖寬度。信號(hào)電平:TTL。6.2.3.26.2.3.36.2.3.46.2.3.56.2.4間隔范圍:1ns~10s標(biāo)準(zhǔn)不確定度:1ns脈沖的上升與下降時(shí)間均小于1ns。精密同軸固定延遲線(xiàn)(50Ω)延遲量:1ns,2ns,3ns,10ns。標(biāo)準(zhǔn)不確定度:100ps。檢定項(xiàng)目及檢定方法7外觀及工作正常性檢查7.12JJG953—2000被檢測(cè)量?jī)x不應(yīng)有影響正常工作的機(jī)械損傷,各功能開(kāi)關(guān)、按鍵動(dòng)作靈活可靠。7.1.1應(yīng)符合通用技術(shù)要求中的規(guī)定。接通電源、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔發(fā)生器在被檢測(cè)量?jī)x的測(cè)量范圍內(nèi)任意給出時(shí)間間隔7.1.2信號(hào),檢查測(cè)量?jī)x的各種功能是否正常。各種指示燈及測(cè)量顯示應(yīng)清晰可見(jiàn)。這兩項(xiàng)檢查確認(rèn)完好后,可進(jìn)行下列檢定。內(nèi)部晶振各項(xiàng)指標(biāo)的檢定7.2內(nèi)部晶振的各項(xiàng)指標(biāo)參照J(rèn)JG180—1978《電子計(jì)數(shù)器內(nèi)石英晶體振蕩器試行檢定規(guī)程》和JJG181—1989《高穩(wěn)定石英晶體振蕩器》檢定規(guī)程執(zhí)行。晶振頻率老化率只是在測(cè)量?jī)x首次檢定時(shí)檢定。時(shí)間間隔測(cè)量不確定度的檢定7.3方法一:用標(biāo)準(zhǔn)延遲線(xiàn)7.3.17.3.1.1儀器連接如圖1。A、B兩線(xiàn)為精密同軸固定延遲線(xiàn)。圖1時(shí)間間隔測(cè)量不確定度的檢定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔發(fā)生器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)生器)輸出正脈沖序列,重復(fù)周期為7.3.1.210ms。檢定點(diǎn)選為:T=τB-τA=1nsτBA兩線(xiàn)的延遲時(shí)間。式中:、———,τBA測(cè)量?jī)x“測(cè)量次數(shù)”選。在測(cè)量結(jié)果中,讀取平均值T和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。7.3.1.3100按下式計(jì)算uc:uc=T-T+σ2()2()2式中:T-T———測(cè)量誤差。方法二:用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔發(fā)生器7.3.2儀器連接如圖2。A、B為兩根長(zhǎng)度相同的電纜。7.3.2.17.3.2.2發(fā)生器給出兩路正連續(xù)脈沖列,電平為T(mén)TL電平,脈沖重復(fù)周期為10ms。兩路脈沖間的間隔為1ns,分別加到被檢測(cè)量?jī)x的啟動(dòng)和停止輸入端。7.3.2.32.0V7.3.1.3的方被檢測(cè)量?jī)x的觸發(fā)極性均選為“+”,觸發(fā)電平選為。按法進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。圖2時(shí)間間隔測(cè)量不確定度的檢定3JJG953—2000時(shí)間間隔測(cè)量范圍的檢定7.4兩個(gè)正脈沖間隔7.4.1儀器連接如圖2。A、B為兩根長(zhǎng)度相同的電纜。7.4.1.17.4.1.27.4.1.3測(cè)量?jī)x兩輸入端的觸發(fā)斜率均選為“正”,觸發(fā)電平均選為2.0V。發(fā)生器輸出兩路正脈沖,所輸出的間隔稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)值,依次選為10ns,100ns1s10s100s1ms10ms100ms1s和10s。每一值,測(cè)量,,,,,,,μμμ10次,取其算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果,減去標(biāo)準(zhǔn)值,即為每一檢定點(diǎn)的測(cè)量誤差。兩個(gè)負(fù)脈沖間隔7.4.2儀器連接如圖2。測(cè)量?jī)x兩輸入端的觸發(fā)斜率均選為“負(fù)”,觸發(fā)電乎仍定為7.4.2.12.0V。其他操作如7.4.1.3。正脈沖寬度7.4.3儀器連接如圖3。7.4.3.1圖3脈沖寬度的檢定發(fā)生器輸出正脈沖寬度信號(hào)。測(cè)量?jī)x的輸入方式選在“共用”方式,起始端7.4.3.2的觸發(fā)斜率選為“正”,停止端選為“負(fù)”。觸發(fā)電平均選在2.0V。7.4.3.37.4.4檢定點(diǎn)的選取以及檢定方法同7.4.1.3。負(fù)脈沖寬度儀器連接如圖3。7.4.4.17.4.4.2發(fā)生器輸出負(fù)脈沖寬度信號(hào)。測(cè)量?jī)x的輸入方式選在“共用”方式,起始端的觸發(fā)斜率選為“負(fù)”,停止端選為“正”。觸發(fā)電平均選在2.0V。7.4.4.3檢定點(diǎn)的選取以及檢定方法同7.4.1.3。檢定結(jié)果的處理及檢定周期8對(duì)檢定項(xiàng)目合格的測(cè)量?jī)x,出具檢定證書(shū);檢定不合格的,出具檢定結(jié)果通知書(shū),8.1并注明不合格的項(xiàng)目。8.2精密時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x的檢定周期一般不超過(guò)1年。4JJG953—2000附錄檢定證書(shū)內(nèi)面格式一、內(nèi)部晶振