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国防军工计量技术规范
JJF（军工）229—2019
示波器高压探头校准规范
Calibration Specification for High Voltage Probes of
Oscilloscope
2020-04-01实施
2019-12-20发布
国家国防科技工业局发布 JJF（军工）229—2019
示波器高压探头
校准规范 Calibration Specification for HighVoltageProbesofOscilloscope
JJF（军工）229—2019
主要起草单位：国防科技工业5116二级计量站
参加起草单位：国家高电压计量站 JJF（军工）229—2019
本规范主要起草人：
郭伟民（国防科技工业5116二级计量站）武晋川（国防科技工业5116二级计量站）
参加起草人：
邓晓莉 （国防科技工业5116二级计量站）高岩晶 （国防科技工业5116二级计量站）朱宇洁 （国防科技工业5116二级计量站）郭晓东 （国防科技工业5116二级计量站）王斯琪 （国家高电压计量站） JJF（军工）229—2019
目 录
1 范围 2 概述 2.1 构造及原理 2.2 分类 2.3 用途. 3 计量特性. 3.1 输入电阻误差 3.2 直流电压衰减比误差 3.3 工频电压衰减比误差 3.4 频带宽度 3.5 上升时间 3.6 直流共模抑制比 4 校准条件 4.1 环境条 4.2 校准用设备 5 校准项目和校准方法 5.1 校准项目 5.2 校准前准备 5.3 校准方法
2
...2 ..2 .2 .2
2
.4
D
5
国防军工
校准结果的处理. 复校时间间隔
..12 13 .14 17 41
6 7 附录A原始记录格式附录B 高压探头校准项目不确定度评定示例附录C 校准证书内页格式 JJF（军工）229—2019
示波器高压探头校准规范
范围本规范适用于100V~200kV，10:1~10000:1直流电压衰减比和工频电压衰减比，以及小信号条件下400MHz频带宽度的示波器高压探头稳态特性和瞬态特性的校准。 2# 概述 2.1构造及原理
1
示波器高压探头通常由输入端、分压网络和输出端构成，是将被测高电压信号按照一定的衰减比转换为低电压信号的计量器具， ，与外接示波器（或数字电压表）共同构成分压系统。原理如图1所示。
高压臂
示波器
低压臂
图1示波器高压探头原理简图
2.2分类
按照是否包含有源器件，可分为有源示波器高压探头和无源示波器高压探头：按照信号测量方式可分为示波器高压差分探头（以下简称差分探头）和单端示波器高压探头。 2.3用途
示波器高压探头（以下简称高压探头）通常接入示波器，进行各种高电压信号的测量。 计量特性
国防车工
3 3.1输入电阻误差
范围：10MQ2~3GQ，最大允许误差：±（0.5%~5.0%） 3.2直流电压衰减比误差
测量范围：100V~200kV 直流电压衰减比：10:1~10000:1；最大允许误差：±（0.5%~5.0%）。
3.3工频电压衰减比误差
测量范围：100V~150kV；交流电压衰减比：10:1~10000:1；最大允许误差：±（1.0%~5.0%）。
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3.4频带宽度
-3dB带宽：400MHz（校准时输入信号电压峰峰值不小于5V）。 3.5上升时间
不小于875ps（校准时最大脉冲幅度不小于20V）。 3.6直流共模抑制比
不小于3000：1或10000：1。 4 校准条件 4.1环境条件
要求如下： a）环境温度：（23±5）℃； b）相对湿度：30%~70%； c）供电电源：（220±11）V，（50±1）Hz d）其它：高压探头四周与校准装置高压部分大于两倍高度的范围内应无多余物体：
高压探头应放置在绝缘垫上，保证足够的绝缘距离：高压探头周围无影响其正常工作的电磁环境和机械振动，实验室接地应可靠且有放电装置，接地电阻不应大于0.52。 4.2校准用设备
校准用设备应经过计量技术机构检定或校准，满足校准使用要求，并在有效期内。 a）直流高压电源输出电压范围：1kV~200kV； 30s稳定度：±0.05%；可为负直流高电压。 b）直流高电压标准分压器测量范围：1kV~200kV；分压比：1000:1~100000:1；最大允许误差：±0.05%。 c）直流数字电压表直流电压测量范围：10mV~100V，最大允许误差：±0.10%；具有大于10GQ输入阻抗；或10MQ输入阻抗，最大允许误差：±1%。 d）直流标准电压源直流输出电压：（100~1000)V，最大允许误差：±0.10%。 e）直流电阻箱直流电阻：0.9MQ~1.2MQ，最大允许误差：±0.05%。 f）电阻测量仪测量范围：10MQ~3GQ；最大允许误差：±0.05%。
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注：必要时高阻段采用高阻计。 g）交流高压电源输出电压范围：1kV~150kV，频率50Hz； 15s稳定度：±0.10%。 h）交流高电压标准互感器测量范围：1kV~150kV，频率50Hz；交流电压互感比：1000:1~2000:1；最大允许误差：±0.10%。 i），交流数字电压表交流电压测量范围：10mV~100V，频率50Hz 最大允许误差：±0.20%；具有1MQ输入阻抗，最大允许误差：±2%。 j）交流标准电压源交流输出电压：（100~1000)V，频率50Hz，最大允许误差：±0.20%。 k）数字示波器垂直偏转系数：1mV/格~10V/格，最大允许误差：±2%，1MQ耦合；频带宽度：500MHz或与快沿脉冲发生器合成的上升时间对应折算的频带宽度不小于
高压探头标称频带宽度的3倍，1MQ耦合。
1）：信号发生器正弦信号输出频率：50kHz~400MHz；输出电压：峰峰值不小于5V，502；幅度平
坦度：±0.5dB；
1kHz方波输出，幅度：5V，502或1MQ；注：也可用满足上述要求的函数发生器。 m）快沿脉冲发生器上升时间：不大于350ps或与数字示波器合成的上升时间不大于高压探头标称上升时
间的1/3（转换为1MQ匹配），50Q；
脉冲幅度：不小于20V。 n）耐压测试仪直流输出电压：不小于高压探头直流额定输入电压；交流输出电压：不小于高压探头交流额定输入电压；输出电压最大允许误差：±10%。 o）数字万用表具有导通测量功能。 p）其他除上述校准用设备外，还应配置符合校准所需的BNC同轴电缆、同轴连接器（如GR
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转BNC连接器、香蕉插头转BNC连接器、制造厂专用同轴夹具等）、50Q通过式负载、 制造厂所配专用延伸电缆、双阳/阴BNC转接器和接地线等接插件与配件 5校准项目和校准方法 5.1校准项目
校准项目如下： a）输入电阻误差； b）直流电压衰减比误差： c）工频电压衰减比误差； d）频带宽度； e）上升时间； f）直流共模抑制比。 注：直流共模抑制比只适用于差分探头。
5.2校准前准备 5.2.1外观
目视法检查。高压探头的外观应完好，无影响正常工作或操作安全性的机械损伤。探针或挂钩应无损坏或松动。输出电缆、匹配器、补偿盒及接地线等配件应齐全配套。铭牌上的型号规格、生产厂商、编号等标识应清晰完整，附件及技术说明书应齐全。 5.2.2工作正常性 5.2.2.1接地检查
将高压探头（输出电缆线、匹配器、接地线等）组装好，用数字万用表的一支表笔接高压探头的地线，另一支表笔接输出电缆线（或输出电缆线与匹配器连接后）的外层接地线，此时回路应呈导通状态。
校准用设备和被校高压探头按技术说明书规定时间预热，无规定时，则直流数字电压表和交流数字电压表预热1h，其他设备预热30min。 5.2.2.2调零
对于差分探头，按厂家技术说明书进行调零。 5.2.2.3补偿
对于有补偿调节功能或带有补偿盒的高压探头，校准前应进行补偿检查。按图2连接仪器设备。将高压探头输出端接入数字示波器通道输入端，确定通道阻抗为1M2。高压探头的输入端匹配接入信号发生器的输出端（输出阻抗为502时接入502通过式负载）。
信号发生器 OUT -500- 被校高压探头 CHx 数字示波器
C
通过式负载图2高压探头补偿连接图
信号发生器输出1kHz方波，调节数字示波器，观察显示的波形，使用高压探头标配的