电容器耐久性试验电源校准规范

IV电容器耐久性试验电源校准规范1范围本规范适用于具有直流电压、直流电流、纹波电压和纹波电流输出功能的电解电容耐久性试验电源的校准，也适用于具有上述单一输出功能或组合输出功能的电解电容耐久性试验电源的校准。本规范中直流电压校准范围0~800V，纹波电压校准范0~100V（10Hz~100kHz），直流电流校准范围0~1A，纹波电流校准范围0~100A（10Hz~10kHz）。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG（军工）71-2017交流标准电压源JJG（军工）69-2017直流标准电流源JJG（军工）70-2020交流标准电流源JJF1638-2017多功能标准源校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。3术语3.1纹波电压microwavedigestiontechnology输出直流电压中含有的交流电压成分。3.2纹波电流microwavedigestioninstrument输出直流电流中含有的交流电流成分。4概述电容器耐久性试验电源是电容器生产厂商作纹波电流耐久性寿命试验的专用设备，可产生直流电压、直流电流、纹波电压、纹波电流，通常用来模仿电容器的实际工作条件，测定被测电容器的使用寿命。电容器耐久性试验电源主要由直流输出模块、交流输出模块以及控制模块、显示模块等部分组成。5计量特性5.1示值误差直流电压、直流电流、纹波电压、纹波电流和频率的示值误差均用公式（1）表示，（1）式中：∆———示值误差；Yx———被校准源的输出示值；Ys———对应输出量的参考值（标准值）。相对示值误差均用公式（2）表示:（2）式中：δ———相对示值误差；5.2最大允许误差5.2.1直流电压最大允许误差：±（2%+1个字）；5.2.2直流电流最大允许误差：±（5%+1个字）；5.2.3纹波电压最大允许误差：±（2%+2个字）；5.2.4纹波电流最大允许误差：±（2%+2个字）；5.2.5频率最大允许误差：±1%。6校准条件6.1环境条件环境温度：（20±5）℃；相对湿度：30%～75％；供电电源：具有良好的接地，电压（220±22）V，频率（50±1）Hz；其他：周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。注:环境温度以及交流供电电压的允许偏差也可以参照仪器使用说明书中的规定。6.2测量标准及配套设备6.2.1校准装置对应功能的测量范围应覆盖被校电容器耐久性试验电源的测量范围，校准装置对应功能的最大允许误差绝对值（或不确定度）应不大于被校电容器耐久性试验电源相应功能最大允许误差绝对值的1/3。6.2.2校准装置（包括测量电路）应具有良好的屏蔽保护和接地措施，并远离强电场和强磁场。校准较高频率电流、电压时应使用同轴线作为测试导线，测试线长度应尽量短（一般不超过0.6m）。6.2.3测量标准及其他设备真有效值数字多用表（或者满足要求的可测量单项指标的标准器）直流电压测量范围：0~800V；最大允许误差：优于±0.5%；直流电流测量范围：0~1A；最大允许误差：优于±0.5%；交流电压测量范围：0~800V；频率范围：（10~100k）Hz；最大允许误差：优于±0.5%；频率测量范围：0~100kHz；最大允许误差：优于±0.3%；电流分流器测量范围：0~100A；频率范围：（10~100k）Hz；交直流差（25~500）ppm；标准电容器电容值:1μF；最大允许误差：优于±0.1%；频率范围：（10~100k）Hz；额定电压：≥100V；负载电阻电阻值：（10~600）Ω7校准项目和校准方法7.1校准项目电容器耐久性试验电源的校准项目为：外观及通电检查、直流电压示值误差、直流电流示值误差、纹波电压示值误差、纹波电流示值误差、频率示值误差。7.2校准方法7.2.1外观及功能检查a）外观检查被校电流转换标准结构完好，型号、制造厂名或商标、出厂编号等信息齐全；端钮、开关、按键无松动、损伤；各种功能标志应齐全正确。b）工作正常性检查通电后，电流转换标准开关、按键、显示屏应工作正常。7.2.2校准点选取原则a）一般在量程内均匀选取3至5个校准点，包括量程的10%、50%、100%点，同时应参考被校准电源使用说明书中对校准点的建议；也可根据实际情况或送校单位的要求选取校准点；b）纹波电压、纹波电流频率频率点选取可参照被校准电源使用说明书中的技术指标，也可根据实际情况或送校单位的要求选取校准点，一般选取100Hz、120Hz或100kHz；7.2.3直流电压误差校准按以下步骤进行:a）按图1所示连接仪器；+电容器耐DCV-久性试验电源++电容器耐DCV-久性试验电源+数字多用表DCV-图1校准直流电压接线示意图b）将数字多用表置于直流电压档，并根据被校电容器耐久性试验电源的量程选择数字多用表的量程；c）设置被校电容器耐久性试验电源单独输出直流电压为Ux，待稳定后，读取数字多用表显示值为被校直流电压的标准值Us；d）按公式（3）和公式（4）计算直流电压示值误差：（3）（4）式中：∆———被校准源直流电压示值绝对误差，V；Ux———被校准源直流电压输出的示值，V；Us———被校准源直流电压输出的标准值，V。δ———被校准源直流电压相对示值误差，%；7.2.4直流电流误差校准按以下步骤进行:a）按图2所示连接仪器；+电容器耐DCI-久性试验电源负载电阻++电容器耐DCI-久性试验电源负载电阻+数字多用表DCI-图2校准直流电流接线示意图b）将数字多用表置于直流电流档，并根据被校电容器耐久性试验电源的量程选择数字多用表的量程；c）设置被校电容器耐久性试验电源单独输出直流电流为Ix，待稳定后，读取数字多用表显示值为被校直流电流的标准值Is；d）按公式（5）和公式（6）计算直流电压示值误差：（5）（6）式中：∆———被校准源直流电流示值绝对误差，A；Ix———被校准源直流电流输出的示值，A；Is———被校准源直流电流输出的标准值，A。δ———被校准源直流电流相对示值误差，%。7.2.5纹波电压误差校准按以下步骤进行:按图3所示连接仪器；b）将数字多用表置于交流电压档，并根据被校电容器耐久性试验电源的量程选择数字多用表的量程；+电容器耐ACV-久性试验电源++电容器耐ACV-久性试验电源+数字多用表ACV-图3校准纹波电压接线示意图c）设置被校电容器耐久性试验电源单独输出纹波电压为Ux，待稳定后，读取数字多用表显示值为被校纹波电压的标准值Us；d）按公式（7）和公式（8）计算纹波电压示值误差：（7）（8）式中：∆———被校准源纹波电压示值误差，V；Ux———被校准源纹波电压输出的示值，V；Us———被校准源纹波电压输出的标准值，V。δ———被校准源纹波电压相对示值误差，%；7.2.6纹波电流误差7.2.6.1电流电压转换法校准按以下步骤进行:a）按图5所示连接仪器；++电流分流器--+电容器耐ACI-久性试验电源++电流分流器--+电容器耐ACI-久性试验电源+数字多用表ACV-图4电流电压转换法测纹波电流接线示意图b）根据电容器耐久性试验电源纹波电流校准点选择合适的电流分流器，将数字多用表置于相对应的交流电压档位；c）设置被校电容器耐久性试验电源单独输出纹波电流为Ix，待稳定后，读取数字多用表示值Us；d）按公式（11）和公式（12）计算纹波电流误差示值误差：（11）（12）式中：∆———被校准源纹波电流示值绝对误差，A；Ix———被校准源纹波电流输出的示值，A；Us———数字多用表读数，V；Rs———电流分流器标称电阻，Ω；δ———被校准源纹波电流相对示值误差，%；7.2.6.2标准电容法校准按以下步骤进行:a）按图6所示连接仪器；++标准电容器并联--+电容器耐ACI-久性试验电源++标准电容器并联--+电容器耐ACI-久性试验电源+数字多用表ACV-图5标准电容法测纹波电流接线示意图b）根据电容器耐久性试验电源校纹波电流准点选择合适的标准电容器并联组合，将数字多用表置于相对应的交流电压档位；c）设置被校电容器耐久性试验电源单独输出纹波电流为Ix，待稳定后，读取数字多用表示值Us；标准电容器电容值Ci（i=1，2，3n）d）按公式（13）和公式（14）计算纹波电流误差示值误差：（13）（14）式中：∆———被校准源纹波电流示值绝对误差，A；Ix———被校准源纹波电流输出的示值，A；Us———数字多用表读数，V；f———被校准源纹波电流频率，Hz；Ci———标准电容器电容值，μF；δ———被校准源纹波电流相对示值误差，%；7.2.7频率误差校准按以下步骤进行:a）按图4所示连接仪器；+电容器耐ACV-久性试验电源++电容器耐ACV-久性试验电源+数字多用表频率-图6频率校准接线示意图b）将数字多用表置于频率档，并根据被校电容器耐久性试验电源的量程选择数字多用表的量程；c）设置被校电容器耐久性试验电源单独输出50%量程纹波电压，纹波电压频率为fx，待稳定后，读取数字多用表显示值为被校纹波电压频率的标准值fs；d）按公式（9）和公式（10）计算纹波电流示值误差：（11）（12）式中：∆———被校准源频率示值绝对误差，Hz；fx———被校准源频率输出的示值，Hz；fs———被校准源频率输出的标准值，Hz。δ———被校准源频率相对示值误差，%；8校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书至少包括以下信息：标题，如“校准证书”；实验室名称和地址；进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；客户的名称和地址；被校对象的描述和明确标识；进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；如果与校准结果的有效性和应用有关时，因对被校样品的抽样程序进行说明；校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；校准环境的描述；校准结果及测量不确定度的说明；对校准规范的偏离的说明；校准证书或校准报告签发人的签名，职务或等效标识；校准结果仅对被校对象的有效的声明；未经实验室书面批准，不得部分复制证书声明。9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。修理或调整后的微波消解仪在使用前应进行校准。建议复校时间间隔不超过1年。附录A纹波电压校准不确定度评定（示例）A.1概述依据本规范中的校准方法，使用六位半数字多用表作为测量标准，对分辨力为0.01V的电容器耐久性试验电源进行校准。以校准30V纹波电压为例进行不确定度分析。A.2测量模型（A.1）式中：∆———被校准源纹波电压示值误差，V；Ux———被校准源纹波电压输出的示值，V；Us———被校准源纹波电压输出的标准值，V。A.3不确定度传播律及灵敏系数A.3.1不确定度传播律由于Ux、Us之间不相关，则：（A.2）A.3.2灵敏系数（A.3）（A.4）A.4标准不确定度来源A.4.1输入量引入的标准不确定度u（），包括的分量为：（1）电容器耐久性试验电源纹波电压显示分辨力引入的标准不确定度u1；A.4.2输入量Us引入的标准不确定度u（），包括的分量为：电容器耐久性试验电源纹波电压测量重复性引入的标准不确定度u2；（2）数字多用表引入的标准不确定度u3；A.5标准不确定度的评定A.5.1u（）的评定A.5.1.1电容器耐久性试验电源纹波电压显示分辨力引入的标准不确定度u1的评定被校电容器耐久性试验电源纹波电压显示分辨力为0.01V，采用B类评定方法，区间半宽a=0.005V，服从均匀分布，置信因子k=，则：u1=0.005V/=0.0029VA.5.2u（）的评定A.5.2.1测量重复性引入的不确定度分类u2在重复性条件下进行10组试验，得到10组测量数据，如表1：表1重复性测量数据第i次测量12345678910测量值/V30.103130.135330.158330.162630.124830.157230.172530.122730.135330.1202采用A类方法进行评定，用贝塞尔公式分别计算单次的实验标准差：s（x）=＝0.0222V实际测量中以单次测量值作为测量结果，则：u2=s（x）=0.0222VA.5.2.2数字多用表引入的标准不确定度u3的评定数字多用表在量程100V最大允许误差为±（0.06%×测量值+0.03%×量程）V，测量点为30V，则最大允许误差为±0.048V，区间半宽为0.048V，服从均匀分布，置信因子k=，则：A.5.3标准不确定度一览表见表C.1所示。表C.1标准不确定度一览表标准不确定度分量不确定度来源c分布u1电容器耐久性试验电源纹波电压显示分辨力0.0029V均匀u2测量重复性0.0222V正态u3数字多用表最大允许误差0.0277V均匀A.6合成标准不确定度的评定以上各分量相互独立不相关，故合成标准不确定度为：A.7扩展不确定度的评定取包含因子=2，则扩展不确定度为：；k=2。附录B校准原始记录格式（参考）电容器耐久性试验电源校准原始记录校准证书编号：第X页，共X页委托方： 器具/物品名称：型号规格: 出厂编号:制造厂：