GB T 4861-1984 模拟计数率表特性和测试方法.pdf

1、UDC倒1.2:621.3.012 磕睡中华人民共和国国家标准GB 4861- 84 模拟计数率表特性和测试方法A nalogue counting ratemeters characteristics and test methods 1985 -01 -05发布1985-10-01实施回来标准局批准1 引言中华人民共和国国家标准模拟计数率表特性和测试方法Analogue counting ratemeters characteristics and test methods UDC 681. 2:621 .3.012 GB 4861-84 1. 1 本文的规定适用于普通测量范围(0.1脉冲

2、/秒-106脉冲/秒)内的线性和对数模拟计数东表。率表可以是单独的或为其他仪器的一部分。本文不对定型、例行和交收等测试类别进行区分，也不对指定特性给出只体数值，执行LjJ L根据仪器的具体用途加以必要的说明。1. 2 本文规定了表示计数率表工作性能的最常用的特性，并建立套验证这些特性的相应的测试方法。这里的规定不但允许在相同类型的率表之间，而且也允许在不同类型的率哀之间进行比较。由于仪器适用场合不同，不一定对所有特性都进行测试;但只要测试，就应按本文的规定进行。这里所涉及的指示仪表应根据其他有关标准校准，本文不作规定。2 定义2.1 仪器2. 1. 1 计数率表能连续给出平均计数率指示的部件，

3、简称率表。2. 1. 2 模拟计数率表能提供模拟输出信号的率表。2. 1. 3 数字计数率表能提供数字输出信号的率表。2. 1. 4 线性计数卒表输出模拟指示正比F计数率的率表。2. 1. 5 对数计数率表输出模拟指示正比于计数率对数的率表。2.2 特性2.2.1 额定范国*制造厂对仪器的1二作特性规半的最值的范围。2.2.2 有效范围*额定范围内的保证误差极限的部分。不1J说I月时，有放范围等于额定范围。2.2.3 (量的约定真值从实际需要出发所考虑的尽可能接近真值的值(其误差是确定的)。该值可以是国家标准戒厂家与用户一致同意的标准的规定值。在这两种情况下约定真值的不确定度均应指出。*多t过

4、羊毛仪器的每斗当都有一额;屯范l划和有放范|到。国家标准局1985-01-05发布1985-10-01实施GB4861-84 2.2.4 额定值制造厂对仪器工作特性规定的量值。2.2.5 工作特性规定给仪器的某个最，用它的数值、公差、范围等限定仪器的性能。2.2.6 影响量和影响特性影响量是来自仪器外部的能影响仪器性能的量。如果一个工作特性的变化也影响到另一工作特性时.称前者为影响特性。2.2.7 阶跃信号其幅度由一个特定值瞬时地跃变到另一特定值的信号。2.2.8 计数计数装置的单次响应。2.2.9 (输出端的计数率每单位时间的计数量。-2.2.10 (输入端的)脉冲率每单位时间出现在率表输入

5、端的脉冲数量。2.2.11 (测量装置的上升时间对应阶跃信号的输入，输出量从其幅度的10%上升到90%所需要的时间。2.2.12 (测量装置的)响应时间由被视IJ量;量的阶跃变化开始，直到输出信号第-次达到它最终变化的给定的百分数时为止所需要的时间。2.2.13 平均响应时间由被测量量的阶跃变化开始，直到输出信号(考虑到信号的统计性质)第一次达到它最终平均值的1- 1/ e = 63.2 %为止所需要的平均时间。2.2.14 稳定时间由被测量量的特定的阶跃变化开始，直到输出信号达到并保持在距其终值为最终变化的某一可分数以内所需要的时间。2.2.15 平均稳定时间由被测量最的特定的阶跃变化开始，

6、直到输出信号达到并保持在以最抖飞v均C为中心的主2范围之内所需要的最短时间的平均值。2.2.16 恢复时间率表饱和之后，恢复它原来的L作特性所需要的时间。2.2.17 平均无故障时间(MTBF)电子测量仪器两次相邻失放之间的时间的i吧:ln2.3 测试和使用条件2.3.1 基准条件为了进行比较丰和和草祀i校耳雄准Z主，(川;L或限定范围(对景影5;响i斗阶响l而归古缸卅l川叶:斗拌卡阵L夺斗?1性斗1臼2.3.2 萄额1;屯i立:1恢才济rl用T引!瓦盯r惯影响;过数i虫的范围，在此范围以内有关工作误差的要求是被满足的。2.3.3 额定工作条件-组工作特性的有效范国和影响茧的额定使用范阳的总和

7、，仪器的性能是在此条件F加以说明的。2.3.4 极限王作条件一组影响量和工作特性数俏的范围(分别在它们的额立使用范围扣布放范围之夕忡，在此条件F仪器可以工作而不损坏，随后在额JEJ:作条件fT作时其性能也不降低。 2 GB 4861-84 2.3.5 预稳定时间在基i在条件f，由接通电源、起直到所有的性能都达到要求j:J止所需要的时间。2.4 误差2.4.1 绝对误差仪器的示值与比较悔之差，是以被割I!J式民戎被供给萃的单位为单t，z:的ttt，仪式的设立u比较值可以是真伯、约定真值及溯源到国家标准或台i叶汉污同意、(rjo 量的真f直是通过无误差测量过FF得到的，实际L不可能得到，因此以俨:

8、在一lzVIZ代辞真丘2.4.2 相对误差绝对误差与比较值之比。2.4.3 问有误差在甚准条件下所确定的某rJ!=特险的法:差。.4.4 工作误差在额定E作条件下f=E-点所测定的某作特性的误差。2.4.5 第二工作误差在额定r作条件以内的A个窄范围内所测立的某J.作特性的误差。2.4.6 线性偏差随输入垦的变化有4反映输出指示实际变化的曲线，该曲线相对其乍均自统的偏离是均纯牲饵，川2.4.7 最大偏差2丰E表输出指示的食际刻度曲线与.t、-，iJ丝ijJ艾rfQ之间酌最大差别。2.4.8 稳定性偏差在其他条件均保持恒定的情况下.仪器的指)J可直或供fftf自主:如屯的时间!同!可1;发生的最

9、大变化。2.4.9 变动量当一个影响最偏离其基准数值(或基准市围的般限)在:在前注:使用范i有i均取何t.I仪器的;jl或供给量数值的增量。此时其它影响量和影响特性仍处于事布条件下戎育放范围内c2.4.10 总的系统误差在规定的作条件下，影响测量仪器指尽的系统误差的代数fo2.4.11 重复性偏左同一个量被同一个观测者在同4个实验室用同台仪器技扫同的方法在相当璋的时间!同陆内进行一组测量所得结果之间的变化。2.4.12 不确定度表1E一一组测量结果离散和度的恒，该组测量:结果的不响注:度为dun(= k 。为测量结果的衍准偏差;k为一整数，它相应于在所;考虑的测毡中偏差不超过d川的概率为。一般

10、取k= 3，相应的概率p= 99.73 % (系统误差被除外)。3 一般测试条件3. 1 基准条件和额定使用范围最;!l:可环境温度l_i 坠兰，在1基准条件和黯克使用范围(UN茧fN为额定值)JZ观条科一一一一十一一一一一一一一衍jij吏1J范围。-40汇大气相对lIJ度20% -80% L一-J!12一一一一3 ilt 电!石响f.:主UfJ供电频率f贝热时fJJr作位置, 担GB 4861-84 续表1 ;住条件86.0-106.0kP a 厂家指定正常位置:t1 u哈10%- N - 15% UN主10% LJN :t 1% /V :t 5% 45士151in*基准位置士300，或指示

11、装置的允许极限时表1;、I每-个影响旨:给出?它的基准值(或范围以及额lif使用范围，每-栏中的每一组数值或范围限定了组测试条件，必须在这些条件下完成与给立误差有关的测试。基准条件供研究!占1有误差没因影响国:在额定使用范围内取H:一值时所产生的读数的变均挝之用。额使用范围是验证工作误差及第二二作误差的条件。在额J作条件下，对影响量的任一组合，!11:误差及第二五作误差必须在指定的极限之内。般，对用户来说最有用的特性是工作误差、第三工作误差以及由于环境温度和供电电压变化所带来的影响。其他环境削试项目!但按南关标准的规定进行。有特殊要求者可按当事者一致同意的规定进行。3.2 预调整丁家所推存的预

12、调整(除另行指者外)可以在基准条件或额Ji二条件:F迸竹，旦仪器的输人端应宅接(不必短路)并且i1以屏蔽。去J皮用的脉冲率(包括它的稳定性以及随温度和供电电压的变化)和被检测仪器零点的调节等要验证，仪器IE常王作时的lil有功能也应事先加以恰查。3.3 测试的一般安排*对口H隽式仪表;F运用。忖对l1I阴式仪表呀1:法再H1飞直士90，成巾，.:;Yl:i允许拟i:GB 4861-84 电压表线性变化电压自动记录仪示波器负载图1测试的一般安排图1给出了测试时仪器的安排。脉冲产生器或随机脉冲产生器(或准随机脉冲产生器)的输出应通过适当的连接器与率表输入端短接。产生器的指示经校准后可以认为是脉冲率

13、的约定真值!V;或者以足够快的脉冲计数器监视产生器的输出，实际上多用后一种方法得到i飞。数字电压表有4-5位有效数字即可。当用自动记录仪进行测量时，应尽量按升降两个单调方向重复测量。用检流计(或静电计等)指零，将率表的输出与已校准的线性参考电压相比较的方法比用自动记录仪直接测量要灵敏。在稳定性测试中最好用自动记录仪，而且应用于对顶法中。3.4推荐方法的总的原则3.4.1 对每台仪器都规定了称为理论常数的常数。用它可以从约定真值Nc计算输出的理论值。被检测仪器所提供的输出读数与此理论值之差即为该读数的误差。3.4.2 依照从率表得到测量结果的途径，分为z8. 当只能由装在率表上的指示仪表得到读数

14、Nr时，相应的测试方法属于指示仪表读数。b. 当电压u(或电流!)构成率表的直接输出，利用电压lJ(或电流!)对率表进行测试时，称为直接输出测量。直接输出取自于电路本身，用它控制后接的仪器或附加电路。率表与附加电路可以各自、也可以作为一个整体来测试。倘若附加电路中包括指示仪表，则制造者应给出它的工作误差。这样做的优点就在于无论是对线性率表还是对对数率表都能从直接输出电压或电流)的绝对误差标出相对误差。对直接输出的电信号进行测量是很方便的，这是直接输出测量的另一优点。4 特性与测试方法4. 1 有效范围有效范围的上、下限N(maXl和N(minl由厂家给出。有效范围应重合于额定范围之内。有效范围

15、的检验要用适当的脉冲进行，对信号性质的要求(如脉冲的时间分布、形状、幅度、k升和下降时间、极性等写)厂家必须指明，并于检验前验证。检验时信号源的脉冲率要在叫maXl和N(minl之间变化。通常，线性率表每档都有一有效范围，而对数率表却只有一个。4.2 理论常数4.2.1 线性率表线性率表的指示仪表读数IVr或直接输出电压U与约定真值Nc有如下的关系zNr = koNc+Nro或U=koNc+ U1。.(1) ko是厂家给出的理论常数，Nro或Uo为Nc=0时的输出读数或被测到的电压值。Nro和!0实际上应可F D GB 4861-84 忽略，于是得到:ko二主二或hoJ-. .1. C .L

16、.C 当Nc取Nc(max)时ko =苹旦LMo=:(maxL._.，.1 c (ma 10 c (ma x) 倘rko =-井z-斗?或制ko忡0俨=f伫伫s创 (3 ) (4) 一般几(LH川。只要不在h川点上确定ko值，厂家就应加以说明。线性率表的每档都有一个ko值。应将此值与厂家所给值相比较。4.2.2 对数率表指示仪表读数几干与约定真值Nc满足!NT=holV+NTOHH-fu-UNMU-HH-. (5) 此时N二和N二画在对数-对数坐标纸上。厂家给出的理论常数ko的验证同上。对数率表直接输出的电压U与约定真值Nc满足U=alg(b.N二.( 6 ) G和b为厂家给定的理论常数。根据

17、上式所得的理论直线画在半对数坐标纸上如图2所示。针对等于每一个数量级脉冲率矶和相应的读数Nr或输出电压U得到实际的曲线，并可画出它的乎均直线$后者在横轴上的截距为l吨。由千UfTUlV _. 1 均直线得到的工旦旦和b=，并将此值与厂家给定值相比较。n2- nj 11。N叮回阳或hobUUN 或/. N C iNc (回皿|坐2 + 1 A 1 1 + 1 白A 1 . 14 10.2 因2对数率表的响应-:f!E论宣钱，平均直线，一头:测曲线6 GB 461一-844.3 输入特性由厂家给出的，诸如仨号的f;状、极性和啊!支.口号的出现卡l1;1号号八最/j、脉1，11戒jE，最大忡，f 升

18、时间和fi海时间，输入阻抗飞飞飞，i民制性特性。主主Effii整个组ij二1/lf到i入尽量用上述各项特性的最杀手!j情况所组合起来的信号进行il;!试。4.4 输出特性4.4.1 动态阻抗输出电压变化量AU与相应的输出电流变化;二，1之比为动态阻抗Z，民JziLT L 1 ，叮)f家应给出极限值，其测试方法见4.1704.4.2 (电压输出的)最大负44;甩出厂家给定的，仪器仍然可在fEZ范围内维拮l作的总火口j斡iij电忱。4.4.3 (电流输出的)最大负载阻抗在输入脉冲率最大的情况扎对额完输出r+!泊的影口i司等于给山fi分数时的负载出i扰。在最大输人脉1!1萃的情况下，改变宰表输!l瑞

19、.(可0，载阻拓:以测izt输出电iitrt;J:代采确屯最大负载阻抗值。4.4.4 负载电容接到仪器输出端而还能使仪器维持在正常;1HJ;也国之内的最大旧容伍。t111i?瓦吁:在在输出端;接-容过不断变大的电容器:iJ仪器，Fl正常户口(如汗始振荡I:lll ，j时间，可长g:Jj1 定值之外)为止而确屯。4.5 响应时间和稳定时间4.5.1 响应时间斗和稳时!，sjt s fl针对脉冲来的七升和r!I辛两种的t测试，在n因3N? /J,c, 10 90 Nr U 100 因3 日币1J缸片们111和i稳对线性，和表应写了出每挡的tr丰l1fs(对自动换村纠性手.(;i:仁乙_i，; j

20、:j机$3档之:ilO;牛ij转焕时的鸟在10。对对数卒it刷安针对与个数量绞叶山官们的相;与ffiLI4.5.2 为l;WU:在:tr和ts白朗!正的输入脉吓对应龙江夕ilfh 20 飞之-tCUL丘f;一了j犁，扣4f;uBfR示的变化fO:lJJ之间的夭系7 GB4861-84 表2输入和输出变化输出方向率表类型输入脉冲率的阶跃变化tr 线性率表所测试档的)。-0.9八Tr或0-0.9U 。-N*上升对数率表N-I0N Nr -9Nr或相应的电压U的变化*线性率表(所测试档的)N卢-O.INr或U-O.IU 。-N下降对数率表10N-N 入Tr-0.11凡或相应的电压U的变化如果选用不同

21、的脉冲率阶跃变化，则应指出.起始和停止的精确数值。4.5.3 率表输出端所接负载对响应时间和稳定时间的影响必须可以忽略。4.5.4 .测试手段指示变化ts 。-(0.9或1.1)Nr. 或0-(0.9或1.1)U.Nr -(9或11)Nr或相应的电压U的变化凡-(士0.1)Nr 或u- (iO.l) U Nr -(0.11或0.09)Nr 或相应的电压U的变化通常情况下，利用超低频示波器(扫速可达100s/cm)或一般的示政器加自动记录仪。当被测时间较短时可能要使用照像技术。若用单迹示波器，可选一参考点为起始瞬间。也可以用图4带布两个闻电路控制的电子计时电路测量响应时间，但作为开关元件尽量不用

22、继电器。两个闻电路的阔值Utl和Ut2规定如表3。对单调的读数建立过辑来说，图4的安排也可用来测量稳定时间。阶跃信号源披检测率表图4电子计时法测量响应时间和上升时间*对自动换档线性率表，建议在两档的1/2Nc (max)之间测试tr及儿。H在对数率表中，输出的90%相应于阶跃脉冲率的80%。*以输出指示达到并保持在这两个数之间时的瞬间来确定稳定时间。8 GB 4861-84 表3触发|竭值万向升降触发电压Ut Ut2 12 脉线性仪器。O.9 !V N o.lN 冲率对数仪器O.lN 。.9N几7O. l1N 对指示仪表读数类型的率表来说只能用A般的计时器，因此测坠的准确度较低。当然也可以使用

23、其他仪器记录率表的输出随时间的变化。JC论使用什么仪器，作为时间测量的基准都应预先加以检验。4.6 上升时闰有关测量响应时间的一些注意事项和测量手段也适用于上升时间的测量。用电子计时法测量上升时间时，闻电路的阔值Utl和Ut2规定如表40 方触发脉线冲率对4.7 恢复时间向电压性二草表数率表输出冉，UN_ , _ l! r ( sat) ,(j (sat) Nr (max) U (max) 输入脉冲率N.loN (max) 表4触发阔值升ell u O.lN O.9N O. l1N O.9N 图5恢复时间降u;, Ut2 O.9N 。.1NO.9N O.llN 9 GB 4861-84 以足够

24、高的脉冲率在足够长的时间内加在率表的输入端令其饱和。而后当输人脉冲率以阶跃形式消失时，由此瞬间起至率表指示达到并开始维持在距终值为该档最大输出的10%以内的瞬间止为恢复时间trec。足够高的脉冲率通常为10倍于该档的测量上限。4.8 误差应该用随机(或伪随机)脉冲进行测试。允许对测量的育放范围内的某一区间给出第二五作误差。4.8.1 指示仪表读数对每一输入脉冲率的约定真值吼，其读数为八午，则各对应点的相对误差为. Nr一Nn乌=I、凡L卜寸盯应给出相对矶的误差的最大绝对值。4.8.2 直接输出测量对应每一个输人脉冲率Nc测量输出电压。由Uc=koNc或Uc= alg (bNc)分别算得线性率表

25、和对数率表的输出理论值Uc，则输出电压U的相对误差应给出此误差的最大正、负值。对线性率表N为计数率。对对数率表f -U er二士|Uc c |HH-. (9) . u .几7(10) U. N LU . N 丁一一万_.= 10 u一l. . . . . . . (11) . N. . U 将一一一与一一一一的对应关系作成表格或曲线在实用中是很方便的。附录C给出了数量结数n=4-7 N -OJ Ucmax) . N 1/ U r A TT，.，.L.L.r-.，_，.II . h_J.)_.I*l-J.J-.Ei ! .l.f.r:r II !3 N 的对数仪器的寸=f(丁一).由.U及其符号可以确定计数率的最大柏克战争|十万I-军U-m A-u 忐L图C4附加说明:本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出。本标准由核工业部辐射防护研究所负责起草。本标准主要起草人张凤翔。27 =-F帽筒。法方和准删hh、fgTO。#标性l民特盹*人家问mh华国知(中郎模国中国标准出版社出版北京复外三里河中国标准出版社印刷车间印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本880X1230 1/16 印张2字数52，0001985年9月第一版1985年9月第一次印刷印数1-4, 500 定价0.96元标目22-51书号:15169. 1- 3145