JJF(津) 53-2021 压敏电阻直流参数测试仪校准规范

压敏电阻直流参数测试仪校准规范CalibrationSpecificationforVDRDCParameterTesters2021―04―16发布2021―05―16实施天津市市场监督管理委员会发布天津市地方计量技术规范JJF(津)53—2021JJF(津)53—2021归口单位：天津市市场监督管理委员会主要起草单位：天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所天津市计量监督检测科学研究院本规范委托天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所负责解释压敏电阻直流参数测试仪校准规范JJF(津)53-2021CalibrationSpecificationforVDRDCParameterTestersJJF(津)53—2021本规范主要起草人：李征(天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所)王楠(天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所)刘畅(天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所)参加起草人：蔡姝（天津市计量监督检测科学研究院）刘宇（天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所）张一萌（天津市计量监督检测科学研究院）郭景涛（天津市计量监督检测科学研究院）JJF(津)53－2021I目录引言………………………………………………………………………………………(Ⅱ)1范围…………………………………………………………………………………(1)2引用文件……………………………………………………………………………(1)3概述…………………………………………………………………………………(1)4术语…………………………………………………………………………………(2)4.1压敏电阻器………………………………………………………………………(2)4.2直流参考电流……………………………………………………………………(2)4.3压敏电压…………………………………………………………………………(2)4.4漏电流……………………………………………………………………………(2)4.5电压比……………………………………………………………………………(2)4.6非线性指数………………………………………………………………………(2)5计量特性……………………………………………………………………………(2)5.1测试仪的技术指标………………………………………………………………(2)6校准条件……………………………………………………………………………(2)6.1环境条件…………………………………………………………………………(2)6.2主要测量标准及要求……………………………………………………………(3)7校准项目和校准方法………………………………………………………………(3)7.1校准项目…………………………………………………………………………(3)7.2校准方法…………………………………………………………………………(3)8校准结果表达………………………………………………………………………(7)8.1测量数据修约……………………………………………………………………(7)8.2校准证书…………………………………………………………………………(7)9复校时间间隔………………………………………………………………………(7)附录A压敏电阻直流参数测试仪校准原始记录参考格式……………………………(8)附录B校准证书内页参考格式……………………………………………………(10)附录C测量不确定度评定示例……………………………………………(12)JJF(津)53－2021II引言本规范依据国家计量技术规范JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》JJF1001-2011《通用计量术语及定义》进行编制。制定本规范的目的是解决工业生产使用的压敏电阻直流参数测试仪的校准问题。本规范为首次制定的天津市地方计量校准规范。JJF（津）53—20211压敏电阻直流参数测试仪校准规范1范围本规范适用于具有压敏电压、漏电流、非线性指数或电压比测试功能的压敏电阻直流参数测试仪（以下均简称测试仪）的校准，也适用于具有上述测量功能的电涌保护器测试仪、综合测试仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1001通用计量术语及定义JJF1059.1测量不确定度评定与表示JJF1597直流稳定电源校准规范GB/T10193-1997电子设备用压敏电阻器第1部分：总规范SJ11267-2002电子设备用压敏电阻器安全要求GJB1782-1993压敏电阻器总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（包括所有的修改单）适用于本规范。3概述测试仪是用来测量压敏电阻器直流参数的专用仪器，主要由恒流源、恒压源、测量输入端、显示部分和面板控制部分等组成。测量压敏电压时，恒流电流施加在压敏电阻器上，测试仪测量压敏电阻器上的直流电压；测量漏电流时，恒定电压施加在压敏电阻器上，测试仪测量流过压敏电阻器的直流电流；测量非线性指数或电压比时，通过内部计算处理压敏电压和0.1倍直流参考电流下的直流电压值，直接显示非线性指数或电压比。原理框图见图1所示。（（）恒流源显示部分面板控制部分测量输入端待测压敏电阻器样品恒压源内部计算JJF（津）53—20212图1压敏电阻直流参数测试仪原理图4术语下列术语和定义适应于本规范4.1压敏电阻器（voltagedependentresistor）(简称VDR)压敏电阻器是一种电阻值随外加电压变化而变化的电阻器。4.2直流参考电流（IR）（DCreferencecurrent）用来测试压敏电阻器压敏电压值的恒定直流电流。4.3压敏电压(UN)（varistorvoltage）直流参考电流流过压敏电阻器时，压敏电阻器两端的直流电压值。4.4漏电流（IL）（leakagecurrent）施加规定电压在压敏电阻器两端时流过压敏电阻器的直流电流值。4.5电压比（k）（voltageratio）通过压敏电阻器的电流为直流参考电流时的电压值与压敏电阻器的电流为0.1倍直流参考电流时产生的电压值之比。4.6非线性指数（α）（nonlinearindex）非线性指数是描述压敏电阻器非线性强弱的电参数，其值是压敏电阻器电压比值的对数的倒数。注：α=1/log(UN/UN0.1)计算得出。（UN0.1是测试电流为UN测试电流1/10的电压）5计量特性5.1测试仪的技术指标测试仪的直流参考电流、压敏电压、漏电流、电压比、纹波系数的测量范围和最大允许误差见表1。表1测量范围和最大允许误差功能测量范围最大允许误差直流参考电流0.1mA～10mA±（0.5%～3%）压敏电压5V～3000V±（0.5%～2%）漏电流0.1µA～2mA±(1%～2%)电压比1.00～1.30≤±0.005纹波系数200µV～10V（有效值）≤±1%注：具体计量特性，可参照被校测试仪的技术要求。以上要求不适用于合格性判别，仅供参考。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：（20±5）℃；6.1.2相对湿度：30%～70%；JJF（津）53—202136.1.3供电电源：（220±22）V；6.1.4供电频率：（50±0.5）Hz；6.1.5周围无影响校准工作的机械振动和电磁干扰。6.2主要测量标准及要求6.2.1由标准器、辅助设备及环境条件所引起的扩展不确定度（k=2）,应不大于被校测试仪最大允许误差的三分之一。6.2.2校准时所需的标准器及配套设备见表2，可根据被校测试仪的实际需求选择。表2标准器及配套设备校准设备名称用途及说明数字多用表校准压敏电压、直流参考电流、漏电流、非线性指数或电压比及纹波系数功能。校准时应注意量程的选择。直流标准电阻箱/高压高阻电阻箱校准压敏电压（间接测量法）、漏电流、非线性指数或电压比功能。校准时应注意，直流标准电阻箱电阻盘应能允许通过至少1mA的直流电流，且测量时应注意不超过电阻箱的最大电流和额定功率值。表2（续）校准设备名称用途及说明纳伏表校准漏电流功能。适用于10µA以下漏电流的校准。高α值模拟负载压敏电阻器校准直流参考电流、非线性指数或电压比功能。校准时应注意压敏电阻器的标称电压值。7.校准项目和校准方法7.1校准项目表3校准项目一览表序号项目名称需要校准项目计量特性的条款校准方法的条款1外观及通电检查+-7.2.12直流参考电流示值误差+5.17.2.33压敏电压示值误差+5.17.2.44漏电流示值误差+5.17.2.55非线性指数（电压比）示值误差+5.17.2.66纹波系数+5.17.2.77.2校准方法7.2.1外观及通电检查测试仪的外形结构应完好；开关、按键等操作灵活可靠，无影响校准或使用安全的松动、损伤、脱落；标志清晰明确，外壳上应标明其名称、生产厂家、型号、编号等信JJF（津）53—20214息。通电预热后测试仪各功能应显示正常，各开关和按键应能正常工作。7.2.2校准点选取对测试仪每一个压敏电压、漏电流量程都应进行校准，选定最大允许误差最小的一个量程作为基本量程，其余为非基本量程。基本量程：在测量范围内均匀选取3～5个校准点，其中应包括量程的中间点和接近量程上下限点。非基本量程：一般选取1～3个校准点，至少应包括满量程接近值。为满足客户预期用途，可根据用户要求增加校准点。7.2.3直流参考电流（IR）示值误差的校准直流参考电流（IR）示值误差的校准采用直接测量法，校准接线如图2所示。选择相应的恒流值，通常选取0.1mA和1mA测量点，也可根据测试仪功能和实际需要加测其他校准点，校准其直流参考电流值。启动测试，记录数字多用表的直流电流显示值ROI。图2测试仪直流参考电流（IR）校准接线图为便于测量，校准回路中也可串联压敏电阻器，校准接线图如图3所示，根据压敏电阻器的压敏电压值选择好相应的电压档位，最高输出电压一般设置为压敏电压值的120%即可，启动测试，此时记录数字多用表的直流电流显示值ROI。图3连接压敏电阻测量直流参考电流（IR）校准接线图按公式（1）计算直流参考电流（IR）示值误差。压敏电阻测试仪数字多用表压敏电阻测试仪数字多用表压敏电阻器JJF（津）53—20215%100ROR0RI´-=IIIg………………………………(1)式中：Ig——测试仪的直流参考电流（RI）的相对误差；RI——直流参考电流显示值，μA/mA；ROI——直流参考电流实际值,μA/mA；7.2.4压敏电压（UN）示值误差的校准7.2.4.1直接测量法直接测量法的校准接线图如图2所示。数字多用表的直流电压测量范围能满足测试仪压敏电压的测量范围，可采用图2法，用直流电压测量功能直接读取压敏电压的实际值U0,按公式（2）计算压敏电压（UN）示值误差。%10000NU´-=UUUg………………………(2)Ug——测试仪的压敏电压（UN）的相对误差；NU——压敏电压显示值,V；OU——压敏电压实际值,V；7.2.4.2间接测量法间接测量法校准接线图如图4所示。图4间接测量法校准测试仪压敏电压（UN）校准接线图当数字多用表的直流电压测量范围不能满足测试仪压敏电压的测量范围，可采用图4法，选定一档电压档位作为基本量程，根据基本量程的满度值，设置标准电阻箱阻值R，使得测试仪电压满度输出时，流过电阻箱的电流不超过电阻箱最大允许电流值，启动测试，调节测试仪的输出电压值到相应的校准点，记录数字多用表的直流电流显示值I1，根据公式UO=I1*R计算得出压敏电压的实际值U0,按公式（2）计算压敏电压（UN）示值误差。7.2.5漏电流（IL）示值误差的校准漏电流（LI）示值误差的校准接线图如图4所示。直流电阻箱阻箱压敏电阻测试仪数字多用表JJF（津）53—20216根据测试电流大小选择标准电阻箱或高压高阻箱的电阻值，启动测试，调节测试仪直流电压输出值，使漏电流显示到校准点，记录数字多用表的直流电流显示值LOI，按公式（3）计算漏电流（IL）示值误差。%100LOL0LL´-=IIIg…………………