電容器耐久性試驗(yàn)電源校準(zhǔn)規(guī)范

IV電容器耐久性試驗(yàn)電源校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于具有直流電壓、直流電流、紋波電壓和紋波電流輸出功能的電解電容耐久性試驗(yàn)電源的校準(zhǔn)，也適用于具有上述單一輸出功能或組合輸出功能的電解電容耐久性試驗(yàn)電源的校準(zhǔn)。本規(guī)范中直流電壓校準(zhǔn)范圍0~800V，紋波電壓校準(zhǔn)范0~100V（10Hz~100kHz），直流電流校準(zhǔn)范圍0~1A，紋波電流校準(zhǔn)范圍0~100A（10Hz~10kHz）。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG（軍工）71-2017交流標(biāo)準(zhǔn)電壓源JJG（軍工）69-2017直流標(biāo)準(zhǔn)電流源JJG（軍工）70-2020交流標(biāo)準(zhǔn)電流源JJF1638-2017多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)規(guī)范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，其最新版本適用于本規(guī)范。3術(shù)語(yǔ)3.1紋波電壓microwavedigestiontechnology輸出直流電壓中含有的交流電壓成分。3.2紋波電流microwavedigestioninstrument輸出直流電流中含有的交流電流成分。4概述電容器耐久性試驗(yàn)電源是電容器生產(chǎn)廠商作紋波電流耐久性壽命試驗(yàn)的專用設(shè)備，可產(chǎn)生直流電壓、直流電流、紋波電壓、紋波電流，通常用來(lái)模仿電容器的實(shí)際工作條件，測(cè)定被測(cè)電容器的使用壽命。電容器耐久性試驗(yàn)電源主要由直流輸出模塊、交流輸出模塊以及控制模塊、顯示模塊等部分組成。5計(jì)量特性5.1示值誤差直流電壓、直流電流、紋波電壓、紋波電流和頻率的示值誤差均用公式（1）表示，（1）式中：?———示值誤差；Yx———被校準(zhǔn)源的輸出示值；Ys———對(duì)應(yīng)輸出量的參考值（標(biāo)準(zhǔn)值）。相對(duì)示值誤差均用公式（2）表示:（2）式中：δ———相對(duì)示值誤差；5.2最大允許誤差5.2.1直流電壓最大允許誤差：±（2%+1個(gè)字）；5.2.2直流電流最大允許誤差：±（5%+1個(gè)字）；5.2.3紋波電壓最大允許誤差：±（2%+2個(gè)字）；5.2.4紋波電流最大允許誤差：±（2%+2個(gè)字）；5.2.5頻率最大允許誤差：±1%。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：（20±5）℃；相對(duì)濕度：30%～75％；供電電源：具有良好的接地，電壓（220±22）V，頻率（50±1）Hz；其他：周圍無(wú)影響儀器正常工作的電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)。注:環(huán)境溫度以及交流供電電壓的允許偏差也可以參照儀器使用說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備6.2.1校準(zhǔn)裝置對(duì)應(yīng)功能的測(cè)量范圍應(yīng)覆蓋被校電容器耐久性試驗(yàn)電源的測(cè)量范圍，校準(zhǔn)裝置對(duì)應(yīng)功能的最大允許誤差絕對(duì)值（或不確定度）應(yīng)不大于被校電容器耐久性試驗(yàn)電源相應(yīng)功能最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。6.2.2校準(zhǔn)裝置（包括測(cè)量電路）應(yīng)具有良好的屏蔽保護(hù)和接地措施，并遠(yuǎn)離強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)。校準(zhǔn)較高頻率電流、電壓時(shí)應(yīng)使用同軸線作為測(cè)試導(dǎo)線，測(cè)試線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短（一般不超過(guò)0.6m）。6.2.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備真有效值數(shù)字多用表（或者滿足要求的可測(cè)量單項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)器）直流電壓測(cè)量范圍：0~800V；最大允許誤差：優(yōu)于±0.5%；直流電流測(cè)量范圍：0~1A；最大允許誤差：優(yōu)于±0.5%；交流電壓測(cè)量范圍：0~800V；頻率范圍：（10~100k）Hz；最大允許誤差：優(yōu)于±0.5%；頻率測(cè)量范圍：0~100kHz；最大允許誤差：優(yōu)于±0.3%；電流分流器測(cè)量范圍：0~100A；頻率范圍：（10~100k）Hz；交直流差（25~500）ppm；標(biāo)準(zhǔn)電容器電容值:1μF；最大允許誤差：優(yōu)于±0.1%；頻率范圍：（10~100k）Hz；額定電壓：≥100V；負(fù)載電阻電阻值：（10~600）Ω7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目電容器耐久性試驗(yàn)電源的校準(zhǔn)項(xiàng)目為：外觀及通電檢查、直流電壓示值誤差、直流電流示值誤差、紋波電壓示值誤差、紋波電流示值誤差、頻率示值誤差。7.2校準(zhǔn)方法7.2.1外觀及功能檢查a）外觀檢查被校電流轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)完好，型號(hào)、制造廠名或商標(biāo)、出廠編號(hào)等信息齊全；端鈕、開(kāi)關(guān)、按鍵無(wú)松動(dòng)、損傷；各種功能標(biāo)志應(yīng)齊全正確。b）工作正常性檢查通電后，電流轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)、按鍵、顯示屏應(yīng)工作正常。7.2.2校準(zhǔn)點(diǎn)選取原則a）一般在量程內(nèi)均勻選取3至5個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，包括量程的10%、50%、100%點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)參考被校準(zhǔn)電源使用說(shuō)明書(shū)中對(duì)校準(zhǔn)點(diǎn)的建議；也可根據(jù)實(shí)際情況或送校單位的要求選取校準(zhǔn)點(diǎn)；b）紋波電壓、紋波電流頻率頻率點(diǎn)選取可參照被校準(zhǔn)電源使用說(shuō)明書(shū)中的技術(shù)指標(biāo)，也可根據(jù)實(shí)際情況或送校單位的要求選取校準(zhǔn)點(diǎn)，一般選取100Hz、120Hz或100kHz；7.2.3直流電壓誤差校準(zhǔn)按以下步驟進(jìn)行:a）按圖1所示連接儀器；+電容器耐DCV-久性試驗(yàn)電源++電容器耐DCV-久性試驗(yàn)電源+數(shù)字多用表DCV-圖1校準(zhǔn)直流電壓接線示意圖b）將數(shù)字多用表置于直流電壓檔，并根據(jù)被校電容器耐久性試驗(yàn)電源的量程選擇數(shù)字多用表的量程；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗(yàn)電源單獨(dú)輸出直流電壓為Ux，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表顯示值為被校直流電壓的標(biāo)準(zhǔn)值Us；d）按公式（3）和公式（4）計(jì)算直流電壓示值誤差：（3）（4）式中：?———被校準(zhǔn)源直流電壓示值絕對(duì)誤差，V；Ux———被校準(zhǔn)源直流電壓輸出的示值，V；Us———被校準(zhǔn)源直流電壓輸出的標(biāo)準(zhǔn)值，V。δ———被校準(zhǔn)源直流電壓相對(duì)示值誤差，%；7.2.4直流電流誤差校準(zhǔn)按以下步驟進(jìn)行:a）按圖2所示連接儀器；+電容器耐DCI-久性試驗(yàn)電源負(fù)載電阻++電容器耐DCI-久性試驗(yàn)電源負(fù)載電阻+數(shù)字多用表DCI-圖2校準(zhǔn)直流電流接線示意圖b）將數(shù)字多用表置于直流電流檔，并根據(jù)被校電容器耐久性試驗(yàn)電源的量程選擇數(shù)字多用表的量程；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗(yàn)電源單獨(dú)輸出直流電流為Ix，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表顯示值為被校直流電流的標(biāo)準(zhǔn)值Is；d）按公式（5）和公式（6）計(jì)算直流電壓示值誤差：（5）（6）式中：?———被校準(zhǔn)源直流電流示值絕對(duì)誤差，A；Ix———被校準(zhǔn)源直流電流輸出的示值，A；Is———被校準(zhǔn)源直流電流輸出的標(biāo)準(zhǔn)值，A。δ———被校準(zhǔn)源直流電流相對(duì)示值誤差，%。7.2.5紋波電壓誤差校準(zhǔn)按以下步驟進(jìn)行:按圖3所示連接儀器；b）將數(shù)字多用表置于交流電壓檔，并根據(jù)被校電容器耐久性試驗(yàn)電源的量程選擇數(shù)字多用表的量程；+電容器耐ACV-久性試驗(yàn)電源++電容器耐ACV-久性試驗(yàn)電源+數(shù)字多用表ACV-圖3校準(zhǔn)紋波電壓接線示意圖c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗(yàn)電源單獨(dú)輸出紋波電壓為Ux，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表顯示值為被校紋波電壓的標(biāo)準(zhǔn)值Us；d）按公式（7）和公式（8）計(jì)算紋波電壓示值誤差：（7）（8）式中：?———被校準(zhǔn)源紋波電壓示值誤差，V；Ux———被校準(zhǔn)源紋波電壓輸出的示值，V；Us———被校準(zhǔn)源紋波電壓輸出的標(biāo)準(zhǔn)值，V。δ———被校準(zhǔn)源紋波電壓相對(duì)示值誤差，%；7.2.6紋波電流誤差7.2.6.1電流電壓轉(zhuǎn)換法校準(zhǔn)按以下步驟進(jìn)行:a）按圖5所示連接儀器；++電流分流器--+電容器耐ACI-久性試驗(yàn)電源++電流分流器--+電容器耐ACI-久性試驗(yàn)電源+數(shù)字多用表ACV-圖4電流電壓轉(zhuǎn)換法測(cè)紋波電流接線示意圖b）根據(jù)電容器耐久性試驗(yàn)電源紋波電流校準(zhǔn)點(diǎn)選擇合適的電流分流器，將數(shù)字多用表置于相對(duì)應(yīng)的交流電壓檔位；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗(yàn)電源單獨(dú)輸出紋波電流為Ix，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表示值Us；d）按公式（11）和公式（12）計(jì)算紋波電流誤差示值誤差：（11）（12）式中：?———被校準(zhǔn)源紋波電流示值絕對(duì)誤差，A；Ix———被校準(zhǔn)源紋波電流輸出的示值，A；Us———數(shù)字多用表讀數(shù)，V；Rs———電流分流器標(biāo)稱電阻，Ω；δ———被校準(zhǔn)源紋波電流相對(duì)示值誤差，%；7.2.6.2標(biāo)準(zhǔn)電容法校準(zhǔn)按以下步驟進(jìn)行:a）按圖6所示連接儀器；++標(biāo)準(zhǔn)電容器并聯(lián)--+電容器耐ACI-久性試驗(yàn)電源++標(biāo)準(zhǔn)電容器并聯(lián)--+電容器耐ACI-久性試驗(yàn)電源+數(shù)字多用表ACV-圖5標(biāo)準(zhǔn)電容法測(cè)紋波電流接線示意圖b）根據(jù)電容器耐久性試驗(yàn)電源校紋波電流準(zhǔn)點(diǎn)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)電容器并聯(lián)組合，將數(shù)字多用表置于相對(duì)應(yīng)的交流電壓檔位；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗(yàn)電源單獨(dú)輸出紋波電流為Ix，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表示值Us；標(biāo)準(zhǔn)電容器電容值Ci（i=1，2，3n）d）按公式（13）和公式（14）計(jì)算紋波電流誤差示值誤差：（13）（14）式中：?———被校準(zhǔn)源紋波電流示值絕對(duì)誤差，A；Ix———被校準(zhǔn)源紋波電流輸出的示值，A；Us———數(shù)字多用表讀數(shù)，V；f———被校準(zhǔn)源紋波電流頻率，Hz；Ci———標(biāo)準(zhǔn)電容器電容值，μF；δ———被校準(zhǔn)源紋波電流相對(duì)示值誤差，%；7.2.7頻率誤差校準(zhǔn)按以下步驟進(jìn)行:a）按圖4所示連接儀器；+電容器耐ACV-久性試驗(yàn)電源++電容器耐ACV-久性試驗(yàn)電源+數(shù)字多用表頻率-圖6頻率校準(zhǔn)接線示意圖b）將數(shù)字多用表置于頻率檔，并根據(jù)被校電容器耐久性試驗(yàn)電源的量程選擇數(shù)字多用表的量程；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗(yàn)電源單獨(dú)輸出50%量程紋波電壓，紋波電壓頻率為fx，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表顯示值為被校紋波電壓頻率的標(biāo)準(zhǔn)值fs；d）按公式（9）和公式（10）計(jì)算紋波電流示值誤差：（11）（12）式中：?———被校準(zhǔn)源頻率示值絕對(duì)誤差，Hz；fx———被校準(zhǔn)源頻率輸出的示值，Hz；fs———被校準(zhǔn)源頻率輸出的標(biāo)準(zhǔn)值，Hz。δ———被校準(zhǔn)源頻率相對(duì)示值誤差，%；8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)上反映，校準(zhǔn)證書(shū)至少包括以下信息：標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書(shū)”；實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；證書(shū)的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)），每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；客戶的名稱和地址；被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接收日期；如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，因?qū)Ρ恍悠返某闃映绦蜻M(jìn)行說(shuō)明；校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明；校準(zhǔn)環(huán)境的描述；校準(zhǔn)結(jié)果及測(cè)量不確定度的說(shuō)明；對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說(shuō)明；校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名，職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)；校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象的有效的聲明；未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書(shū)聲明。9復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。修理或調(diào)整后的微波消解儀在使用前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。建議復(fù)校時(shí)間間隔不超過(guò)1年。附錄A紋波電壓校準(zhǔn)不確定度評(píng)定（示例）A.1概述依據(jù)本規(guī)范中的校準(zhǔn)方法，使用六位半數(shù)字多用表作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)分辨力為0.01V的電容器耐久性試驗(yàn)電源進(jìn)行校準(zhǔn)。以校準(zhǔn)30V紋波電壓為例進(jìn)行不確定度分析。A.2測(cè)量模型（A.1）式中：?———被校準(zhǔn)源紋波電壓示值誤差，V；Ux———被校準(zhǔn)源紋波電壓輸出的示值，V；Us———被校準(zhǔn)源紋波電壓輸出的標(biāo)準(zhǔn)值，V。A.3不確定度傳播律及靈敏系數(shù)A.3.1不確定度傳播律由于Ux、Us之間不相關(guān)，則：（A.2）A.3.2靈敏系數(shù)（A.3）（A.4）A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源A.4.1輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（），包括的分量為：（1）電容器耐久性試驗(yàn)電源紋波電壓顯示分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；A.4.2輸入量Us引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（），包括的分量為：電容器耐久性試驗(yàn)電源紋波電壓測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2；（2）數(shù)字多用表引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3；A.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定A.5.1u（）的評(píng)定A.5.1.1電容器耐久性試驗(yàn)電源紋波電壓顯示分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1的評(píng)定被校電容器耐久性試驗(yàn)電源紋波電壓顯示分辨力為0.01V，采用B類評(píng)定方法，區(qū)間半寬a=0.005V，服從均勻分布，置信因子k=，則：u1=0.005V/=0.0029VA.5.2u（）的評(píng)定A.5.2.1測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分類u2在重復(fù)性條件下進(jìn)行10組試驗(yàn)，得到10組測(cè)量數(shù)據(jù)，如表1：表1重復(fù)性測(cè)量數(shù)據(jù)第i次測(cè)量12345678910測(cè)量值/V30.103130.135330.158330.162630.124830.157230.172530.122730.135330.1202采用A類方法進(jìn)行評(píng)定，用貝塞爾公式分別計(jì)算單次的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：s（x）=＝0.0222V實(shí)際測(cè)量中以單次測(cè)量值作為測(cè)量結(jié)果，則：u2=s（x）=0.0222VA.5.2.2數(shù)字多用表引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3的評(píng)定數(shù)字多用表在量程100V最大允許誤差為±（0.06%×測(cè)量值+0.03%×量程）V，測(cè)量點(diǎn)為30V，則最大允許誤差為±0.048V，區(qū)間半寬為0.048V，服從均勻分布，置信因子k=，則：A.5.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表見(jiàn)表C.1所示。表C.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來(lái)源c分布u1電容器耐久性試驗(yàn)電源紋波電壓顯示分辨力0.0029V均勻u2測(cè)量重復(fù)性0.0222V正態(tài)u3數(shù)字多用表最大允許誤差0.0277V均勻A.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定以上各分量相互獨(dú)立不相關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.7擴(kuò)展不確定度的評(píng)定取包含因子=2，則擴(kuò)展不確定度為：；k=2。附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式（參考）電容器耐久性試驗(yàn)電源校準(zhǔn)原始記錄校準(zhǔn)證書(shū)編號(hào)：第X頁(yè)，共X頁(yè)委托方： 器具/物品名稱：型號(hào)規(guī)格: 出廠編號(hào):制造廠：