JJG 321-1983 串联高频替代法检定衰减器检定规程

串联高频替代法检定衰减器检 定规 程

Verification Regulation of Calibration Attenuator by Series R.F.Substitution

本检定规程经国家计量局于1983年10月26日批准，并自1984 年10月1日起施行。

归口单位： 中国计量科学研究院

起草单位： 中国计量科学研究院

本规程技术条文由起草单位负责解释。

本规程主要起草人：

成汉湘 (中国计量科学研究院)

串联高频替代法检定衰减器检定规程

本规程适用于以S2-1、S3-1、SD3-1 及 S5-1 型(或准确度相当的)回转衰减器作标准，采用串联高频替代法，对准确度不高于 ±0.1 dB/10 dB的波导衰减器的检定。

一、概述

串联高频替代法(同频率比较法)检定衰减器的原理，是把被检衰减器和标准衰减器相串接，当改变两者衰减量时，保持检测器指示不变，由标准衰减器直接替代得知被检衰减器的衰减量。它具有简

单、方便的特点。

回转衰减器按极化吸收原理制成，主要优点是起始衰减量小、驻波比小、相对相移小、频响好及准确度高，并在小衰减量时具有高的灵敏阈，是高频替代法中微波频段的一种理想的标准衰减器。

二、主要技术特性

作标准用的四种回转衰减器的主要技术特性如下表。

三、检定 条件

( 一 ) 环境 条件

1 环境温度：10～35℃。

2 相对湿度：(65±15)%。

3 交流供电电压：220V±10%。

4 周围环境无强电磁干扰和影响检定系统正常工作的机械振动。

(二)检定用主要仪器与设备

5 经检定合格的相应频段标准回转衰减器。

6 相应频段且具有足够功率输出(与被检量程相适应)的微波信号源，其频率稳定度优于1×10-⁴/30 min, 幅度稳定度优于0.01dB/ 3 min.

7 相应频段合成电压驻波比优于1.03的测量线。

8 灵敏度优于满度/10 μV 及灵敏阈优于0.2%的指示器。

9 相应频段的电平调节衰减器、调配器、检波器，隔离度优于

15 dB 的隔离器，驻波比S≤1.02 的匹配负载。

10 电子交流稳压器。

四、检定和测量项目

11 外观检查

12 驻波比的测量

13 起始衰减量的测量

14 衰减量的检定

五、检定方法及程序

( 一 ) 外观 检查

15 被检衰减器应附有制造厂说明书、合格证书(修理后的除外)、校准曲线或图表，以及保证其正常工作所必需的全套附件。

16 检定前应对被检衰减器进行外观检查。如衰减器的衰减片不能破损，必须固定牢固;吸收式可变衰减器的衰减片不得触及波导壁;衰减器度盘应能在全部刻度范围内均匀调节，并转动灵活。

(二)检定前的准备工作

17 检定前必须熟悉标准衰减器、被检衰减器及所用仪器与设备的说明书。

18 连接检定系统的注意事项

18.1放置检定系统的工作台应平稳牢固;

18.2所有连接法兰盘应牢靠，连接处的弓形夹或螺钉要拧紧;

18.3 标准衰减器应置于自然连接状态。

.19 接通信号源与指示器电源，按说明书要求进行预热。

( 三 ) 驻波 比的 测量

20 按方块图1连接系统，测量可变衰减器的驻波比。

图 1

20.1 根据指示器要求，使信号源工作在方波调制或载波状态， 并准确调在被测频率上;

20.2 在被检衰减器衰减量为零、中间和最大值位置或送检单位指定位置，分别测出输入端和输出端驻波比。

21 固定衰减器输入及输出端驻波比按20条方法测量。

(四)等效信号源端与等效负载端的调配

22 按方块图2连接系统，对等效信号源端进行调配。

指示器

电平调节

衰减器匹配负载一隔离器2 调配器 1

*用一般负载即可，因检定用设备中有匹配负载，故用匹配负载。 同理，附录2图2-3中也用四配负载。

22. 1根据指示器要求，使信号源工作在方波调制或载波状态， 并准确调在被测频率上。

22.2调节调配器1,使从指示器上得到的驻波比S≤1.02.

23 按方块图3连接系统，对等效负载端进行调配。使用22.1 款，并调节调配器2,使从指示器上得到的驻波比S≤1.02。

图 3

( 五 ) 衰减 量的 检定

24 检定频率一般选取被检衰减器工作频率的高、 中、低三点; 或按其出厂时校准所用频率进行检定;或根据送检单位需要而定。

25 可变衰减器衰减量检定点的选取，对定度的衰减器，应以能给出光滑曲线为原则，或按其出厂时的校准点进行检定;对检定的衰减器，检定点一般不得少于10点，或根据送检单位需要而定。

26 可变衰减器起始衰减量的测量和衰减量的检定，按方块图3 进行。

当被检衰减器的准确度为±0.1dB/10 dB, 被检衰减量不大于

10 dB 时，由实测的衰减器的驻波比，按附录1式(1)算得的△A与

被检衰减器误差之比若大于1:3(如标准衰减器与被检衰减器两端的驻波比皆S>1.07 时),应采用附录2所推荐的检定系统进行检定。

26.1 检查信号源是否飘离原调定频率，如已飘离，则应调回到

原频率。

26。2 把被检衰减器从检定系统中取出，两端直接相连。标准衰

减器置始值A₁(A1 应比估计的被检衰减器的起始衰减量稍大),调节电平调节衰减器和微调指示器的增益，使指示电表有一大于满刻度 2/3的指示，记住电表指针位置。把被检衰减器接回原处，并置于起始零位，减小标准衰减器的衰减量，使电表指针回到原位置，读取标准衰减器的终值A₂, 则被检衰减器的起始衰减量为A₁-A2。 测量时可采用交替读数法进行，通常重复测量3次，取其算术平均值为测量值。

26.3检查被检衰减器的回程误差，若回程误差明显，检定时应单方向调节被检衰减器。

26,4 把被检衰减器置于参考位置(通常取起始零位),标准衰减器置于始值A₁(A 的值应比估计的被检衰减量稍大),调节电平调节衰减器和微调指示器的增益，使指示电表有一大于满刻度2/3的指示，记住电表指针位置。被检衰减器置于被检位置，减小被检衰减器的衰减量，使电表指针回到原位置，读取标准衰减器的终值A2, 则被检衰减量为( A₂—A2)。检定时可采用交替读重法进行3次一检定点通常重复测量.2次，取其算术平均值为检定值。

27 固定衰减器的检定方法同26。2款。

28 测量与检定中注意事项

28.1 只有系统稳定的情况下方可进行测量与检定;

28.2 测量与检定过程中，等效信号源端与等效负载端的匹配状态均不得破坏;

28.3若检定频率改变，系统应重新调配;

28.4 指示器两次示值的时间间隔应尽量短。

六、检定结果的处理

29 经检定测量值与检定值合格的衰减器填发检定证书，证书中

对被检衰减器给出“合格”结论。否则，给出“不合格”结论。在某

种情况下也可只给出测量值与检定值，或作若干说明。

30 根据测量与检定结果，对定度衰减器给出测量值与定度值。

31 回程误差明显的被检衰减器，应在检定证书上注明，并说明

使用时的调节方向。

32 衰减器的检定周期最长为一年，修理后的衰减器应随时送检。

附录

附录1

检定系统的误差与衰减量定度值误差的计算检定系统的误差为

△A=±√ △A?d+△A?+△A2i (1) 式中：△Ara—— 检定系统的随机误差，取值0 .2%;

△Ag——标准衰减器的误差;

△Amis——失配误差。

被检衰减器衰减量定度值的误差(测量列算术平均值的误差)为

式中： σ——测量列中单次测量的标准偏差;

n——同一检定点的测量次数;

t——“学生氏”分布的置信因子;

△A——标准衰减器的误差;

△Amia——失配误差。

失配误差的计算：

对可变衰减器为

△Amna≈±8.69√(ITinl²+IF'mI2+|T%I3)×|Fal²+(IT。u12+" ← …+|T outl²+| 厂'。ut|³)×|TLI²+(|To ut|a×

←- … ×|Tn|x)²+(|Tout|s×| (3)

式中： Ta—— 由调配器1输出端向信号源方向看过去的源端反射系数;

TL— 由调配器2输入端向负载方向看过去的负载端反射系数;

(Tn)—— 标准衰减器在始值位置时输入端最大的反射系数;

(T'”)—— 标准衰减器在终值位置时输入端的反射系数;

(T' ut):——标准衰减器在始值位置时输出端最大的反射系数;

(T%ut)a——标准衰减器在终值位置时输出端的反射系数;

(T'n)x—— 被检衰减器在参考位置时输入端的反射系数;

(T n)x——被检衰减器在被检位置时输入端最大的反射系数;

(Tout)x —被检衰减器在参考位置时输出端的反射系数;

(T'ut)x-— 被检衰减器在被检位置时输出端最大的反射系数。

对固定衰减器为

△Amia≈±8.69√(TTinl?+|T'nl2+|Tin12)×1Tal²+ …

←·+(|Futl2+|Tout|³)×|Tz|²+(|T”%ut|a× …→

← … ×|T'in|x)² (4)

式中： Ta,TL,(Tin)g,(T'”n)s,(Tout)g,(F'ut)。 同前;

(Tin) x——被检衰减器输入端的反射系数;

(Tout)x——被检衰减器输出端的反射系数。

式(3)、(4)中各 |T| 值为反射系数的模，由 ,据测得的驻波比S, 可算出各相应的|T| 值。

附录2

改进的检定系统

当希望减小失配误差时，可采用下面的改进检定系统。

如图2-1,不仅在标准衰减器与被检衰减器之间接入调配器3和

4,而且对标准衰减器的负载端及被检衰减器的源端也进行调

配。

图 2-1

调配顺序为

1 按22条所述对等效信号源端进行调配。

2 按方块图2-2对标准衰减器的负载端进行调配。使用22.1款， 并调节调配器3,使从指示器上得到的驻波比S≤1.02。

图 2-2

信号源

标准回转衰减器

电平调节衰减器

调配器3

匹配负载

隔离器4

隔离器1

隔离器5

隔离器2

调配器4

调配器1

测量线

图 2-3

3 按方块图2-3对被检衰减器的源端进行调配。行使22.1款， 并调节调配器4,使从指示器上得到的驻波比S≤1.02.

4 按方块图2-1对等效负载端进行调配。使用22.1款，并调节调配器2,使从指示器上得到的驻波比S≤1.02.

附录3

一种快速调配法

根据单螺钉调配器的纵向调节起幅度调节作用，横向调节起相位调节作用的原理，建议一种使用单螺钉调配器的快速调配方法。其调配步骤为：

1 调配器的横向调节位于任意位置，调纵向调节把螺钉旋出;

2 左右移动测量线探针，从指示器上得出 Vmax 及Vmin 值(并调节电平调节衰减器和微调指示器的增益，使Vmax 位于表头2/3以上的刻度处);

3 置测量线探针于Vmax ( 或Vmin) 处，把调配器螺钉旋入到某一深度;

4 移动调配器的横向调节，使指示器指示为最小(或最大), 然后调纵向调节，使其指示为-

5 微调调配器的横向及纵向调节，使指示器指示符合第4 条要 求(当调配器相位调节与幅度调节相关时要进行这一步骤);

6 用测量线检查调配后的驻波比S, 通常可满足S≤1.02 的要求，否则可以适当微调一下调配器。

JJG 321—83 59 共13页第11页

附录4

检定证书及数据表格格式

1 检定证书格式

2 衰减量检定或定度结果表格格式

3 驻波比及起始衰减量测量结果表格格式