電池內(nèi)阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范

1電池內(nèi)阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于交流注入法原理的電池內(nèi)阻測試儀的校準(zhǔn)，具有電池內(nèi)阻測試功能的電池測試系統(tǒng)相應(yīng)項目的校準(zhǔn)也可以參照本規(guī)范執(zhí)行。本規(guī)范不適用于直流放電原理的電池內(nèi)阻測試儀的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T2900.41—2008電工術(shù)語原電池和蓄電池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(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位下列術(shù)語和定義適應(yīng)于本規(guī)范。3.1電池內(nèi)阻batteryinternalresistance規(guī)定條件下的電池電壓變化與相應(yīng)的放電電流變化之比，又稱表觀內(nèi)阻。電池內(nèi)阻測試儀是用來測量電池內(nèi)阻的儀器，按用途可分為專用型和通用型，按原理可分為交流注入法、直流放電法等。常用的基于交流注入法原理制造的電池內(nèi)阻測試儀，一般由交流恒流源、鎖相放大單元、直流電壓測量單元、比較與報警電路以及控制及指示(顯示)等部分組成，它對被測對象施加一定頻率(一般為1kHz)的交流電流信號，采用鎖相放大技術(shù)測量被測電池內(nèi)阻上的交流壓降，得到內(nèi)部阻抗值。原理框圖如圖1所示?；鶞?zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓模塊鍵盤與顯示電路比較與報警電路O直流電壓測量模塊通信與接口電路電池內(nèi)阻測試儀恒流源模塊文同相檢波數(shù)據(jù)總線控制總線25計量特性5.1電池內(nèi)阻測量范圍：1mΩ~3kΩ,最大允許誤差：±(0.2%～10%)。5.2直流電壓測量范圍：±(0.1～800)V,最大允許誤差：±(0.01%～10%)6.1環(huán)境條件環(huán)境相對濕度：30%～75%周圍環(huán)境中，無影響儀器正常工作的干擾和機(jī)械振動，以及其他影響量。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備，應(yīng)經(jīng)過計量技術(shù)機(jī)構(gòu)的檢定(或校準(zhǔn)),滿足校準(zhǔn)使用要求，并在有效期內(nèi)。校準(zhǔn)用設(shè)備的測量范圍，應(yīng)覆蓋被校準(zhǔn)參數(shù)的范圍，應(yīng)具有足夠的分辨力、準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。由標(biāo)準(zhǔn)器、輔助設(shè)備及環(huán)境條件所引起的擴(kuò)展不確定度(k=2),應(yīng)不大于被校電池內(nèi)阻測試儀最大允許誤差絕對值的三分之一。根據(jù)采用的校準(zhǔn)方法，選擇以下可以滿足校準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：a)直流數(shù)字電壓表分辨力一般不低于被校電池內(nèi)阻測試儀電壓測量最小值的1/10。b)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源分辨力一般不低于被校電池內(nèi)阻測試儀電壓測量最小值的1/10。c)直流電壓源短期穩(wěn)定性一般優(yōu)于被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量最大允許誤差的1/5。d)交流標(biāo)準(zhǔn)電阻器或交流標(biāo)準(zhǔn)電阻箱7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目電池內(nèi)阻測試儀的校準(zhǔn)項目見表1。開展校準(zhǔn)工作的實驗室，應(yīng)根據(jù)客戶要求選擇校準(zhǔn)其中的項目。項目名稱電池內(nèi)阻237.2校準(zhǔn)方法7.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備7.2.1.1外觀檢查電池內(nèi)阻測試儀的制造廠名或商標(biāo)、出廠編號、儀器名稱、型號等信息應(yīng)齊全；被校測試儀的機(jī)殼、端鈕、開關(guān)和按鍵等應(yīng)無影響校準(zhǔn)或使用安全的松動、損傷、脫落；各種功能標(biāo)志應(yīng)齊全正確。通電后，各開關(guān)和按鍵應(yīng)能正常工作，各種顯示均應(yīng)正常。7.2.1.3電池內(nèi)阻預(yù)置報警功能按照儀器說明，設(shè)置電池內(nèi)阻上限或下限預(yù)置報警電阻值。參照7.2.3.1中給出的方法，逐步增大或減小標(biāo)準(zhǔn)電阻值，使得電池內(nèi)阻測試儀的內(nèi)阻示值高于上限值或者低于下限值，以是否出現(xiàn)報警提示，來判斷電池內(nèi)阻預(yù)置報警功能是否正常。7.2.1.4直流電壓預(yù)置報警功能按照儀器說明，設(shè)置直流電壓上限或下限預(yù)置報警電壓值。參照7.2.3.2中給出的方法，逐步增大或減小直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源(或直流電壓源)的輸出電壓，使得電池內(nèi)阻測試儀的電壓示值高于上限值或者低于下限值，以是否出現(xiàn)報警提示，來判斷直流電壓預(yù)7.2.2校準(zhǔn)點選取對電池內(nèi)阻測試儀的每一個電池內(nèi)阻量程和直流電壓量程都應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，最大允許誤差最小的量程作為基本量程。基本量程：均勻選取3～5個校準(zhǔn)點。其中應(yīng)包括量程的起始點、中間點和滿量程非基本量程：一般選取1～3個校準(zhǔn)點。至少應(yīng)包括滿量程接近值。電池內(nèi)阻的每個量程，在校準(zhǔn)前都要清零。按圖2接線，用四線法測量電池內(nèi)阻。按校準(zhǔn)點設(shè)置交流電阻箱的輸出電阻值R。(或更換交流標(biāo)準(zhǔn)電阻器),對應(yīng)的電池內(nèi)阻測試儀示值為R,電池內(nèi)阻的示值誤差按公式(1)計算?！鱎——電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻顯示值誤差，Ω;Rx——電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻的示值，Ω;4圖2電池內(nèi)阻測量接線圖直流電壓的每個量程，在校準(zhǔn)前都要清零。按圖3接線，按校準(zhǔn)點設(shè)置直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源的輸出電壓V?,對應(yīng)電池內(nèi)阻測試儀示值為Vx,直流電壓示值誤差用公式(2)直流電壓的每個量程，在校準(zhǔn)前都要清零。按圖4接線，按校準(zhǔn)點設(shè)置直流電壓源的輸出電壓，直流數(shù)字電壓表測得標(biāo)準(zhǔn)電壓值V?,電池內(nèi)阻測試儀的示值為Vx。直流電壓示值誤差用公式(2)計算。圖3標(biāo)準(zhǔn)源法接線圖圖4標(biāo)準(zhǔn)表法接線圖58.1校準(zhǔn)證書校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(報告)上反映，校準(zhǔn)證書(報告)應(yīng)至少包括以下信息：b)實驗室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同)d)證書或報告的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；i)對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；1)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離情況的說明n)校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。校準(zhǔn)原始記錄格式見附錄B,校準(zhǔn)證書(報告)內(nèi)頁格式見附錄C。8.2數(shù)據(jù)修約計算被校準(zhǔn)電池內(nèi)阻測試儀的誤差數(shù)據(jù)后，應(yīng)采用四舍五入及偶數(shù)法則等進(jìn)行修約，末位數(shù)修約到被校測試儀允許誤差極限的1/10位。建議復(fù)校時間間隔為1年。送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間6電池內(nèi)阻測試儀測量不確定度評定示例電池內(nèi)阻測試儀的校準(zhǔn)項目有2項，分別為直流電壓示值誤差和電池內(nèi)阻示值誤差。本附錄以100mΩ電池內(nèi)阻測量示值誤差和直流10V直流電壓測量值示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定為例，說明電池內(nèi)阻測試儀校準(zhǔn)項目的測量不確定度評定的過程。A.2電池內(nèi)阻測量示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定A.2.1測量模型電池內(nèi)阻測量值示值誤差校準(zhǔn)方法見7.2.3.1,測量模型可用式(A.1)表示：△R——電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻顯示值誤差，mΩ;R、電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻的示值，mΩ;各輸入量之間不相關(guān)，不確定度傳播可用公式(A.2)表示。uc(△R)=√u2(R?)+u2(R?)式中：ue(△R)——被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量值示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定u(R?)——標(biāo)準(zhǔn)電阻器(箱)引入的不確定度，mΩ;u(Rx)——被校電池內(nèi)阻測試儀引入的不確定度，mΩ。A.2.2不確定度來源A.2.2.1u(R?)的來源如下：——標(biāo)準(zhǔn)電阻器(箱)年穩(wěn)定性引入的不確定度u?(R。)。A.2.2.2u(Rx)的來源如下：——被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量分辨力引入的不確定度u?(R?);——被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量重復(fù)性引入的不確定度u?(Rx)。A.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定A.2.3.1標(biāo)準(zhǔn)電阻器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ro)按B類進(jìn)行評定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電阻器(箱)技術(shù)指標(biāo)，其最大允許誤差為±0.01mΩ,則分散區(qū)間的半寬度為a=0.01mΩ,為均勻分布，包含因子k=√3,則標(biāo)準(zhǔn)電阻器(箱)最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：7A.2.3.2被校電池內(nèi)阻測試儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Rx)A.2.3.2.1被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Rx)根據(jù)說明書可知，被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量分辨力為0.01mΩ,按B類進(jìn)行評定，那么其區(qū)間半寬度為a=0.005mΩ,為均勻分布，包含因子k=√3,則被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.2.3.2.2被校電池內(nèi)阻測試儀測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Rx)測量結(jié)果的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度通過多次重復(fù)測量進(jìn)行A類評定。多次重復(fù)測量結(jié)果如表A.1所示，用貝塞爾公式(A.3)計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差：式中：Rx——被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻多次測量值的平均值，mΩ;R被校電池內(nèi)阻測試儀電池內(nèi)阻測量值第i次測量值，mΩ;n——重復(fù)測量的次數(shù)，此處n=10。表A.1電池內(nèi)阻測試儀100m2點重復(fù)性測量數(shù)據(jù)123456789電阻示值/mΩ根據(jù)表A.1中的數(shù)據(jù)，可由公式(A.3)計算出重復(fù)測量的單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差故測量重復(fù)性引入的不確定度為：u?(Rx)=s(Rx)=5.2×10-A.2.3.2.3被校電池內(nèi)阻測試儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Rx)為了避免重復(fù)計算，測量結(jié)果的重復(fù)性和電池內(nèi)阻測試儀的分辨力取其中最大值作為被校電池內(nèi)阻測試儀引入合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。u?(Rx)<u?(Rx),故舍去被校電池內(nèi)阻測試儀的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?(Rx)。被校電池內(nèi)阻測試儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Rx):u(Rx)=u?(Rx)=5.2×10-A.2.4不確定度分量一覽表不確定度分量見表A.2。不確定不確定度來源評定分布類型標(biāo)準(zhǔn)不確定度交流標(biāo)準(zhǔn)電阻器(箱)示值誤差B均勻交流標(biāo)準(zhǔn)電阻器(箱)8不確定評定分布類型分辨力B均勻A正態(tài)A.2.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。(△R)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公式(A.2)計算。uc(△R)=√u2(Rx)+u2(R?)=7.8×10A.2.6擴(kuò)展不確定度U(△R)取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度為：A.3直流電壓測量示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定A.3.1測量模型以直流標(biāo)準(zhǔn)源法校準(zhǔn)電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量值示值誤差見7.2.3.2,其示值誤差校準(zhǔn)的測量模型可用式(A.4)表示：式中：△V——被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量值示值誤差，V;V?——直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出的電壓標(biāo)準(zhǔn)值，V;Vx——被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量值，V。各輸入量之間不相關(guān)，不確定度傳播可用公式(A.5)表示。u?(△V)——直流電壓測量值示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，V;u(V?)——直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，V;u(Vx)——被校電池內(nèi)阻測試儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，V。A.3.2不確定度來源A.3.2.1u(V?)的來源如下：a)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源年示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(V?);b)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(V?)。A.3.2.2u(Vx)的來源如下：a)被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(V);b)被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(V)。A.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定9直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V?)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(V?)按B類進(jìn)行評定。根據(jù)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源10V技術(shù)指標(biāo)，其最大允許誤差為±0.000088V,則分散區(qū)間的半寬度為a=0.000088V,為均勻分布，包含因子k=√3,則直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為A.3.3.1.2直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uz(V?)依據(jù)說明書可知，直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源為10V,其分辨力為0.000001V,則分散區(qū)間的半寬度為a=0.0000005V,為均勻分布，包含因子k=√3,則直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.3.3.1.3計算直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Vo)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V?)為：u(V?)=√uí(V?)+uí(V?)=5.1×1A.3.3.2被校電池內(nèi)阻測試儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Vx)A.3.3.2.1被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Vx)根據(jù)說明書可知，被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量分辨力為0.0001V,按B類進(jìn)行評定，那么其區(qū)間半寬度為a=0.00005V,為均勻分布，包含因子k=√3,則被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：A.3.3.2.2被校電池內(nèi)阻測試儀直流電壓測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Vx)測量結(jié)果的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度通過多次重復(fù)測量進(jìn)行A類評定。多次重復(fù)測量結(jié)果如表A.3所示，用貝塞爾公式(A.6)計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差：式中：n——重復(fù)測量的次數(shù)，此處n=10。第i次測量123456789電壓示值/V根據(jù)表A.3中的數(shù)據(jù)，可由公式(A.6)計算出重復(fù)測量的單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差：s(Vx)=5.2×10-5V故測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u?(Vx)=s(Vx)=5.2×10A.3.3.2.3被校電池內(nèi)阻測試儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)為了避免重復(fù)計算，測量結(jié)果的重復(fù)性和電池內(nèi)阻測試儀的分辨力取其中最大值作為校電池內(nèi)阻測試儀引入合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。u?(Vx)<u?(Vx),故舍去被校電池內(nèi)阻測試儀的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?(Vx)。被校電池內(nèi)阻測試儀引入的不確定度u(Vx):u(Vx)=u?(Vx)=5.2×10A.3.4不確定度分量一覽表不確定度分量見表A.4。不確定評定分布類型直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源或標(biāo)準(zhǔn)電B均勻直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源或標(biāo)準(zhǔn)電B均勻直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源或標(biāo)準(zhǔn)電B均勻A正態(tài)A.3.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。(△V)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公式(A.5)計算。uc(△V)=√u2(Vx)+u2(V?)=7.3×1A.3.6擴(kuò)展不確定度U(△V)取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度為：U(△V)=k×uc(△V)=1.5×10~*V(校準(zhǔn)原始記錄格式電池內(nèi)阻測試儀校準(zhǔn)原始記