JJF(陕) 113-2024 低频电磁场测量仪校准规范

aaJJF（陕）113－2024低频电磁场测量仪校准规范CalibrationSpecificationforLow-frequencyEletricandMagneticFieldMeters2024－05－09发布 2024－08－09实施陕西省市场监督管理局发布IJJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIIJJF(陕)113－2024低频电磁场测量仪校准规范JJF(陕)113－2024CalibrationSpecificationforlow-frequencyeletricandmagneticfieldmeters归口单位：陕西省市场监督管理局主要起草单位：陕西省计量科学研究院国家国防科技工业局西北核安全中心本规范由陕西省市场监督管理局负责解释本规范主要起草人：汤元会（陕西省计量科学研究院）陈怡伶（陕西省计量科学研究院）门 （国国防技工局西核安中）参加起草人：张璐（陕西省计量科学研究院）李新声（陕西省计量科学研究院）董若晨（陕西省计量科学研究院）赵崇（陕西省计量科学研究院）JJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 录引言 （II）1 范围 （1）2 引用文件 （1）3 概述 （1）计量特性 （1）校准条件 （2）环境条件 （2）测量标准及其他设备 （2）校准项目和校准方法 （4）校准项目 （4）校准方法 （4）校准结果的表达 （7）校准结果处理 （7）校准结果的不确定度 （7）复校时间间隔 （7）附录A低频电磁场测量仪校准记录推荐格式 （8）附录B校准证书内容及内页格式 （10）附录C低频电磁场测量仪不确定度评定 （12）引 言JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用JJF1059.1-2012件进行制定。EC6178612011100kHz.1部分:40661-2021《工频磁场测量仪校准规范》的相关条款。本规范为首次发布。JJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGEPAGE1低频电磁场测量仪校准规范范围本规范适用于测量频率为10Hz～100kHz的低频电磁场测量仪的校准。引用文件本规范引用了下列文件：GB/T40661-2021工频磁场测量仪校准规范IEC61786-1-2013关于人体暴露于1Hz至100kHz直流磁场、交流磁场及交流场的测量.第1部分:测量仪器的要求[IEC61786-1-2013 MeasurementofDCmagnetic,ACmagneticandACelectricfieldsfrom1Hzto100kHzwithregardtoexposureofhumanbeings-Part1:Requirementsformeasuringinstruments]凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。概述低频电磁场测量仪（以下简称“测量仪”）是用于测量低频电场和低频磁场的专用仪器，广泛应用于高压输变电系统、职业病防治、环境监测等领域的电磁场测量。测量仪一般由传感器单元(电场探头和磁场探头)可以是分体式,也可以是整体式,1放置于电场和磁场的测量位置，产生的电压信号送入信号处理单元，经调理、模数转换后在测量单元显示测量结果。1测量仪的结构原理图计量特性电场幅频特性频率范围：10Hz～100kHz；电场强度范围：20V/m；最大允许误差：±1.5dB。电场强度频率：50Hz；电场强度范围：1V/m～10kV/m；最大允许误差：±1.5dB。磁场幅频特性频率范围：10Hz～100kHz；磁场强度：1μT；最大允许误差：±10%。磁场强度50Hz；磁场强度范围：(0.1～100)μT；最大允许误差：±10%。注：以上计量特性要求仅供参考。校准条件环境条件5.1.1环境温度：(15～25)℃；5.1.2相对湿度：≤80%；5.1.3电源电压：(220±22)V；5.1.4电源频率：(50±0.5)Hz；无影响仪器正常工作的电磁干扰及机械振动。2m。测量标准及其他设备平行板电场装置两块平行板的形状可以是圆形或是正方形。圆形平行板直径为1.5m，正方形平行板边长为1.5m；平行板间距0.75m。平行板电场装置的结构如图2所示。低频功率发生器

图2平行板电场装置结构尺寸频率范围：10Hz～100kHz；电压范围：1V～100V；最大允许误差：±5％。工频高压试验装置电压范围：0～100kV；最大允许误差：±2%。电压互感器测量范围：100kV;变比：1000∶1；准确度等级：不低于0.5级。数字电压表频率范围：10Hz～100kHz；电压范围：10mV～1000V；电流范围：最大允许误差：±0.5％。亥姆霍兹线圈工作频率范围：10Hz～100kHz；线圈内径：不小于400mm。低频功率信号发生器可由一个设备实现，也可由一个低频正弦波发生器和一个低频功率放大器组成。频率范围：1Hz～100kHz；频率稳定度：优于1×10-4/15分钟；JJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGEPAGE4输出功率：≥20W；幅度稳定度：优于1%/15分钟。5.2.9标准电阻工作频率范围：1Hz～100kHz;最大允许误差：±0.2％。校准项目和校准方法校准项目校准项目如表1所示。表1 校准项目序号校准项目计量特性校准方法条款1电场强度幅频特性2电场强度示值误差3磁场强度幅频特性4磁场强度示值误差校准方法校准前准备测量仪外观应完好，各按键调节正常。通电后，按技术说明书规定时间预热，预热后能正常显示。电场强度幅频特性3连接各测量标准后，将测量仪电场探头放入电场装置中心位置，使其相应轴向与电场方向平行。设定低频功率信号发生器的频率为被校电场探头的起始频率值。3电场强度频率特性校准原理图调节低频功率发生器电压幅度，使平行板电场装置中心位置的电场强度值U为数字电压表示值，中心位置的电场强度值通过式（1）计算得到。JJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGEPAGE5E U

（1）N d式中：E—设定电场强度值（V/m）；ENU——平行板上的电压（V）；d——平行板间距（m）。Ex。通过公式（2）计算电场测量仪电场强度示值误差。E

（2）式中：

E20lg

XE NE——电场测量仪示值误差（dB）；EEX——电场测量仪示值（V/m）；EN——设定电场强度值（V/m）。，完成电场强度的频率特性校准。电场强度示值误差4连接后，将测量仪电场探头放入电场装置中心位置，使其相应轴向与电场方向平行。50Hz。调节工频高压试验装置电压幅度，使平行板电场装置中心位置的电场强度值达ENU中心位置的电场强度值通过式（1）计算得到。EX。通过公式（2）计算电场测量仪电场强度示值误差。磁场强度幅频特性55磁场强度幅频特性校准原理图设定低频功率信号发生器频率为被校场探头的起始频率点；磁场测量仪的示值在期望值附近。通过式（3）或（4）实际场强值。B0.71550 NVrKf

（3）（4）式中：H——磁场强度，A/m；BN——实际场强值，μT；μ0——真空中的磁导率，4107；V——低频电压表测得的电压值，V；I——采样电阻中流过的电流，A；N——线圈匝数；r——线圈半径，m。BX。（5）（6）计算测量仪磁场强度示值误差。BB

（5）B x NBB（6）BBN式中，B——被校测试仪磁场强度示值绝对误差，V；——被校测试仪磁场强度示值相对误差，%。B，完成磁场强度的幅频特性的校准。磁场强度示值误差5连接仪器后，将测量仪的探头放入亥姆霍兹线圈中心位置。50Hz。设置低频功率信号发生器的输出幅度，使得测量仪的示值在期望值附近。通过式（3）计算得到此时亥姆霍兹线圈中心的实际场强值。Bx计算测量仪磁场强度示值误差。改变低频功率信号发生器的输出幅度，使得测量仪的示值在下一个期望值附近，重复到，完成磁场强度示值误差的校准。校准结果的表达校准结果处理经校准的测量仪出具校准证书，校准证书应符合JJF1071—20105.12的要求，并给推荐校准证书内容及内页（参考）B。校准结果的不确定度JJF1059.1－2012C。复校时间间隔建议复校时间间隔不超过12个月。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。设定频率(Hz)标准值(V/m)显示值设定频率(Hz)标准值(V/m)显示值(V/m)示值误差（dB）不确定度(k=2)标准值(V/m)显示值(V/m)示值误差（dB）不确定度(k=2)低频电磁场测量仪校准记录推荐格式委托单位： 原始记录编号： 仪器名称： 型号规格： 制造厂： 准确度等级： 出厂编号： 校准技术依据： 环境温度：℃相对湿度：%校准地点： 校准时间： 校准用主要标准器名称型号规格编号不确定度/准确度等级证书编号证书有效期至1.校准前检查：□符合要求 □不符合要求备注：一、电场强度幅频特性二、电场强度示值误差（设定频率50Hz）JJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGEPAGE9三、磁场强度频率响应频率(Hz)标准值（µT）显示值（µT）示值误差不确定度(k=2)四、磁场强度示值误差（设定频率50Hz）标准值（µT）显示值（µT）示值误差不确定度(k=2)以下空白校准： 核验： 校准日期： JJF(陕)113—2024JJF(陕)113—2024PAGEPAGE10附录B校准证书内容及内页格式校准证书应至少包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室的名称和地址；进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；证书的唯一性标识（如编号），e）送校单位的名称；被校对象的描述和明确标识；接收日期；如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；校准环境的描述；校准结果及测量不确定度的说明；对校准规范的偏离的说明；o）校准结果仅对校准对象有效的声明；p）未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。（）低频电磁场测量仪校准证书内页（参考）格式一、电场强度幅频特性设定频率(Hz)标准值(V/m)显示值(V/m)示值误差（dB）不确定度(k=2)二、电场强度示值误差（设定频率50Hz）标准值(V/m)显示值(V/m)示值误差（dB）不确定度(k=2)三、磁场强度幅频特性频率(Hz)标准值（µT）显示值（µT）示值误差不确定度(k=2)四、磁场强度示值误差（设定频率50Hz）标准值（µT）显示值（µT）示值误差不确定度(k=2)校准员： 核验员：附录C磁场强度示值误差的测量不确定度评定示例测量模型

HNIH H H式中：

x r Hx——磁场强度实际值，A/m；V——低频电压表测得的电压值，V；KfN——线圈匝数，N=5；r——线圈半径，m；HNU——场不均匀性引入的修正值；HENV——环境电磁噪声引入的修正值；HPP——探头定位不准引入的修正值。不确定度来源如下：u1；u2；u3；u4；u5；u6；u7；u8；u9。标准不确定度分量的评定（）u1B1A/m0.128%（k=2），则：u10.128%/20.064%u2用B类方法评定。电流监视器在使用前需经过进行校准，获得Kf并应用到场强计算中。100kHz时，Kf=2.038V/A，校准证书上提供的不确定度优于0.5%（k=2）。则：u20.5%/20.25%u33用B类方法评定。如果线圈的匝数较多，在获得匝数时难免需要进行测量产生误3353

，则：u30%/

0%u4用B类方法评定。线圈半径使用校准证书上的数据，r≈0.5m，校准证书上提供的不确定度为0.05%（k=2），则：u40.05%/20.025%u5用B类方法评定。亥姆霍兹线圈制作不理想的因素包括半径误差、间距误差、失33配体现在对0.7155这个值的影响上该影响量不大于假设为均匀分布则：33u50.1%/

0.058%3B类方法评定。在对低频磁场测量仪进行校准时，磁场信号穿过探头感应线圈的中心，并与线圈平面垂直，探头感应线圈区域内所有位置的磁场强度被认为都等于50cm时，计算结果显示，场不均匀性导致的相对偏差范围为33(0~1.5)0.75%3

，则：u60.75%/

0.433%u7B0.024A/m，以校1A/m为例，噪声引入的相对偏差为(0~2.4)%1.2%3k= ，则：3

u71.2%

30.69%3u83用B类方法评定。使用精确地探头定