JJF 1437-2013
基本信息
标准号： JJF 1437-2013
中文名称：示波器电压探头校准规范
标准类别：国家计量标准(JJ)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准简介
JJF 1437-2013 示波器电压探头校准规范
JJF1437-2013
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标准内容
中华人民共和国国家计量技术规范JJF1437-2013
示波器电压探头校准规范
Calibration Specification for Oscilloscope Voltage Probes2013-11-28发布
2014-02-28实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJF1437—2013
示波器电压探头校准规范
Calibration Specification forOscilloscope VoltageProbes
归口单位：全国无线电计量技术委员会主要起草单位：广东省计量科学研究院JJF1437—2013
广东省计量科学研究院东莞分院参加起草单位：安捷伦科技（中国）有限公司本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：
JJF1437—20.13
广东省计量科学研究院
常志方
广东省计量科学研究院
广东省计量科学研究院东莞分院叶峻江
参加起草人：
安捷伦科技（中国）有限公司
田志东
1范围
引用文件·
术语和定义，
直流电压衰减比
无源探头?
有源探头：
差分探头
概述·
5计量特性
直流电压衰减比
频率响应·
上升时间
输人电阻·.
6校准条件…
6.1环境条件·
6.2校准所用计量标准、仪表设备校准项目和校准方法…
7.1外观及工作正常性检查
直流电压衰减比
频率响应…
上升时间·
输人电阻
8校准结果表达·
9复校时间间隔·
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
校准记录格式
校准结果格式
JJF1437—2013
主要项目校准结果不确定度评定实例使用示波器的FFT功能或使用失量网络分析仪校准探头的频响·差分探头的共模抑制比（CMRR）()
（2）)
（2）
（3）
（3）
（4）
（5）
（6）
JJF1437—2013
本规范依据JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》编制，其中测量不确定度的评定按照JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行本规范中的示波器电压探头是指用于提供示波器和被测试点之间的物理连接和电气连接的电压探头，不包括电流探头和逻辑探头。本规范为首次制定
1范围
JJE1437—2013
示波器电压探头校准规范
本规范规定了示波器电压探头的校准项目、方法及结果处理，适用于各类频率低于6GHz的示波器电压探头的校准。2引用文件
本规范引用了下列文件：
JJF1057-1998数宇存储示波器校准规范JF1059.12012测量不确定度评定与表示JJE1071-2010国家计量校准规范编写规则GB/T15289—1994数字存储示波器通用技术条件和测试方法凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范，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。3术语和定义
3.1直流电压衰减比DCattenuationratio用来衡量示波器电压探头输人电压和输出电压之间的比率。定义为在示波器电压探头的测量范围内，输人直流电压与输出直流电压之比。3.2无源探头passiveprobe
不包含有源器件、不需要外部供电就可以正常工作的探头。3.3有源探头activeprobe
包含有源器件、需要外部供电才能正常工作的探头。一般来讲，输人电容较小，输人电阻也较小，可以减小对被测电路的干扰，达到较宽的测量带宽。非差分有源探头的最大输人电压一般较小，并且需要防护静电放电等因素对有源探头的破坏，而有源差分探头可以用于高电压的差分测量。3.4差分探头differentialprobe有一正一负两个输人端和单独地线的有源探头。输出电压与两个输人端之间的电压差成正比。用于观察相互作参考而不是以地电平作参考的信号，以及观察存在大的直流偏置或其他共模成分的信号，如叠加了电源噪声的小信号。4概述
示波器电压探头是使用示波器进行测量的重要配套设备，可将不同传输线形式中的电压信号按照一定规律转换为同轴电压信号，提供示波器测量。按照是否包含有源器1
JJE1437-2013
件，示波器电压探头可以分为有源探头和无源探头。5计量特性
5.1直流电压衰减比
衰减比：1：1~1000：1。
最大充许误差：土2%
5.2频率响应
最大允许误差：±3dB
5.3上升时间
测量范围：≥58ps。
5.4输入电阻
输人电阻：50Q~100MQ
最大允许误差：2%。
注：以上技术指标不是用于合格性判别，仅供参考。6校准条件
6.1环境条件
6.1.1环境温度：（23土5）℃
6.1.2环境湿度：≤80%RH。
6.1.3电源电压及频率：（220土11）V，（50士1）Hz。6.1.4周围无强电磁场干扰及无影响校准系统正常工作的机械振动。6.2校准所用计量标准、仪表设备6.2.1精密直流电压源
电压范围：（0～1000）V；
最大允许误差：士0.1%。
6.2.2、直流高压源
电压范围：（0~10）kV；
最大允许误差：土1%。
6.2.3直流电压表
直流电压测量范围：（01000）V：直流电压测量最大允许误差：土0.01%。6.2.4高频信号发生器
频率范围：50kHz~6GHz
频率准确度：优于士1×10-：
输出功率电平范围：（-50~20）dBm功率电平最大允许误差：土1dB。6.2.5功率计
频率范围：50kHz~6GHz；
JJF1437—2013
功率测量范围：（-20~20）dBm；功率测量最大允许误差：±0.3dB6.2.6功分器
频率范围：50kHz~6GHz:
最大分配功率：0.5W
6.2.7示波器
带宽：大于被校准探头标称带宽的2倍：电压幅度最大充许误差：士2%：输人电阻：50n、1Mn.
6.2.8快沿信号发生器
快沿上升时间：小于探头标称上升时间的3
频率准确度：优于±1×10-；
快沿幅度（峰峰值）：≥0.1V
6.2.9电阻测试仪
电阻测量范围：10n~300Ma；
电阻测量准确度：士0.5%
6.2.10正弦波发生器
频率输出范围：1Hz~50kHz；
输出峰峰值电压范围：1mV~10V：直流偏置电压范围：C-5~+5）V：输出电压最大允许误差：±1%
6.2.11网络分析仪
频率测量范围：50kHz6GHz。
校准项目和校准方法
校准项目见表I。
校准项目表
项目名称
外观及工作正常性检查
直流电压衰减比
频率响应
上升时间
输人电阻
功能检查
量值校准
量值校准
量值校准
量值校准
注：“十”为必校项目，“二”为选校项目。7.1外观及工作正常性检查
首次校准
7.1.1示波器电压探头应有说明书及全部配套附件。使用中校准
7.1.2外观结构检查
JJF1437—2013
探头的机械结构应该坚固可靠，探针头部或探针、弹簧挂钩、连接线以及电缆线物理连接完好，无破损；各开关、按键等应安装牢固，调节正常。7.1.3有源探头供电检查
通常有源探头是通过与示波器兼容的智能识别和电源供给接口来进行衰减倍率识别和供电的，并能识别所接探头类型，按需要正确设置输人电阻、衰减比、探头电源和偏置范围。对于通过示波器输人接口供电的有源探头，检查时应通过配备有相应系统的示波器来进行。单独外置电源式有源探头要手动检查功能是否正常。7.1.4探头补偿检查
使用示波器自带校准信号输出进行探头补偿检查。将探头设置为正常工作伏态，探头输出端接入示波器输入端，探头输入端接示波器自带校准信号输出信号端，整示波器，观察示波器上显示的波形，判断该探头目前的状态是否为欠补偿或过补偿，并给子调整。欠补偿、过补偿以及正常补偿时示波器显示波形如图1所示。000 300
a过度补偿
7.2直流电压衰减比
7.2.1仪器连接如图2所示。
精密直流电压源
或直流高医源
b.补偿不足
图1探头补偿示意图
直流电压输出
匹配负载
图2直流电压衰减比校准
c.正确补偿
直流电压表或bZxz.net
示波器
7.2.2按照图2所示，参照附录A中表A.1中的输入电压设置精密直流电压原或直流高压源输出电压（不同的探头选点不同）Uv·从直流电压表（适用无源探头或示波器（适用有源探头）上读出所测量直流电压实际值UouT。并记录于附录A表A，1。考虑到探头的输出电阻与直流电压表输人电阻不一定一致，所以在探头输出端接入直流电压表时，需要确保直流电压表输入电阻与探头输出电阻匹配。当探头输出端接人示波器时，应先用精密直流电压源对示波器的直流电压测量点进行校准，使用示波器寸应量程的修正值。探头的直流电压衰减比α通过公式（1）计算得出：UiN
a=Uout
式中：
JJF1437—2013
探头的直流电压衰减比；
Ui探头输人电压，V：
Uour一探头输出电压，V。
7.3频率响应
仪器连接如图3所示。
信号发生器
女最人带单
功分器
校准夹具
图3示波器频率响应校准
示波器
功事计
信号发生器输出正弦波信号，频率设为50kHz，调整输出幅度，使示波器对应量程（连接探头后需使用的量程）显示信号高度为满屏幕的80%。根据附录A表A.2中的频率设置，通过功率计监测保持信号发生器输出幅度不变，改变信号发生器输出频率，同时调整示波器的水平扫描系数使波形能够与之相适应，使用示波器的光标功能测量当前频率下示波器显示峰峰值V，并记录在附录A表A.2中夹具+探头
信号发生器
0日么最人常意
功分器
功率计
图4电压探头频率响应校准
示波器
7.3.2信号发生器输出端与被校准探头的输人端之间需要通过操头校准专用夹具来连接：夹具的终端需要添加50终端负载，用以与信号发生器的输出端的匹配。操头与夹具之间的接地应尽量短、尽量直，一般使用探头原厂附带的探针进行连接。7.3.3信号发生器输出正弦波信号，频率设为50kHz，调整输出幅度，使示波器显示信号高度为满屏幕的80%。根据附录A表A.2中的频率设置改变信号发生器输出频率，通过功率计监测保持信号发生器输出幅度不变，同时调整示波器的水平扫描系数使波形能够与之相适应，使用示波器的光标功能测量当前频率下示波器显示峰峰值V并记入附录A表A.2中。探头的频响b6,按公式（2）计算：b.=20lgv
式中：
b.—探头频响，dB:
V.—未接探头时示波器的修正值；(2)
JJF1437-2013
V—接人探头后示波器测得的峰峰值7.4上升时间
仪器连接如图5所示。
快信号发生器
校准来具
图5上升时间校准
示波器
7.4.2设置快沿信号发生器输出电压峰峰值为1V或者最大输出幅度，调示波器，使显示波形能够满足测量要求，使用示波器的上升时间测量功能测量当前波形的上升时间，并记入附录A表A.3中。
7.5输人电阻
7.5.1仪器连接如图6所示。
电阻测试仪
图6输人电阻校准
示波器
7.5.2将探头输出端接人到相应匹配阻抗的示波器输人端，然后使用电阻测式仪测量被校准探头的输人电阻：读出测量值，并记人附录A表A.4中。8校准结果表达
校准后，出具校准证书。校准证书由封面和校准数据组成。封面由校准机哟确定统格式，校准数据按附录所列数据表格：并可根据被测示波器电压探头的情元进行填写。证书上的信息应满足以下要求。a）标题：“校准证书”，
b）实验室名称和地址：
c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识：e）客户的名称和地址；
f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被交对象的接收日期：
h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行明；）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；k）校准环境的描述：
1校准结果及其测量不确定度的说明：m）对校准规范的偏离的说明；
JJF1437-2013
n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识：0）校准结果仅对被校对象有效的说明：P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。复校时间间隔
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。推荐复校时间间隔为1年。
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示波器电压探头校准规范
Calibration Specification for Oscilloscope Voltage Probes2013-11-28发布
2014-02-28实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJF1437—2013
示波器电压探头校准规范
Calibration Specification forOscilloscope VoltageProbes
归口单位：全国无线电计量技术委员会主要起草单位：广东省计量科学研究院JJF1437—2013
广东省计量科学研究院东莞分院参加起草单位：安捷伦科技（中国）有限公司本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：
JJF1437—20.13
广东省计量科学研究院
常志方
广东省计量科学研究院
广东省计量科学研究院东莞分院叶峻江
参加起草人：
安捷伦科技（中国）有限公司
田志东
1范围
引用文件·
术语和定义，
直流电压衰减比
无源探头?
有源探头：
差分探头
概述·
5计量特性
直流电压衰减比
频率响应·
上升时间
输人电阻·.
6校准条件…
6.1环境条件·
6.2校准所用计量标准、仪表设备校准项目和校准方法…
7.1外观及工作正常性检查
直流电压衰减比
频率响应…
上升时间·
输人电阻
8校准结果表达·
9复校时间间隔·
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
校准记录格式
校准结果格式
JJF1437—2013
主要项目校准结果不确定度评定实例使用示波器的FFT功能或使用失量网络分析仪校准探头的频响·差分探头的共模抑制比（CMRR）()
（2）)
（2）
（3）
（3）
（4）
（5）
（6）
JJF1437—2013
本规范依据JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》编制，其中测量不确定度的评定按照JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行本规范中的示波器电压探头是指用于提供示波器和被测试点之间的物理连接和电气连接的电压探头，不包括电流探头和逻辑探头。本规范为首次制定
1范围
JJE1437—2013
示波器电压探头校准规范
本规范规定了示波器电压探头的校准项目、方法及结果处理，适用于各类频率低于6GHz的示波器电压探头的校准。2引用文件
本规范引用了下列文件：
JJF1057-1998数宇存储示波器校准规范JF1059.12012测量不确定度评定与表示JJE1071-2010国家计量校准规范编写规则GB/T15289—1994数字存储示波器通用技术条件和测试方法凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范，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。3术语和定义
3.1直流电压衰减比DCattenuationratio用来衡量示波器电压探头输人电压和输出电压之间的比率。定义为在示波器电压探头的测量范围内，输人直流电压与输出直流电压之比。3.2无源探头passiveprobe
不包含有源器件、不需要外部供电就可以正常工作的探头。3.3有源探头activeprobe
包含有源器件、需要外部供电才能正常工作的探头。一般来讲，输人电容较小，输人电阻也较小，可以减小对被测电路的干扰，达到较宽的测量带宽。非差分有源探头的最大输人电压一般较小，并且需要防护静电放电等因素对有源探头的破坏，而有源差分探头可以用于高电压的差分测量。3.4差分探头differentialprobe有一正一负两个输人端和单独地线的有源探头。输出电压与两个输人端之间的电压差成正比。用于观察相互作参考而不是以地电平作参考的信号，以及观察存在大的直流偏置或其他共模成分的信号，如叠加了电源噪声的小信号。4概述
示波器电压探头是使用示波器进行测量的重要配套设备，可将不同传输线形式中的电压信号按照一定规律转换为同轴电压信号，提供示波器测量。按照是否包含有源器1
JJE1437-2013
件，示波器电压探头可以分为有源探头和无源探头。5计量特性
5.1直流电压衰减比
衰减比：1：1~1000：1。
最大充许误差：土2%
5.2频率响应
最大允许误差：±3dB
5.3上升时间
测量范围：≥58ps。
5.4输入电阻
输人电阻：50Q~100MQ
最大允许误差：2%。
注：以上技术指标不是用于合格性判别，仅供参考。6校准条件
6.1环境条件
6.1.1环境温度：（23土5）℃
6.1.2环境湿度：≤80%RH。
6.1.3电源电压及频率：（220土11）V，（50士1）Hz。6.1.4周围无强电磁场干扰及无影响校准系统正常工作的机械振动。6.2校准所用计量标准、仪表设备6.2.1精密直流电压源
电压范围：（0～1000）V；
最大允许误差：士0.1%。
6.2.2、直流高压源
电压范围：（0~10）kV；
最大允许误差：土1%。
6.2.3直流电压表
直流电压测量范围：（01000）V：直流电压测量最大允许误差：土0.01%。6.2.4高频信号发生器
频率范围：50kHz~6GHz
频率准确度：优于士1×10-：
输出功率电平范围：（-50~20）dBm功率电平最大允许误差：土1dB。6.2.5功率计
频率范围：50kHz~6GHz；
JJF1437—2013
功率测量范围：（-20~20）dBm；功率测量最大允许误差：±0.3dB6.2.6功分器
频率范围：50kHz~6GHz:
最大分配功率：0.5W
6.2.7示波器
带宽：大于被校准探头标称带宽的2倍：电压幅度最大充许误差：士2%：输人电阻：50n、1Mn.
6.2.8快沿信号发生器
快沿上升时间：小于探头标称上升时间的3
频率准确度：优于±1×10-；
快沿幅度（峰峰值）：≥0.1V
6.2.9电阻测试仪
电阻测量范围：10n~300Ma；
电阻测量准确度：士0.5%
6.2.10正弦波发生器
频率输出范围：1Hz~50kHz；
输出峰峰值电压范围：1mV~10V：直流偏置电压范围：C-5~+5）V：输出电压最大允许误差：±1%
6.2.11网络分析仪
频率测量范围：50kHz6GHz。
校准项目和校准方法
校准项目见表I。
校准项目表
项目名称
外观及工作正常性检查
直流电压衰减比
频率响应
上升时间
输人电阻
功能检查
量值校准
量值校准
量值校准
量值校准
注：“十”为必校项目，“二”为选校项目。7.1外观及工作正常性检查
首次校准
7.1.1示波器电压探头应有说明书及全部配套附件。使用中校准
7.1.2外观结构检查
JJF1437—2013
探头的机械结构应该坚固可靠，探针头部或探针、弹簧挂钩、连接线以及电缆线物理连接完好，无破损；各开关、按键等应安装牢固，调节正常。7.1.3有源探头供电检查
通常有源探头是通过与示波器兼容的智能识别和电源供给接口来进行衰减倍率识别和供电的，并能识别所接探头类型，按需要正确设置输人电阻、衰减比、探头电源和偏置范围。对于通过示波器输人接口供电的有源探头，检查时应通过配备有相应系统的示波器来进行。单独外置电源式有源探头要手动检查功能是否正常。7.1.4探头补偿检查
使用示波器自带校准信号输出进行探头补偿检查。将探头设置为正常工作伏态，探头输出端接入示波器输入端，探头输入端接示波器自带校准信号输出信号端，整示波器，观察示波器上显示的波形，判断该探头目前的状态是否为欠补偿或过补偿，并给子调整。欠补偿、过补偿以及正常补偿时示波器显示波形如图1所示。000 300
a过度补偿
7.2直流电压衰减比
7.2.1仪器连接如图2所示。
精密直流电压源
或直流高医源
b.补偿不足
图1探头补偿示意图
直流电压输出
匹配负载
图2直流电压衰减比校准
c.正确补偿
直流电压表或bZxz.net
示波器
7.2.2按照图2所示，参照附录A中表A.1中的输入电压设置精密直流电压原或直流高压源输出电压（不同的探头选点不同）Uv·从直流电压表（适用无源探头或示波器（适用有源探头）上读出所测量直流电压实际值UouT。并记录于附录A表A，1。考虑到探头的输出电阻与直流电压表输人电阻不一定一致，所以在探头输出端接入直流电压表时，需要确保直流电压表输入电阻与探头输出电阻匹配。当探头输出端接人示波器时，应先用精密直流电压源对示波器的直流电压测量点进行校准，使用示波器寸应量程的修正值。探头的直流电压衰减比α通过公式（1）计算得出：UiN
a=Uout
式中：
JJF1437—2013
探头的直流电压衰减比；
Ui探头输人电压，V：
Uour一探头输出电压，V。
7.3频率响应
仪器连接如图3所示。
信号发生器
女最人带单
功分器
校准夹具
图3示波器频率响应校准
示波器
功事计
信号发生器输出正弦波信号，频率设为50kHz，调整输出幅度，使示波器对应量程（连接探头后需使用的量程）显示信号高度为满屏幕的80%。根据附录A表A.2中的频率设置，通过功率计监测保持信号发生器输出幅度不变，改变信号发生器输出频率，同时调整示波器的水平扫描系数使波形能够与之相适应，使用示波器的光标功能测量当前频率下示波器显示峰峰值V，并记录在附录A表A.2中夹具+探头
信号发生器
0日么最人常意
功分器
功率计
图4电压探头频率响应校准
示波器
7.3.2信号发生器输出端与被校准探头的输人端之间需要通过操头校准专用夹具来连接：夹具的终端需要添加50终端负载，用以与信号发生器的输出端的匹配。操头与夹具之间的接地应尽量短、尽量直，一般使用探头原厂附带的探针进行连接。7.3.3信号发生器输出正弦波信号，频率设为50kHz，调整输出幅度，使示波器显示信号高度为满屏幕的80%。根据附录A表A.2中的频率设置改变信号发生器输出频率，通过功率计监测保持信号发生器输出幅度不变，同时调整示波器的水平扫描系数使波形能够与之相适应，使用示波器的光标功能测量当前频率下示波器显示峰峰值V并记入附录A表A.2中。探头的频响b6,按公式（2）计算：b.=20lgv
式中：
b.—探头频响，dB:
V.—未接探头时示波器的修正值；(2)
JJF1437-2013
V—接人探头后示波器测得的峰峰值7.4上升时间
仪器连接如图5所示。
快信号发生器
校准来具
图5上升时间校准
示波器
7.4.2设置快沿信号发生器输出电压峰峰值为1V或者最大输出幅度，调示波器，使显示波形能够满足测量要求，使用示波器的上升时间测量功能测量当前波形的上升时间，并记入附录A表A.3中。
7.5输人电阻
7.5.1仪器连接如图6所示。
电阻测试仪
图6输人电阻校准
示波器
7.5.2将探头输出端接人到相应匹配阻抗的示波器输人端，然后使用电阻测式仪测量被校准探头的输人电阻：读出测量值，并记人附录A表A.4中。8校准结果表达
校准后，出具校准证书。校准证书由封面和校准数据组成。封面由校准机哟确定统格式，校准数据按附录所列数据表格：并可根据被测示波器电压探头的情元进行填写。证书上的信息应满足以下要求。a）标题：“校准证书”，
b）实验室名称和地址：
c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识：e）客户的名称和地址；
f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被交对象的接收日期：
h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行明；）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；k）校准环境的描述：
1校准结果及其测量不确定度的说明：m）对校准规范的偏离的说明；
JJF1437-2013
n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识：0）校准结果仅对被校对象有效的说明：P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。复校时间间隔
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。推荐复校时间间隔为1年。
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