電容器耐久性試驗電源校準規(guī)范

IV電容器耐久性試驗電源校準規(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電源的校準，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電源的校準。本規(guī)范中直流電壓校準范圍0~800V，紋波電壓校準范0~100V（10Hz~100kHz），直流電流校準范圍0~1A，紋波電流校準范圍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交流標準電壓源JJG（軍工）69-2017直流標準電流源JJG（軍工）70-2020交流標準電流源JJF1638-2017多功能標準源校準規(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電源是電容器生產(chǎn)廠商作紋波電流耐久性壽命試驗的專用設(shè)備，可產(chǎn)生直流電壓、直流電流、紋波電壓、紋波電流，通常用來模仿電容器的實際工作條件，測定被測電容器的使用壽命。電容器耐久性試驗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———被校準源的輸出示值；Ys———對應(yīng)輸出量的參考值（標準值）。相對示值誤差均用公式（2）表示:（2）式中：δ———相對示值誤差；5.2最大允許誤差5.2.1直流電壓最大允許誤差：±（2%+1個字）；5.2.2直流電流最大允許誤差：±（5%+1個字）；5.2.3紋波電壓最大允許誤差：±（2%+2個字）；5.2.4紋波電流最大允許誤差：±（2%+2個字）；5.2.5頻率最大允許誤差：±1%。6校準條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：（20±5）℃；相對濕度：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：周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機械振動。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明書中的規(guī)定。6.2測量標準及配套設(shè)備6.2.1校準裝置對應(yīng)功能的測量范圍應(yīng)覆蓋被校電容器耐久性試驗電源的測量范圍，校準裝置對應(yīng)功能的最大允許誤差絕對值（或不確定度）應(yīng)不大于被校電容器耐久性試驗電源相應(yīng)功能最大允許誤差絕對值的1/3。6.2.2校準裝置（包括測量電路）應(yīng)具有良好的屏蔽保護和接地措施，并遠離強電場和強磁場。校準較高頻率電流、電壓時應(yīng)使用同軸線作為測試導(dǎo)線，測試線長度應(yīng)盡量短（一般不超過0.6m）。6.2.3測量標準及其他設(shè)備真有效值數(shù)字多用表（或者滿足要求的可測量單項指標的標準器）直流電壓測量范圍：0~800V；最大允許誤差：優(yōu)于±0.5%；直流電流測量范圍：0~1A；最大允許誤差：優(yōu)于±0.5%；交流電壓測量范圍：0~800V；頻率范圍：（10~100k）Hz；最大允許誤差：優(yōu)于±0.5%；頻率測量范圍：0~100kHz；最大允許誤差：優(yōu)于±0.3%；電流分流器測量范圍：0~100A；頻率范圍：（10~100k）Hz；交直流差（25~500）ppm；標準電容器電容值:1μF；最大允許誤差：優(yōu)于±0.1%；頻率范圍：（10~100k）Hz；額定電壓：≥100V；負載電阻電阻值：（10~600）Ω7校準項目和校準方法7.1校準項目電容器耐久性試驗電源的校準項目為：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)換標準結(jié)構(gòu)完好，型號、制造廠名或商標、出廠編號等信息齊全；端鈕、開關(guān)、按鍵無松動、損傷；各種功能標志應(yīng)齊全正確。b）工作正常性檢查通電后，電流轉(zhuǎn)換標準開關(guān)、按鍵、顯示屏應(yīng)工作正常。7.2.2校準點選取原則a）一般在量程內(nèi)均勻選取3至5個校準點，包括量程的10%、50%、100%點，同時應(yīng)參考被校準電源使用說明書中對校準點的建議；也可根據(jù)實際情況或送校單位的要求選取校準點；b）紋波電壓、紋波電流頻率頻率點選取可參照被校準電源使用說明書中的技術(shù)指標，也可根據(jù)實際情況或送校單位的要求選取校準點，一般選取100Hz、120Hz或100kHz；7.2.3直流電壓誤差校準按以下步驟進行:a）按圖1所示連接儀器；+電容器耐DCV-久性試驗電源++電容器耐DCV-久性試驗電源+數(shù)字多用表DCV-圖1校準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電源單獨輸出直流電壓為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準值Us；d）按公式（3）和公式（4）計算直流電壓示值誤差：（3）（4）式中：?———被校準源直流電壓示值絕對誤差，V；Ux———被校準源直流電壓輸出的示值，V；Us———被校準源直流電壓輸出的標準值，V。δ———被校準源直流電壓相對示值誤差，%；7.2.4直流電流誤差校準按以下步驟進行:a）按圖2所示連接儀器；+電容器耐DCI-久性試驗電源負載電阻++電容器耐DCI-久性試驗電源負載電阻+數(shù)字多用表DCI-圖2校準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電源單獨輸出直流電流為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準值Is；d）按公式（5）和公式（6）計算直流電壓示值誤差：（5）（6）式中：?———被校準源直流電流示值絕對誤差，A；Ix———被校準源直流電流輸出的示值，A；Is———被校準源直流電流輸出的標準值，A。δ———被校準源直流電流相對示值誤差，%。7.2.5紋波電壓誤差校準按以下步驟進行: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-久性試驗電源++電容器耐ACV-久性試驗電源+數(shù)字多用表ACV-圖3校準紋波電壓接線示意圖c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗電源單獨輸出紋波電壓為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準值Us；d）按公式（7）和公式（8）計算紋波電壓示值誤差：（7）（8）式中：?———被校準源紋波電壓示值誤差，V；Ux———被校準源紋波電壓輸出的示值，V；Us———被校準源紋波電壓輸出的標準值，V。δ———被校準源紋波電壓相對示值誤差，%；7.2.6紋波電流誤差7.2.6.1電流電壓轉(zhuǎn)換法校準按以下步驟進行:a）按圖5所示連接儀器；++電流分流器--+電容器耐ACI-久性試驗電源++電流分流器--+電容器耐ACI-久性試驗電源+數(shù)字多用表ACV-圖4電流電壓轉(zhuǎn)換法測紋波電流接線示意圖b）根據(jù)電容器耐久性試驗電源紋波電流校準點選擇合適的電流分流器，將數(shù)字多用表置于相對應(yīng)的交流電壓檔位；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗電源單獨輸出紋波電流為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）計算紋波電流誤差示值誤差：（11）（12）式中：?———被校準源紋波電流示值絕對誤差，A；Ix———被校準源紋波電流輸出的示值，A；Us———數(shù)字多用表讀數(shù)，V；Rs———電流分流器標稱電阻，Ω；δ———被校準源紋波電流相對示值誤差，%；7.2.6.2標準電容法校準按以下步驟進行:a）按圖6所示連接儀器；++標準電容器并聯(lián)--+電容器耐ACI-久性試驗電源++標準電容器并聯(lián)--+電容器耐ACI-久性試驗電源+數(shù)字多用表ACV-圖5標準電容法測紋波電流接線示意圖b）根據(jù)電容器耐久性試驗電源校紋波電流準點選擇合適的標準電容器并聯(lián)組合，將數(shù)字多用表置于相對應(yīng)的交流電壓檔位；c）設(shè)置被校電容器耐久性試驗電源單獨輸出紋波電流為Ix，待穩(wěn)定后，讀取數(shù)字多用表示值Us；標準電容器電容值Ci（i=1，2，3n）d）按公式（13）和公式（14）計算紋波電流誤差示值誤差：（13）（14）式中：?———被校準源紋波電流示值絕對誤差，A；Ix———被校準源紋波電流輸出的示值，A；Us———數(shù)字多用表讀數(shù)，V；f———被校準源紋波電流頻率，Hz；Ci———標準電容器電容值，μF；δ———被校準源紋波電流相對示值誤差，%；7.2.7頻率誤差校準按以下步驟進行:a）按圖4所示連接儀器；+電容器耐ACV-久性試驗電源++電容器耐ACV-久性試驗電源+數(shù)字多用表頻率-圖6頻率校準接線示意圖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電源單獨輸出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準值fs；d）按公式（9）和公式（10）計算紋波電流示值誤差：（11）（12）式中：?———被校準源頻率示值絕對誤差，Hz；fx———被校準源頻率輸出的示值，Hz；fs———被校準源頻率輸出的標準值，Hz。δ———被校準源頻率相對示值誤差，%；8校準結(jié)果表達校準結(jié)果應(yīng)在校準證書上反映，校準證書至少包括以下信息：標題，如“校準證書”；實驗室名稱和地址；進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）；證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標識；進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，因?qū)Ρ恍悠返某闃映绦蜻M行說明；校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；校準環(huán)境的描述；校準結(jié)果及測量不確定度的說明；對校準規(guī)范的偏離的說明；校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名，職務(wù)或等效標識；校準結(jié)果僅對被校對象的有效的聲明；未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復(fù)制證書聲明。9復(fù)校時間間隔由于復(fù)校時間間隔的長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)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。修理或調(diào)整后的微波消解儀在使用前應(yīng)進行校準。建議復(fù)校時間間隔不超過1年。附錄A紋波電壓校準不確定度評定（示例）A.1概述依據(jù)本規(guī)范中的校準方法，使用六位半數(shù)字多用表作為測量標準，對分辨力為0.01V的電容器耐久性試驗電源進行校準。以校準30V紋波電壓為例進行不確定度分析。A.2測量模型（A.1）式中：?———被校準源紋波電壓示值誤差，V；Ux———被校準源紋波電壓輸出的示值，V；Us———被校準源紋波電壓輸出的標準值，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標準不確定度來源A.4.1輸入量引入的標準不確定度u（），包括的分量為：（1）電容器耐久性試驗電源紋波電壓顯示分辨力引入的標準不確定度u1；A.4.2輸入量Us引入的標準不確定度u（），包括的分量為：電容器耐久性試驗電源紋波電壓測量重復(fù)性引入的標準不確定度u2；（2）數(shù)字多用表引入的標準不確定度u3；A.5標準不確定度的評定A.5.1u（）的評定A.5.1.1電容器耐久性試驗電源紋波電壓顯示分辨力引入的標準不確定度u1的評定被校電容器耐久性試驗電源紋波電壓顯示分辨力為0.01V，采用B類評定方法，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（）的評定A.5.2.1測量重復(fù)性引入的不確定度分類u2在重復(fù)性條件下進行10組試驗，得到10組測量數(shù)據(jù)，如表1：表1重復(fù)性測量數(shù)據(jù)第i次測量12345678910測量值/V30.103130.135330.158330.162630.124830.157230.172530.122730.135330.1202采用A類方法進行評定，用貝塞爾公式分別計算單次的實驗標準差：s（x）=＝0.0222V實際測量中以單次測量值作為測量結(jié)果，則：u2=s（x）=0.0222VA.5.2.2數(shù)字多用表引入的標準不確定度u3的評定數(shù)字多用表在量程100V最大允許誤差為±（0.06%×測量值+0.03%×量程）V，測量點為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標準不確定度一覽表見表C.1所示。表C.1標準不確定度一覽表標準不確定度分量不確定度來源c分布u1電容器耐久性試驗電源紋波電壓顯示分辨力0.0029V均勻u2測量重復(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合成標準不確定度的評定以上各分量相互獨立不相關(guān)，故合成標準不確定度為：A.7擴展不確定度的評定取包含因子=2，則擴展不確定度為：；k=2。附錄B校準原始記錄格式（參考）電容器耐久性試驗電源校準原始記錄校準證書編號：第X頁，共X頁委托方： 器具/物品名稱：型號規(guī)格: 出廠編號:制造廠：