中華人民共和國國家計量技術規(guī)范2025-03-27發(fā)布2025-09-27實施JJF2234—2025低頻電場測量儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforLow-frequencyElectricFieldmetersJJF2234—2025歸口單位:全國電磁計量技術委員會主要起草單位:中國測試技術研究院中國計量科學研究院中國電力科學研究院參加起草單位:北京無線電計量測試研究所遼寧省計量科學研究院山東省計量科學研究院本規(guī)范委托全國電磁計量技術委員會負責解釋JJF2234—2025本規(guī)范主要起草人:馬軻瀛(中國測試技術研究院)劉瀟(中國計量科學研究院)王家福(中國計量科學研究院)張建功(中國電力科學研究院)參加起草人:葉娟(北京無線電計量測試研究所)張圣男(遼寧省計量科學研究院)劉曉(山東省計量科學研究院)JJF2234—2025Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3術語 (1)4概述 (1)5計量特性 (2)5.1工頻電場強度示值誤差 (2)5.2頻率特性 (2)5.3各向同性 (2)6校準條件 (2)6.1環(huán)境條件 (2)6.2測量標準及其他設備 (3)7校準項目和校準方法 (3)7.1校準項目 (3)7.2校準方法 (4)8校準結果表達 (6)9復校時間間隔 (7)附錄A工頻電場強度示值誤差不確定度評定示例 (8)附錄B校準原始記錄格式 (12)附錄C校準證書內頁格式 (15)附錄D平行板電場裝置結構、尺寸及其他要求 (18)JJF2234—2025Ⅱ國家計量技術規(guī)范JJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術語及定義》和JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構成支撐本校準規(guī)范編制工作的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2234—20251低頻電場測量儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率范圍為10Hz~100kHz,電場強度測量范圍為1V/m~10kV/m的低頻電場測量儀的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB8702—2014電磁環(huán)境控制限值IEC61786-1:2013關于人體暴露于1Hz至100kHz直流磁場、交流磁場及交流電場的測量第1部分:測量儀器的要求(MeasurementofDCmagnetic,ACmagneticandACelectricfieldsfrom1Hzto100kHzwithregardtoexposureofhumanbeings—Part1:Requirementsformeasuringinstruments)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)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(guī)范。3術語3.1電場強度electricfieldstrength當一導體帶電時,導體周圍受到影響,一帶電粒子被引入此空間,則在任意瞬間均的力。注:電場強度以伏特每米(V/m)來表示,簡稱場強。3.2頻率特性frequencycharacteristic被校對象參量與頻率的關系。注:本規(guī)范中指幅頻特性。3.3頻率平坦度frequencyflatness在規(guī)定的工作頻率范圍內,頻率特性的起伏變化。3.4各向同性isotropy傳感器對場的響應與場極化方向和入射角方向無關的性質。注:又稱全向一致性。實際測量中,以各向異性來表征各向同性。4概述低頻電場測量儀是測量低頻電場強度E的儀器,簡稱場強儀。其廣泛應用于高壓輸變電系統(tǒng)、職業(yè)病防治、環(huán)境監(jiān)測等領域的低頻電場測量。常見的低頻電場測量儀原理其傳感器工作原理:傳感器放入待測電場,通過測量傳感器這一孤立導體的兩部分之間2的感應電流或感應電荷來確定待測電場強度的大小，不要求一個參考地電位。傳感器結構如圖1所示。E低頻電場測量儀一般由傳感器、檢波器電路和顯示單元三個部分組成，如圖2所示。低頻電場測量儀按外形結構可分為手持式和遠程式。遠程式低頻電場測量儀的傳感器在外部探頭中，檢波器在具有顯示功能的單獨主機中，采用光纖連接探頭和主機。低頻電場測量儀傳感器按軸向可分為單軸和三軸。三軸傳感器的低頻電場測量儀需測量各向同性。5計量特性5.1工頻電場強度示值誤差電場強度范圍：1V/m～10kV/m;5.2頻率特性頻率范圍：10Hz～100kHz;電場強度范圍：1V/m～100V/m;測量頻段內頻率平坦度最大允許誤差為±0.5dB,且各頻點的最大允許誤差5.3各向同性6校準條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：(20±5)℃。3相對濕度：≤80%。電源要求：(220±22)V,(50±1)Hz。無影響儀器正常工作的電磁干擾及機械振動。注意安全防護，安全距離不小于1m。在平行板電場裝置中放置低頻電場測量儀時，須使用絕緣材質的支架。6.2測量標準及其他設備6.2.1平行板電場裝置兩塊圓形金屬板水平放置，中間由絕緣材料支撐。平行板的直徑1.5m,間距0.75m。該結構尺寸的平行板電場裝置可用于校準傳感器對角線尺寸小于0.23m的低頻電場測量儀，平行板電場裝置的結構如圖3所示。平行板電場裝置的間距需要溯源，其他的結構類型及尺寸要求在附錄D中說明。6.2.2工頻高壓試驗裝置電壓范圍：1V～10kV;最大允許誤差：±10%。6.2.3電壓互感器一次電壓：10kV;二次電壓：100V;準確度等級：優(yōu)于0.5級。6.2.4低頻信號發(fā)生裝置電壓范圍：1V～100V;最大允許誤差：±10%。6.2.5數字電壓表(交流電壓)測量范圍：0.01V～1000V;最大允許誤差：±0.2%。6.2.6激光測距儀測量范圍：0.1m～10m;準確度等級：2級(±5.0mm)。7校準項目和校準方法7.1校準項目校準項目一覽表見表1。4表1校準項目一覽表序號校準項目1工頻電場強度示值誤差237.2.1校準前準備7.2.1.1檢查低頻電場測量儀外觀，各開關、按鍵等應調節(jié)正常，不應有影響電氣性7.2.1.2低頻電場測量儀及標準裝置通電，按技術說明書規(guī)定時間預熱，預熱后能正校準點應覆蓋所有量程并兼顧各量程之間的覆蓋性及量程內的均勻性，同時應參考被校低頻電場測量儀說明書中對校準點的建議。用于公眾曝露電磁環(huán)境監(jiān)測及評價的低頻電場測量儀，須校準50Hz、4000V/m點；用于架空輸電線路線下的耕地、園地、牧草地、畜禽飼養(yǎng)地、養(yǎng)殖水面、道路等場所電磁環(huán)境監(jiān)測及評價的低頻電場測量儀，須校準50Hz、10kV/m點。也可根據實際情況或送校單位的要求選取7.2.2工頻電場強度示值誤差a)平行板上施加的電壓小于1000V,按圖4連接儀器；平行板上施加的電壓大于或等于1000V,按圖5連接儀器。將低頻電場測量儀放入平行板電場裝置幾何中心位試驗裝置oE低頻電場測量儀十圖4工頻低幅度場強誤差校準線路EE圖5工頻高幅度場強誤差校準線路b)工頻高壓試驗裝置設定輸出頻率為50Hz。c)調節(jié)工頻高壓試驗裝置電壓幅度，使平行板電場裝置中心位置的電場強度達到5設定值。平行板電場裝置上的電壓V?在低幅度下由數字電壓表直接讀取，在高幅度下為數字電壓表示值與電壓互感器變比的乘積，中心位置的電場強度通過公式(1)計算得到。式中：電場強度設定值，V/m;平行板上的電壓，V;d——平行板的間距，m。d)將此時電場強度設定值及低頻電場測量儀示值記錄在附錄B中。e)改變工頻高壓試驗裝置輸出電壓，重復步驟c)到e),直至完成選取測量點的校準。f)通過公式(2)計算電場強度示值誤差，并記錄在附錄B中。式中：δE——低頻電場測量儀電場強度示值誤差，dB;Ex——低頻電場測量儀示值，V/m;En——電場強度設定值，V/m。7.2.3頻率特性a)按圖6連接儀器。將低頻電場測量儀放入平行板電場裝置幾何中心位置，使其相應軸向與電場方向平行。十Eb)低頻信號發(fā)生裝置按預先設定的頻率輸出。c)調節(jié)低頻信號發(fā)生裝置電壓幅度，使平行板電場裝置中心位置的電場強度達到設定值，并記錄在附錄B中。平行板電場裝置上的電壓V?為數字電壓表示值，中心位置的電場強度通過公式(1)計算得到。d)將此時頻率設定值、電場強度設定值及低頻電場測量儀示值記錄在附錄B中。e)改變低頻信號發(fā)生裝置輸出頻率，保持平行板電場裝置中心位置電場強度設定值不變，并重復步驟c)到e),直至完成選取的各頻率點的校準。f)通過公式(2)計算選取的各頻率下電場強度示值誤差，并記錄在附錄B中。g)通過公式(3)計算低頻電場測量儀在所選取的頻率范圍內的頻率平坦度，并記錄在附錄B中。JJF2234—20256lg-20lg(3)2ΔEf=±20lg-20lg(3)2式中:ΔEf—頻率平坦度,dB;E0—參考頻率點的場強示值,V/m;一般選取50Hz作為參考頻率;Emax—頻率范圍內最大的場強示值,V/m;Emin—頻率范圍內最小的場強示值,V/m。7.2.4各向同性a)平行板上施加的電壓小于1000V,按圖4連接儀器;平行板上施加的電壓大于或等于1000V,按圖5連接儀器。將低頻電場測量儀放入平行板電場裝置幾何中心位置,使其相應軸向與電場方向平行。b)工頻高壓試驗裝置設定輸出頻率為50Hz。c)調節(jié)工頻高壓試驗裝置電壓幅度,使平行板電場裝置中心位置的電場強度達到設定值,中心位置的電場強度通過公式(1)計算得到。d)調整低頻電場測量儀位置,使其相應軸向的讀數最大。將此時低頻電場測量儀軸向、電場強度設定值及低頻電場測量儀示值記錄在附錄B中。e)重新放置低頻電場測量儀,保持傳感器中心位置不變,使其余軸向與電場方向平行,保持電場強度設定值不變,重復步驟d)到e),直至得出三個軸向的測量結果。f)在三個軸向的測量結果中找到最小值和最大值,利用公式(4)計算確定低頻電場測量儀的各向異性響應,并記錄到附錄B中。由各向異性響應結果表征出低頻電場測量儀的各向同性。A=±20lg(4)式中:A—各向異性,dB;amax—三個軸向中的最大示值,V/m;amin—三個軸向中的最小示值,V/m。8校準結果表達校準結果應在校準證書(報告)上反應,校準證書(報告)應至少包含以下信息:a)標題:“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和有關時,應說明被校對象的接收JJF2234—20257h)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;i)對校準所依據的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環(huán)境的描述;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)對校準規(guī)范的偏離的說明;n)校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的聲明;p)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄B,校準證書(報告)內頁格式見附錄C。9復校時間間隔間隔。8附錄AA.1測量方法以一款采用遠程式低頻電場測量儀的校準為例，探頭邊長10cm,校準50Hz、4000V/m點。分析工頻電場強度測量結果的不確定度。校準過程中使用的平行板電場裝置結構如圖A.1所示。A.2不確定度的評定A.2.1測量模型根據公式(1)和公式(2),先分析絕對示值誤差的不確定度，最后再換算為分貝(dB)表示的相對示值誤差的不確定度：Ex——低頻電場測量儀示值，V/m;V?——平行板上的電壓，V;A.2.2合成標準不確定度計算公式u2(△E)=c2(Ex)u2(Ex)+c2(V?)u2(V?)+c2(d)靈敏系數：對4000V/m校準點的測量結果進行評定，平行板電場裝置上施加電壓3000V,平板間距為0.75m。V?=3000V,d=0.75m。由此可得，靈敏系數：c(Ex)=1,c(V?)=-1.34m-1,c(d)=5333.34V/m2。A.2.3標準不確定度的評定A.2.3.1測量的重復性引入的標準不確定度u(Ex)對被校低頻電場測量儀50Hz、4000V/m下的電場強度進行10次測量數據見JJF2234—20259表A.1重復性測量結果次數電場強度示值/(V/m)139082390733907439065390963908739108390893904103903n∑s∑s=i=1xi-xn-1=3.53V/mn-10)使用電壓互感器及數字電壓表的組合對電壓進行測量,其最大允許誤差為±0.5%,估計為均勻分布,平行板上施加電壓引入的測量不確定度分量為:A.2.3.3平行板間距引入的標準不確定度u(d)u(V0)=(3000V×0.A.2.3.3平行板間距引入的標準不確定度u(d)采用手持式激光測距儀測量平行板間距。其最大允許誤差為±5.0mm,估計為均勻分布,平行板間距引入的不確定度分量為:A.2.3.4場均勻性(放置位(d))定.8m(EU)在平行板電場裝置幾何中心確定一個邊長為10cm的虛擬正方體。保持平行板上施加的電壓、頻率不變,使用一個小型低頻電場測量儀(體積小于或等于被校低頻電場測量儀的1/3),分別測量中心位置、八個頂點位置及前后左右上下六個面中心位置的電場強度,計算各個位置相對中心位置的最大偏差來確定平行板電場裝置場均勻性引入的不確定度分量,測試位置如圖A.2所示。測量得到,最大偏差為141V/m,估計為均勻分布,場均勻性引入的不確定度分量為:u(EU)=(141V/m)/3≈81.41V/m。A.2.3.5低頻電場測量儀放入引起場擾動引入的標準不確定度u(E;)在平行板電場裝置幾何中心確定一個邊長為10cm的虛擬正方體。被校低頻電場測量儀作為干擾探頭，平行板電場裝置在中心有干擾探頭和沒有干擾探頭的情況下，保持電壓、頻率不變，使用一個小型低頻電場測量儀(體積小于或等于被校低頻電場測量儀的1/3),分別測量八個頂點位置的電場強度，計算各個位置在中心有干擾探頭和無干擾探頭情況下的變化量以確定被校低頻電場測量儀放入標準場，電場發(fā)生擾動引入的不確定度分量，測試位置如圖A.3所示。測量得到，50Hz下最大偏差為65V/m,估計為均勻分布，低頻電場測量儀放入引起場擾動引入的不確定度分量為：u(E;)=(65V/m)/√3≈37.53V/mA.3合成標準不確定度的評定輸入量標準不確定度一覽表見表A.2。不確定度來源靈敏度系數c;標準不確定度值u;1-1.34m-11平行板電場裝置場擾動1考慮上述各個不確定度互不相關，則合成標準不確定度為：u。=√c2(Ex)u2(Ex)+c2(Vo)u2(Vo)+c2(d)u2(d)+c2(Eu)u2(Eu)+c2(E;)u2(E;)≈91.76V/m相對合成標準不確定度為：ucrel=(91.76V/m)/(4000V/m)≈2.JJF2234—202511A.4擴展不確定度換算為分貝(dB)表示為:換算為分貝(dB)表示為:U=20lg(1+Urel)=0.39dB(k=2)JJF2234—202512附錄B校準原始記錄格式低頻電場測量儀校準原始記錄證書編號:送校儀器信息:委托單號送校單位制造單位型號/規(guī)格出廠編號校準環(huán)境條件及地點:℃相對濕度%其他校準所依據的技術文件(代號、名稱):JJF2234—2025《低頻電場測量儀校準規(guī)范》校準所使用的主要測量標準:名稱測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號證書有效期至(YYYY-MM-DD)JJF2234—202513低頻電場測量儀校準原始記錄證書編號:校準結果記錄外觀及工作正常性檢查項目檢查結果外觀工作正常性1.工頻電場強度示值誤差設定頻率50Hz設定電場強度V/m儀器示值V/m示值誤差dB擴展不確定度(k=2)JJF2234—202514低頻電場測量儀校準原始記錄證書編號:校準結果記錄2.頻率特性設定頻率Hz設定電場強度V/m儀器示值V/m示值誤差dB擴展不確定度(k=2)參考頻率(Hz);參考頻率場強示值(V/m);最大場強示值對應頻率(Hz);最大場強示值(V/m);最小場強示值對應頻率(Hz);最小場強示值(V/m);頻率平坦度:(dB);擴展不確定度(k=2)。3.各向同性設定頻率50Hz設定電場強度V/mX軸向示值V/mY軸向示值V/mZ軸向示值V/m最大場強amax:(V/m);最小場強amax:(V/m);各向異性A:(dB);擴展不確定度(k=2)校準員:核驗員:校準日期:年月日JJF2234—202515附錄C校準證書內頁格式證書編號××××××-××××<校準機構授權說明>校準結果不確定度的評估和表述均符合JJF1059.1的要求。校準環(huán)境條件及地點:℃相對濕度%其他校準所依據的技術文件(代號、名稱):JJF2234—2025《低頻電場測量儀校準規(guī)范》校準所使用的主要測量標準:名稱測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號證書有效期至(YYYY-MM-DD)第×頁共×頁JJF2234—202516證書編號××××××-××××1.工頻電場強度示值誤差設定頻率50Hz設定電場強度V/m儀器示值V/m示值誤差dB擴展不確定度(k=2)2.頻率特性設定頻率Hz設定電場強度V/m儀器示值V/m示值誤差dB擴展不確定度(k=2)參考頻率(Hz);頻率平坦度:(dB);擴展不確定度(k=2)第×頁共×頁JJF2234—202517證書編號××××××-××××3.各向同性設定頻率Hz設定電場強度V/m各向同性dB擴展不確定度(k=2)—以下空白—說明:聲明:1僅對加蓋“×××××校準專用章”的完整證書負責。2本證書的校準結果僅對本次所校準的計量器具有效。校準員:核驗員:第×頁共×頁平行板電場裝置結構、尺寸及其他要求只要平行板的間距相對于平行板的尺寸來說足夠小