本發(fā)明涉及儀器測試技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及適用于13.56MHz的能量測試模擬卡的諧振頻率的計量方法研究。

背景內(nèi)容

隨著身份證在人們?nèi)粘Ｉ鐣顒又械膹V泛應(yīng)用，居民身份證閱讀器的需求量增大。為了保障法定證件的正常使用，公安部發(fā)布實施了GA450-2013居民身份證閱讀器通用技術(shù)要求，中國安全技術(shù)防范認證中心對社會發(fā)布實施社會公共安全產(chǎn)品認證實施規(guī)則(以下簡稱《認證實施規(guī)則》)。

就居民身份證閱讀器而言，保證能夠與身份證正常通訊的首要指標(biāo)就是輸出的能量值要符合要求，因此對輸出的能量值的定量測試及溯源性研究，是產(chǎn)品質(zhì)量一致性、使用可靠性與穩(wěn)定性的關(guān)鍵點，是身份證件公共安全管理的重要技術(shù)支持。

能量測試模擬卡(參考PICC(Hmax、Hmin))是用于13.56MHz射頻識別設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)，即射頻識別設(shè)備能量值測試的專用計量標(biāo)準(zhǔn)器，能量測試模擬卡根據(jù)使用需求分為兩種，一種是用于最大工作場強，即7.5A/m rms測量的稱為最大場強測試模擬卡(參考PICC(Hmax)，一種是用于最小工作場強即1.5A/m rms測試的稱為最小場強測試模擬卡(參考PICC(Hmin)，對此在GA450、《認證實施規(guī)則》、身份證產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中均有詳細使用規(guī)定。

能量測試模擬卡有兩個關(guān)鍵參數(shù)：諧振頻率與磁場強度。但是到目前為止，在中國無法實現(xiàn)計量和量值溯源，使得能量測試模擬卡無法作為計量器具在相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量控制、評價中使用。

這種智能卡關(guān)鍵參數(shù)計量溯源體系的不完善，會造成身份證產(chǎn)品由于生產(chǎn)中電子芯片的工作靈敏度量值的不一致，導(dǎo)致每批產(chǎn)品讀寫性能不一致的情況；會造成閱讀器產(chǎn)品由于輸出磁場強度量值不同，形成的閱讀距離不同、讀取身份證信息數(shù)據(jù)兼容性差、讀取數(shù)據(jù)信息穩(wěn)定性差、通信沒有保障；會造成法定證件產(chǎn)品合格評定沒有科學(xué)統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn)，使得身份證件使用中出現(xiàn)多種麻煩，進而對整個社會公共安全形成嚴(yán)重威脅。

要保證參考PICC(Hmin、Hmax)關(guān)鍵量值的統(tǒng)一，建立國家量值傳遞體系非常重要，對此公安部相關(guān)管理部門和國家質(zhì)檢總局高度重視參考PICC(Hmin、Hmax)計量溯源體系的建立工作，2013年在公安部建議下，國內(nèi)首套參考PICC(Hmin、Hmax)計量標(biāo)準(zhǔn)的籌建工作已列入(2013-2020)年國家計量發(fā)展規(guī)劃。

目前，只提出參考PICC(Hmin，Hmax)要調(diào)諧振，但是沒有方法程序，參考PICC(Hmin，Hmax)諧振頻率的測量方法不統(tǒng)一，測試中有許多不確定因素影響到數(shù)據(jù)的重復(fù)性和穩(wěn)定性，如采用什么測試系統(tǒng)、測試距離、測試環(huán)境的確定等，不確定的條件使得測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無法確定。由電磁感應(yīng)定量知道，諧振頻率與磁場強度密切相關(guān)，因此研究其測量方法確定其準(zhǔn)確性是場強計量的先決條件，有非常重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置，以填補國內(nèi)的空白，為研制參考PICC標(biāo)準(zhǔn)裝置提供測量技術(shù)支持。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置，包括信號發(fā)生器、測量線圈、待測能量測試模擬卡、具有顯示裝置的測量儀器；所述測量線圈包括等效電容C1和電感L1，所述等效電容C1和電感L1組成振蕩電路一，所述信號發(fā)生器與所述振蕩電路一連接；可調(diào)電容C3、待測能量測試模擬卡的線圈電感L2與電容C2構(gòu)成振蕩電路二，所述振蕩電路二與振蕩電路一構(gòu)成電感耦合電路；所述測量儀器在待測能量測試模擬卡的輸出端采集信號并在顯示裝置上進行顯示。

需要說明的是，所述振蕩電路一與所述振蕩電路二通過一測試架正相對平行固定，相互之間間距為10mm。

需要說明的是，所述測量儀器采用高阻抗電壓表，而所述信號發(fā)生器為射頻信號發(fā)生器；所述射頻信號發(fā)生器通過功率放大器連接于所述振蕩電路一。

需要說明的是，所述測量儀器采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，而所述信號發(fā)生器為矢網(wǎng)信號發(fā)生器。

需要說明的是，所述測量線圈包括接插件和導(dǎo)線，所述導(dǎo)線圍成四個圓角的方形線圈，其兩個端部連接于所述接插件；所述接插件為SMA射頻同軸連接器；與測量線圈連接的測試線采用半柔性電纜，兩端連接器為SMA/BNC，長度小于30Cm，測試線一端與測量線圈的SMA射頻同軸連接器連接，另一端與信號發(fā)生器連接。

需要說明的是，能量測試模擬卡與顯示裝置的測試線采用雙絞線或半柔性電纜。

進一步需要說明的是，所述導(dǎo)線圍成的方形線圈為長72mm×寬42mm，四個圓角半徑為5mm，導(dǎo)線寬度為0.5mm。

本發(fā)明的有益效果在于：提供了一種能量測試模擬卡(參考PICC(Hmin，Hmax))校準(zhǔn)裝置，為研制參考PICC標(biāo)準(zhǔn)裝置提供測量技術(shù)支持，從而有助于實現(xiàn)在中國量值溯源和傳遞。為法定證件產(chǎn)品質(zhì)量控制和管理提供計量保障，為13.56MHz射頻識別相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)進步提供技術(shù)服務(wù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的電路示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例二的電路示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例二的連接示意框圖；

圖4為測量線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為能量測試模擬卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為能量測試模擬卡的電路示意圖；

圖7為能量測試模擬卡諧振頻率的量值溯源與傳遞示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，需要說明的是，本實施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍并不限于本實施例。

參考PICC(Hmin，Hmax)由于用途不同分為：用于測量最小場強(1.5A/m)的能量測試模擬卡參考PICC(Hmin)和用于測量最大場強(7.5A/m)的能量測試模擬卡參考PICC(Hmax)。

參考PICC(Hmin，Hmax)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

參考PICC(Hmin)

諧振頻率：13.56MHz，最大允許誤差不超過±2kHz；

直流電壓：3V，最大允許誤差不超過±6％；

參考PICC(Hmax)

諧振頻率：19MHz，最大允許誤差不超過±2kHz；

直流電壓：3V，最大允許誤差不超過±6％。

參考PICC(Hmin，Hmax)由PICC活動區(qū)和PICC功能模擬區(qū)組成，如圖5所示。

參考PICC(Hmin，Hmax)根據(jù)電磁感應(yīng)定律，采用電感耦合方式與射頻讀寫設(shè)備進行能量的傳遞和工作。其中活動區(qū)部分模擬IC卡的線圈部分，功能模擬區(qū)模擬IC卡能量電路，將感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換為給微型芯片提供工作需要的直流電壓。

如圖6所示，參考PICC(Hmin，Hmax)從電路上分包括2個模塊，分別是：

(1)諧振電路模塊：由電感(線圈)和電容C2C3組成的諧振電路。

功能：諧振在特定的頻率點，接收高頻信號的能量。

工作原理：參考PICC(Hmin，Hmax)線圈回路的分布電容C2和外接調(diào)諧振電容C3與線圈L2并聯(lián)形成LC振蕩回路2，其諧振頻率為f，當(dāng)參考PICC(Hmin，Hmax)線圈置于閱讀器的交變磁場中并且諧振頻率f與閱讀器交變磁場的頻率f₀相同時，諧振回路1，2產(chǎn)生諧振。諧振使的閱讀器天線線圈產(chǎn)生非常大的電流，使得參考PICC(Hmin，Hmax)線圈上的感應(yīng)電壓達到最大值。

(2)電壓模塊：由兩部分組成：

第一部分由四個二極管D1D2D3D4組成的檢波電路。

功能：是把高頻信號的交流變成直流信號。

第二部分是由后面的C4和R1R2R3組成的濾波輸出電路。

功能：主要是平滑濾波前面檢波出來的直流信號并按照要求調(diào)整為3V輸出。

工作原理：將線圈上獲得的感應(yīng)電壓經(jīng)過二極管整流濾波轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電壓。

根據(jù)上述能量測試模擬卡的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，本發(fā)明提供一種能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置。其中包括基于逐點法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置和基于掃頻法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置。

實施例一

實施例一為基于逐點法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置。

如圖1所示，能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置，包括信號發(fā)生器、測量線圈、待測能量測試模擬卡、具有顯示裝置的高阻抗電壓表；所述測量線圈包括等效電容C1和電感L1，所述等效電容C1和電感L1組成振蕩電路一，所述信號發(fā)生器與所述振蕩電路一連接；可調(diào)電容C3、待測能量測試模擬卡的線圈電感L2與電容C2構(gòu)成振蕩電路二，所述振蕩電路二與振蕩電路一構(gòu)成電感耦合電路；所述高阻抗電壓表在待測能量測試模擬卡的輸出端采集信號并在顯示裝置上進行顯示。

進一步地，所述振蕩電路一與所述振蕩電路二通過所述測試架正相對平行固定，相互之間間距為10mm。

進一步地，所述射頻信號發(fā)生器通過功率放大器連接于所述振蕩電路一。

如圖4所示，所述測量線圈包括接插件101和導(dǎo)線102，所述導(dǎo)線圍成四個圓角的方形線圈，導(dǎo)線的兩個端部連接于所述接插件。所述接插件為SMA射頻同軸連接器。與測量線圈連接的測試線采用半柔性電纜，型號670-41，兩端連接器為SMA/BNC，長度小于30cm，測試線一端與測量線圈的SMA射頻同軸連接器連接，另一端與信號源輸出端連接。目的減小由于近場磁場環(huán)境下測量產(chǎn)生的測量結(jié)果不確定度。

更進一步，所述導(dǎo)線102圍成的方形線圈為長72mm×寬42mm，四個圓角半徑為5mm，導(dǎo)線寬度為0.5mm。

更進一步，能量測試模擬卡與顯示裝置的測試線為雙絞線或上述半柔性電纜線。

圖1中，C1、L1為測量線圈的等效電容和電感，用于組成振蕩電路一，將信號源產(chǎn)生的射頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兇艌鲂盘栞敵?。L2、C2為能量測試模擬卡線圈電感和電容，C3為可調(diào)電容，L2C2C3組成振蕩電路二。測試架的作用使振蕩電路一、二能夠發(fā)生電感耦合，C3為可調(diào)電容，對能量測試模擬卡的諧振頻率進行調(diào)整。D1-D4組成檢波電路，將交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?。C4R1R2R3組成的濾波輸出電路，作用是平滑濾波前面檢波出來的直流信號并按照要求調(diào)整R2使輸出為3V。J1為轉(zhuǎn)換開關(guān)，作用在調(diào)試與測量中進行轉(zhuǎn)換。

利用基于逐點法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置進行諧振頻率的校準(zhǔn)方法主要包括如下步驟：

S1射頻信號發(fā)生器與測量線圈組合輸出用于激發(fā)待測能量測試模擬卡發(fā)生振動的交變磁場信號；

S2測量線圈與待測能量測試模擬卡的線圈部分相互平行放置；

S3通過高阻抗電壓表檢測值的變化，確定待測能量測試模擬卡是否發(fā)生了諧振；

S4記錄待測能量測試模擬卡發(fā)生諧振時步驟S1輸出射頻信號的頻率值；

S5步驟S4中記錄的輸出射頻信號的頻率值為所述待測能量測試模擬卡的諧振頻率。

進一步的，步驟S1具體包括：

1.1)設(shè)置射頻信號發(fā)生器輸出信號的參數(shù)；

1.2)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出射頻信號的電壓幅度，至輸出高阻抗電壓表直流電壓值為3V；

1.3)保持所述輸出射頻信號的電壓幅度不變，改變輸出射頻信號的頻率。

進一步地，步驟1.1)中所述參數(shù)的波形為正弦波，頻率為13.56MHz，幅度為(0～12)V_p-p，且連續(xù)可調(diào)。

進一步地，步驟S2中，無諧振時，高阻抗電壓表顯示為某個常數(shù)，當(dāng)某個頻率恰好與能量測試模擬卡的諧振頻率相同時，待測能量測試模擬卡發(fā)生諧振，能量測試模擬卡輸出端連接的高阻抗電壓表檢測到的功率值達到最大，并從高阻抗電壓表中能看到某個值為最大(逐點法)。

進一步地，步驟1.3)中，改變輸出射頻信號的頻率具體為在頻率區(qū)間以標(biāo)稱值為中心按照1kHz的間隔改變輸出信號頻率。

進一步，當(dāng)所述待測能量測試模擬卡為測量最小場強1.5A/m rms的能量測試模擬卡時，所述標(biāo)稱值為13.56MHz；當(dāng)所述待測能量測試模擬卡為用于測量最大場強7.5A/m rms的能量測試模擬卡時，所述標(biāo)稱值為19MHz。

更進一步地，當(dāng)所述待測能量測試模擬卡為測量最小場強1.5A/m rms的能量測試模擬卡時，所述頻率區(qū)間為13.56MHz±2kHz；當(dāng)所述待測能量測試模擬卡為用于測量最大場強7.5A/m rms的能量測試模擬卡時，所述頻率區(qū)間為19MHz±2kHz。

諧振頻率可根據(jù)湯姆遜公式(1)計算得到：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{lc}}---\left(1\right)$

由公式(1)可知，諧振頻率f是根據(jù)參考PICC(Hmin，Hmax)振蕩電路的電容C2C3和電感L2決定的。

本實施例中，各設(shè)備參數(shù)如表1所示：

表1

實施例二

實施例二為基于掃頻法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置。如圖2和圖3所示，包括矢網(wǎng)信號發(fā)生器、測量線圈、待測能量測試模擬卡、具有顯示裝置的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；所述測量線圈包括等效電容C1和電感L1，所述等效電容C1和電感L1組成振蕩電路一，所述信號發(fā)生器與所述振蕩電路一連接；可調(diào)電容C3、待測能量測試模擬卡的線圈電感L2與電容C2構(gòu)成振蕩電路二，所述振蕩電路二與振蕩電路一構(gòu)成電感耦合電路；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在待測能量測試模擬卡的輸出端采集信號并在顯示裝置上進行顯示。在本實施例中，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀同時也作為所述矢網(wǎng)信號發(fā)生器使用。

進一步地，所述振蕩電路一與所述振蕩電路二通過所述測試架正相對平行固定，相互之間間距為10mm。

進一步地，如圖4所示，所述測量線圈包括接插件101和導(dǎo)線102，所述導(dǎo)線圍成四個圓角的方形線圈，導(dǎo)線的兩個端部連接于所述接插件。

更進一步地，所述導(dǎo)線圍成的方形線圈為長72mm×寬42mm，四個圓角半徑為5mm，導(dǎo)線寬度為0.5mm。

圖2中，C1、L1為測量線圈的等效電容和電感，用于組成振蕩電路一，將矢網(wǎng)信號發(fā)生器發(fā)出的矢網(wǎng)信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兇艌鲂盘栞敵?。L2、C2為能量測試模擬卡線圈電感和電容，C3為可調(diào)電容，L2C2C3組成振蕩電路二。測試架的作用使振蕩電路一、二能夠發(fā)生電感耦合，C3為可調(diào)電容，對能量測試模擬卡的諧振頻率進行調(diào)整。D1-D4組成檢波電路，將交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?。C4R1R2R3組成的濾波輸出電路，作用是平滑濾波前面檢波出來的直流信號并按照要求調(diào)整R2使輸出為3V。J1為轉(zhuǎn)換開關(guān)，作用在調(diào)試與測量中進行轉(zhuǎn)換。

利用上述基于掃頻法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置進行能量測試模擬卡諧振頻率計量的方法主要包括如下步驟：

S1矢網(wǎng)信號發(fā)生器與測量線圈組合輸出用于激發(fā)待測能量測試模擬卡發(fā)生振動的交變磁場信號；

S2測量線圈與待測能量測試模擬卡的線圈部分相互平行進行放置；

S3通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示波形的變化，確定待測能量測試模擬卡是否發(fā)生了諧振；

S4記錄能量測試模擬卡發(fā)生諧振時波形峰值的頻率值為諧振頻率值。

進一步的，步驟S1具體包括：

1.1)設(shè)置矢網(wǎng)分析儀工作狀態(tài)為S21，即信號從矢網(wǎng)分析儀的1口發(fā)出，2口接收；

1.2)設(shè)置矢網(wǎng)分析儀的顯示頻率范圍，分辨率帶寬、輸出功率；

1.3)設(shè)置標(biāo)記MARKER，MARKER1標(biāo)識值為13.56MHz，將MARKER2放置在波形峰值位置。

進一步地，步驟S1中，交變磁場信號為正弦波，中心頻率為13.56MHz或19MHz，功率為5dBm或0dBm。

進一步地，步驟S2中，無諧振時，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的顯示裝置顯示為某個常數(shù)，當(dāng)某個頻率恰好與能量測試模擬卡的諧振頻率相同時，待測能量測試模擬卡發(fā)生諧振，能量測試模擬卡輸出端連接的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測到的功率值達到最大，并從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的顯示裝置中能看到出現(xiàn)波峰或波谷(掃頻法)。

進一步地，步驟S3中，通過MKr2測試值與MKr1標(biāo)識值比較，對電位器C3進行調(diào)整，觀測波形變化，使諧振頻率值符合要求。

諧振頻率可根據(jù)湯姆遜公式(1)計算得到：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{lc}}---\left(1\right)$

由公式(1)可知，諧振頻率f是根據(jù)能量測試模擬卡振蕩電路的電容C2C3和電感L2決定的。

所述基于掃頻法的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置中各設(shè)備技術(shù)要求如表2所示。

表2

上述能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置(包括逐點法和掃頻法)性能指標(biāo)如下：

信號輸出：正弦波

頻率范圍：10kHz～250MHz，最大允許誤差：≤±5×10^-7

幅度范圍：0～50W

輸出阻抗：50Ω。

以下將進一步驗證上述能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置的有效性：

為了證明諧振頻率校準(zhǔn)裝置性能的有效性，采用逐點法和掃頻法對同一樣品在相同測量環(huán)境下測試。

1、試驗方法及數(shù)據(jù)

(1)實驗分類與裝置：

1#試驗：逐點法，裝置見表1。

2#試驗：掃頻法，裝置見表2。

(2)樣品：參考PICC(Hmin)

(3)環(huán)境條件：

溫度：(20±5)℃；

相對濕度：≤80％；

測試裝置周圍無振動、無電磁場干擾影響；

試驗地點：公安部第一研究所神盾計量校準(zhǔn)中心418室

(4)依據(jù)：JJG(公安)1-2014相應(yīng)條款

(5)特殊要求：

1#，2#試驗采用的測試線圈、測試架、測試線及適配器均相同。

參考PICC(Hmin)諧振頻率測量結(jié)果見表3

表3

表3測量數(shù)據(jù)結(jié)果顯示：同一樣品在同樣測量環(huán)境下1#、2#試驗結(jié)果的測量誤差為0.001MHz，說明兩套校準(zhǔn)裝置具有可比性，測量數(shù)據(jù)有效。

2、測量結(jié)果的不確定度分析

2.1能量測試模擬卡諧振頻率測量結(jié)果的不確定度分析

2.1.1數(shù)學(xué)模型

Δf＝Δf_c+Δf_m (2)

式中：Δf為諧振頻率測量誤差；

Δf_c為諧振頻率測量值重復(fù)性引入誤差；

Δf_m為信號發(fā)生器頻率最大允許誤差。

2.1.2方差和靈敏系數(shù)

由(2)式得方差為：

u_c²(Δf)＝c²(Δf_c)u²(Δf_c)+c²(Δf_m)u²(Δf_m) (3)

式中：u(Δf_c)為諧振頻率測量值重復(fù)性帶來的不確定度分量。

u(Δf_m)為信號發(fā)生器頻率最大允許誤差帶來的不確定度分量。

靈敏度系數(shù)為：

故：

u_c²(Δf)＝u²(Δf_c)+u²(Δf_m) (4)

2.1.3測量不確定度評定

對于標(biāo)稱值為13.56MHz的能量測試模擬卡諧振頻率測試結(jié)果進行測量不確定度評定。

2.1.3.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評定

設(shè)能量測試模擬卡諧振頻率測量值重復(fù)性實驗標(biāo)準(zhǔn)差為s(f_c)，則u(Δf_c)＝s(f_c)。重復(fù)性試驗數(shù)據(jù)如表4所示

表4

單位：MHz

讀取10次測量結(jié)果見表2，按正態(tài)分布評定，計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差s(f_c)，自由度v₁＝9，故：

$u\left({\mathrm{\Δf}}_c\right)=s\left(f_c\right)=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(f_{ci}-{\stackrel{\‾}{f}}_c)}^2}{n-1}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{10}{\Σ}}{(f_{ci}-{\stackrel{\‾}{f}}_c)}^2}{9}}=0.000169\left(MHz\right)$

2.1.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類評定

設(shè)信號發(fā)生器頻率準(zhǔn)確度引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u(Δf_m)。

信號發(fā)生器在頻率測量點13.56MHz處頻率準(zhǔn)確度引入的頻率誤差Δf_m為：

Δf_m＝(±1×10^-5×13.56)＝±0.0001356(MHz)，由于頻率測量誤差服從矩形分布，故：

$u\left({\mathrm{\Δf}}_m\right)=\frac{0.0001356}{\sqrt{3}}=0.000078\left(MHz\right)$

估計自由度v₂→∞

2.1.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量如表5所示：

表5

2.1.3.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上兩個分量相互獨立，計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_c(Δf)

$u_c\left(\mathrm{\Δ}f\right)=\sqrt{u^2\left({\mathrm{\Δf}}_c\right)+u^2\left({\mathrm{\Δf}}_m\right)}=\sqrt{{0.000169}^2+{0.000078}^2}=0.00019\left(MHz\right)$

2.1.3.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度v_eff(f)

$v_{eff}\left(f\right)=\frac{u_c^4\left(\mathrm{\Δ}f\right)}{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{u_i^4\left(\mathrm{\Δ}f\right)}{v_i}}=\frac{{0.00019}^4}{\frac{{0.000169}^4}{9}+\frac{{0.000078}^4}{\mathrm{\∞}}}\≈14$

2.1.3.6擴展不確定評定

根據(jù)能量測試模擬卡諧振頻率檢定方法，本測量共有兩項不確定度分量，分別服從正態(tài)分布和均勻分布，可以估計被測量f為服從正態(tài)分布。

取置信概率p＝0.95，v_eff(f)＝14，查t分布表得到：

k₉₅＝t₉₅(v_eff(f))＝t₉₅(14)＝2.14

故U₉₅＝k₉₅×uc(Δf)＝2.14×0.00019≈0.00041(MHz)。

2.1.3.7結(jié)論

根據(jù)JJG(公安)1-2014要求能量測試模擬卡在諧振頻率為13.56MHz的最大允許誤差±2kHz，從上述分析得到U₉₅＝0.41kHz，因此可以判斷能夠滿足《規(guī)程》要求。

2.2對于能量測試模擬卡在諧振頻率為19MHz的測量不確定度分析

2.2.1能量測試模擬卡在19MHz諧振頻率測量結(jié)果的不確定度分析方法同13.56MHz。評定后其擴展不確定度為：

U₉₅＝k₉₅×u_c(Δf)＝2.10×0.00021≈0.00045(MHz)

2.2.2結(jié)論

根據(jù)JJG(公安)1-2014要求，能量測試模擬卡諧振頻率為19MHz點的最大允許誤差±2kHz，從上述分析得到U₉₅＝0.45kHz，因此可以判斷能夠滿足《規(guī)程》要求。

3、結(jié)論

實驗數(shù)據(jù)及測量結(jié)果的不確定度分析表明：本發(fā)明的能量測試模擬卡(參考PICC(Hmin，Hmax))諧振頻率校準(zhǔn)裝置性能符合JJG(公安)1-2014的要求，滿足計量的需要。

參考PICC(Hmin，Hmax)諧振頻率的量值溯源與傳遞

參考PICC(Hmin，Hmax)諧振頻率的量值溯源與傳遞如圖7所示。

如圖7所示，本發(fā)明的能量測試模擬卡諧振頻率校準(zhǔn)裝置的各項參數(shù)能夠在國內(nèi)實現(xiàn)有效溯源，滿足能量測試模擬卡按照JJG(公安)1-2014進行校準(zhǔn)的需要，是規(guī)程能夠?qū)嵤┑挠布O(shè)備能力支撐。解決了國內(nèi)外裝置不能在國內(nèi)溯源、能量測試模擬卡不能在國內(nèi)溯源的難題。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以根據(jù)以上的技術(shù)方案和構(gòu)思，作出各種相應(yīng)的改變和變形，而所有的這些改變和變形都應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。