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  发布 JJG 2007--2007 时间频率计量器具 检定系统表 Verification Scheme FrequencyMeasuring Instruments 本检定系统表经国家质量监督检验检疫总局2007年6月14日批准中华人民共和国国家计量检定系统表ljG 2007--2007 时间频率计量器具 Time FrequencyMeasuring Instruments 2007—06—14发布 2007—12—14实施 国家质量监督检验检疫总局,2月14日起施行并自2007年1。.3.2时间传递…………………………………………………………………………(2 4计量标准………………………………………………………………………………(3 4.1名称和量值…………………………………………………………………………(3 4.1.1名称………………………………………………………………………………(3 4.1.2量值………………………………………………………………………………(3 4.2频率准确度…………………………………………………………………………(3 4.3传递方法……………………………………………………………………………(3 4.3.1利用高分辨力频率计数器………………………………………………………(3 2利用频标比对器…………………………………………………………………(45工作计量器具…………………………………………………………………………(4 5.1典型工作计量器具的名称和测量范围……………………………………………(4 5.1.1频率合成器………………………………………………………………………(4 5.1.2时间合成器………………………………………………………………………(4 5.1.3频率计数器………………………………………………………………………(4 5.1.4时间间隔测量仪…………………………………………………………………(4 5.2工作计量器具内标准源的频率准确度……………………………………………(4 6检定系统表框图………………………………………………………………………(5 时间频率计量器具检定系统表 1范围 本系统表规定了时间频率量值由时间频率计量基准经过计量标准传递到工作计量器 具的传递程序、传递方法及最佳测量能力归口单位:全国时间频率计量技术委员会 起草单位:中国计量科学研究院 本检定系统表由全国时间频率计量技术委员会负责解释 一一叮替~本检定系统表主要起草人: 张爱敏(中国计量科学研究院) 参加起草人: 高小殉(中国计量科学研究院) 马凤鸣(中国计量科学研究院) JJG 27—2007 目录1范围……………………………………………………………………………………(1 2术语和定义……………………………………………………………………………(1 2.1国际原子时(TAI)…………………………………………………………………(1 2.2协调世界时(UTC)………………………………………………………………(1 2.3北京时间(BST)……………………………………………………………………(1 2.4频率准确度…………………………………………………………………………(1 3计量基准………………………………………………………………………………(1 3.1名称和量值…………………………………………………………………………(1 3.1.1铯喷泉钟…………………………………………………………………………(1 3.1.2原子时标…………………………………………………………………………f 13.2频率准确度及时刻偏差不确定度…………………………………………………(2 3.2.1铯喷泉钟频率准确度……………………………………………………………(2 3.2.2原子时标频率准确度及时刻偏差不确定度……………………………………(2 3.3传递方法……………………………………………………………………………(2 3.3.1频率传递…………………………………………………………………………(2 3。校准时在开展,值溯源的依据也可作为量。计量局(BIPM)以原子秒为单位建立和保持的时间坐标2术语和定义 2.1国际原子时(’FAI) 由国际。室的原子钟数据加权计算得到利用分布在世界各 时间实验,义复现装置校准其秒长由秒定。:) 国际上统一的标准时间2.2协调世界时(UT(,自TAI其秒长取,)偏差在0.9s以内时刻与世界时(UTl。算的纸面时间UTC为计,UTC(k)物理实现为,验室代码k为实。) 我国统一的标准时间2.3北京时间(BST。度 频率实际值相对于标称值的偏离程度BST=UTC+8h 2.4频率准确。号的相对值表示定量的用不带符,0111如11,105。等等13。频率基准装置(以下简称铯喷泉 钟)及原子时标基准装置(以下简称原子时标)3计量基准 3.1名称和量值 时间频率计量基准包括激光冷却铯原子喷泉时间。钟是直接复现秒定义的物理装置3.1.1铯喷泉钟 铯喷泉,参加国际原子时的校准用途有两种: 1);手段出现异常时2)当国际溯源,原子时标直接校准。频率值为5MHz铯喷泉钟给出的。准装置由一组连续工作的原子钟组成3.1.2原子时标 原子时标基,和保持标准时 间利用此钟组建立,C(NIM)代号为UT。)绘出标准频率UTc(NIM,1MHz标称值为,MHz及北京时间5MHz和10,分、秒显示以时、 。2.1铯喷泉钟频率准确度 有多种因素造成铯喷泉钟的频率复现值偏离定义值JJG2007—20117 3.2频率准确度及时刻偏差不确定度 3.。定时评, 偏离值及其不确定度求出各项因素造成的,修正后偏离值,现值对定义值的偏离程 度总的合成不确定度即为复,率准确度称为频。准确度为510目前铯喷泉钟的。05年评定)15(20。.2.1原子时标频率准确度 原子时标频率准确度优于5103:2.2原子时标频率准确度及时刻偏差不确定度 3.2。41,PS共视(或全视)比对方法参加国际原子时的合作获得途径有两种: 1)用国际原子时校准 利用G,传给 BIPM每周把比对数据,urC(NIM)与UTC的时差从BIPM每月的时间公报上得到,出两者的相对频率偏差通过时差的变化 率得。确度优于110UTC的频率准。4,)的频率准确度优于5 X10由此可保持UTC (NIM。4。校准 用一台氢原子钟(通称飞轮钟)做媒介2)当国际溯源手段出现异常时用铯喷泉钟,和UTC (NIM)的频率差同时测出飞轮钟相对铯喷泉钟,M)相对铯喷泉钟的频率差通过计算得到UTC(NI,IM) 的速率调整urc(N,确度优于51014使原子时标的频率准。M)与UTC在时刻上的偏差由BIPM的时间公报上得到3.2.2.2原子时标时刻偏差不确定度 uTC(NI。器 调整此偏差通过相位微跃,50ns以内使其保持在。20ns(k=2)偏差的不确定度为。量值通过原子时标向下进行传递3.3传递方法 时间及频率。时差测量仪或比相仪测量被检频率标准与原子时标的时差3.3.1频率传递 3.3.1.1直接测量 利用,出相对平均频率偏差由时差的变化量求 。误差为1ns测量仪的最大,的平均时间对于1天,确定度为21014(k=2)相对平均频率 偏差的测量不,少到2x1010天可减。k=2)15(。重量过大不便于搬运的氢原子频率标准3.3.1.2远距离校准 对于体积,断电送检的 频率标准或需要连续运行不能,)共视法通过时差测量进行远程校准可用GNSS(全球导航卫星系统。与两地距离的远近有关时差测量的不确定度,(5~10)ns在我国境内可达到,510‘14~110‘13(k=2)相应 的一天平均频率偏差的不确定度为。量被检时钟的秒信号与标准时间(北京时间)秒信号的时差3.3.2时间传递 3.3.2.1直接测量 直接测。7—2007 均为时、分、秒时钟显示的数据 JJG200,s的偏差由读数判断与标准时间大于1。间间隔测 量仪测量小于1s的偏差用时,为lns最大误差,2.2远距离传递标准时间的编码信息可通过无线和有线方式传递测量结果的不确定度主要是标准时间时刻偏差的不确 3.3.。息编码(从ltm到24h)插入在电视信号的场逆程内无线传递方式利用中央电视台的 卫星转播信号将时间信,报时钟均以此标准时间为参考各地电视台 及广播电台的,准和同步进行校。 由基准钟房进行监测电视台发送的标准时间,的主钟进行校准并定期对电视台,保持在 lf£s以内使其与标准时间的时差。网和电话网进行传递有线方式通过互联。同步计算机内的时钟两者的主要用途是,TP网络协议前者利用N,制的时间编码器后者利用自主研。不确定度同步的,s(k=2)互联网 为l,线)电,输时间的不确定主要来源于传。1.1.1原子频标 基于原子跃迁理论建立的频率标准4计量标准 4.1名称和量值 4.1.1名称 4.。动型和被动型)、铷原子频标和GPS控制的铷原子频标目前广泛使用的有:铯原子频标、氢原子频标 (包括主。较小的石英晶体振荡器制成的一立使用的设备4.1.1.2石英晶体频标 用频率老化率。 石英晶体频标用GPS控制的,老化影响可减小,频率准确度具有较高的。两个频率值:5MHz和10MFIz4.1.2量值 频率标准通常给出,一个频率值或只给出,5MHz一般为 。氢原子频标的频率准确度在1104.2频率准确度 铯原子频标和。5x1011~。围内3范。围为11010--510铷原子频标的频率准确度范。11。准确 度可达到1 X10GPS控制的铷原子频标。时间为1天)12(平均。为110一~51011石英晶体频标的准确度。标准确度可 达到1X10GPS控制的石英晶体频。时间为1天)12(平均。标准源与参考频标之间的相对平均频率偏差4.3传递方法 测量工作计量器具内的,出该标准源的频率准确度按照相应的检 定规程给。部标准源为石英晶体振荡器的工作计量器具4.3.1利用高分辨力频率计数器 内,JJG2007—27 信号的频率可用频率计数器直接测量晶振输出 ,取100s闸门时间,用外标计数器,原子频标一般采用。较低的工作计量器具对于频率准确度 ,英晶体频标可采用石,确度要比 被测晶振的准确度高一个量级基本原则是计数器闸f-In-t问的准。110~1x10测量不确定度为。k=2)11(。频率准确度较高的工作计量器具4.3.2利用频标比对器 对,频标比对器来进行测 量可用测量分辨力更高的,度可小于l10‘13(k=2)闸门时间取100s时测量不确定。两大类:时间频率发生器和时间频率测量仪5工作计量器具 时间频率工作计量器具分。的频率和时间间隔前者产生宽 范围,输出的频率和时间间隔后者用于测量各种设备。部都具有一个标准源工作计量器具 内,晶体振荡器多数是石英,铷振荡器少数采用。误差(相对误差)能达到多少发生器和测量仪 最小的示值,频率或周期的准确 度决定最终由计量器具内标准源的。各种工作计量器具内标准源的频率 准确度因此时间频率量值传递的主要任务就是检定。定不归属本检定系统表其他计量性能指标的检。5.1.1频率合成器 也称为合成信号发生器5.1典型工作计量器具的名称和测量范围 ,超低频到微波频率范围从,达1“卜lz目前最低值可,到50GHz最高 值可。率为5MHz或10MHz频率合成器内标准源的频。器 产生各种时间间隔5.1.2时间合成,均为脉冲信号形式,1vrL电平多为。)脉冲间隔以正(负,宽度给出时间间隔正 (负)脉冲,s到104s范围从ln。率为5MHz或10MHz时间合成器内标准源的频。范围从1/tHz到50GHz5.1.3频率计数器 测频。为5MHz或10MHz计数器内标准源的频率。量两脉冲间的时间间隔和脉冲宽度5.1.4时间间隔测量仪 可测,s到104s范围从1n。频率为5MHz或10MHz时间间隔测量仪内标准源的。作计量器具内所用标准源大都是石英晶体振荡器5.2工作计量器具内标准源的频率准确度 工,温补晶振 到恒温晶振从简单的常温晶振、。0 5到510~频率准确度从11,源用铷振荡器如内部标准,般为11010频率准确 度一。<lIo叫4 fGPs共视比对系统 计最佳测量能力:时差20ns 原子时标UTC(NIM)基准装置频率值JJG2007--2007 6检定系统表框图(见下图) 时间频率计量器具检定系统表框图 国际频率准确度,:UTC+Sh 时差IUTC(N1M)一UTCI<50ns5MHz.10MHz 频率准确度:5X101‘ 基北京时闯,k=2) 准ll频率测量仪器不确定度(u):20ns(;度: 最佳测量能力:210’14(f=1天) 时差测量仪 电视网I us时差测量仪.比相仪 时间测量仪器: 电视网、电话网、互联网时刻编码不确定,lOms电话网,最佳测量能力:510“4 最佳测量能力可联网Is(k-2) GPS远程校准;子频标计原,视台和广播电台撤时钟 频率值石英晶体频标标准数字时钟 电;Hz5M,(u): 时差不确定度(【10MHz 时差不确定度, 量频率准确度):lores;lO“(f:loos) IfIff频牢合成器 时间合成器 频率计数器 时间间隔测景仪 其他电子仪器 计算机时钟 工晶振频率 晶振频率 晶振频率晶振频率 5MHzIi0 g-5X10 01us~3 us (^-2) 伸=21 标f测量仪器:频标比对器:晟佳测量fthl10”(f=100s) f准I计数器:最佳测量能力l。 5MHz10MHz, 5MHZ10MHz, 5MHz10MH2, 5MHz10MHZ,频率准确度: 频率准确度: 频率准确度: 量1X10’~l10一10MHz 时芳小确定 作度:3s 频率准确度: 频率准确度: 。。 lXl0一~I10‘110-s~I10”。l10’tl10~。嚣具可能会有新的产品或不同的名称I10~IXl0” 器具注:计量,不可能奎部列出在检定系统表中。表的 工作计量器具对未列入检定系统,、测量范围和工作原理必要时可根据效测量,器具的测量范 围和工作原理参考橙定系统裹中列出的计量,量值传递速径确定适合的。

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