JJF 1620-2017电池内阻测试仪校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 6 2 02 0 1 7电池内阻测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rB a t t e r yI n t e r n a lR e s i s t a n c eT e s t e r s 2 0 1 7-0 2-2 8发布2 0 1 7-0 5-2 8实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局电池内阻测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rB a t t e r yI n t e r n a lR e s i s t a n c eT e s t e r sJ J F1 6 2 02 0 1 7 归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会 主要起草单位:北京东方计量测试研究所广东省计量科学研究院 参加起草单位:常州市计量测试技术研究所常州和普电子科技有限公司江苏省计量科学研究院 本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:屠治国(北京东方计量测试研究所)孙向平(北京东方计量测试研究所)吴海益(广东省计量科学研究院)参加起草人:胡志远(北京东方计量测试研究所)李 鑫(常州市计量测试技术研究所)黄 科(常州和普电子科技有限公司)高 杰(江苏省计量科学研究院)J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 电池内阻(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 电池内阻(2)5.2 直流电压(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(2)7.1 校准项目(2)7.2 校准方法(3)8 校准结果表达(5)8.1 校准证书(5)8.2 数据修约(5)9 复校时间间隔(5)附录A 电池内阻测试仪测量不确定度评定示例(6)附录B 校准原始记录格式(1 1)附录C 校准证书内页格式(1 2)J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本校准规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局电池内阻测试仪校准规范1 范围本规范适用于交流注入法原理的电池内阻测试仪的校准,具有电池内阻测试功能的电池测试系统相应项目的校准也可以参照本规范执行。本规范不适用于直流放电原理的电池内阻测试仪的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:G B/T2 9 0 0.4 12 0 0 8 电工术语 原电池和蓄电池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 术语和计量单位下列术语和定义适应于本规范。3.1 电池内阻 b a t t e r y i n t e r n a l r e s i s t a n c e规定条件下的电池电压变化与相应的放电电流变化之比,又称表观内阻。4 概述电池内阻测试仪是用来测量电池内阻的仪器,按用途可分为专用型和通用型,按原理可分为交流注入法、直流放电法等。常用的基于交流注入法原理制造的电池内阻测试仪,一般由交流恒流源、锁相放大单元、直流电压测量单元、比较与报警电路以及控制及指示(显示)等部分组成,它对被测对象施加一定频率(一般为1k H z)的交流电流信号,采用锁相放大技术测量被测电池内阻上的交流压降,得到内部阻抗值。原理框图如图1所示。图1 电池内阻测试仪的原理框图1J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局5 计量特性5.1 电池内阻测量范围:1m3k,最大允许误差:(0.2%1 0%)。5.2 直流电压测量范围:(0.18 0 0)V,最大允许误差:(0.0 1%1 0%)。注:具体计量特性,可参照被校电池内阻测试仪的技术要求。以上要求不适用于合格性判别,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件环境温度:(2 05)环境相对湿度:3 0%7 5%电网电压:(2 2 02 2)V电网频率:(5 00.5)H z周围环境中,无影响仪器正常工作的干扰和机械振动,以及其他影响量。6.2 测量标准及其他设备校准所用标准仪器设备,应经过计量技术机构的检定(或校准),满足校准使用要求,并在有效期内。校准用设备的测量范围,应覆盖被校准参数的范围,应具有足够的分辨力、准确度和稳定性。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),应不大于被校电池内阻测试仪最大允许误差绝对值的三分之一。根据采用的校准方法,选择以下可以满足校准要求的标准设备:a)直流数字电压表分辨力一般不低于被校电池内阻测试仪电压测量最小值的1/1 0。b)直流标准电压源分辨力一般不低于被校电池内阻测试仪电压测量最小值的1/1 0。c)直流电压源短期稳定性一般优于被校电池内阻测试仪直流电压测量最大允许误差的1/5。d)交流标准电阻器或交流标准电阻箱7 校准项目和校准方法7.1 校准项目电池内阻测试仪的校准项目见表1。开展校准工作的实验室,应根据客户要求选择校准其中的项目。表1 电池内阻测试仪校准项目一览表序号项目名称计量特性条款校准方法条款1电池内阻5.17.2.3.12直流电压5.27.2.3.22J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局7.2 校准方法7.2.1 校准前准备7.2.1.1 外观检查电池内阻测试仪的制造厂名或商标、出厂编号、仪器名称、型号等信息应齐全;被校测试仪的机壳、端钮、开关和按键等应无影响校准或使用安全的松动、损伤、脱落;各种功能标志应齐全正确。7.2.1.2 通电检查通电后,各开关和按键应能正常工作,各种显示均应正常。7.2.1.3 电池内阻预置报警功能按照仪器说明,设置电池内阻上限或下限预置报警电阻值。参照7.2.3.1中给出的方法,逐步增大或减小标准电阻值,使得电池内阻测试仪的内阻示值高于上限值或者低于下限值,以是否出现报警提示,来判断电池内阻预置报警功能是否正常。7.2.1.4 直流电压预置报警功能按照仪器说明,设置直流电压上限或下限预置报警电压值。参照7.2.3.2中给出的方法,逐步增大或减小直流标准电压源(或直流电压源)的输出电压,使得电池内阻测试仪的电压示值高于上限值或者低于下限值,以是否出现报警提示,来判断直流电压预置报警功能是否正常。7.2.2 校准点选取对电池内阻测试仪的每一个电池内阻量程和直流电压量程都应进行校准,最大允许误差最小的量程作为基本量程。基本量程:均匀选取35个校准点。其中应包括量程的起始点、中间点和满量程接近值。非基本量程:一般选取13个校准点。至少应包括满量程接近值。注:为满足客户预期用途,可根据用户要求增加校准点。7.2.3 校准过程7.2.3.1 电池内阻电池内阻的每个量程,在校准前都要清零。按图2接线,用四线法测量电池内阻。按校准点设置交流电阻箱的输出电阻值R0(或更换交流标准电阻器),对应的电池内阻测试仪示值为Rx,电池内阻的示值误差按公式(1)计算。R=Rx-R0(1)式中:R 电池内阻测试仪电池内阻显示值误差,;Rx 电池内阻测试仪电池内阻的示值,;R0 标准电阻的标准值,。3J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局图2 电池内阻测量接线图7.2.3.2 直流电压a)标准源法直流电压的每个量程,在校准前都要清零。按图3接线,按校准点设置直流标准电压源的输出电压V0,对应电池内阻测试仪示值为Vx,直流电压示值误差用公式(2)计算。V=Vx-V0(2)式中:V 直流电压测量的示值误差,V;V0 直流标准电压源输出的电压标准值,V;Vx 被校电池内阻测试仪直流电压的示值,V。b)标准表法直流电压的每个量程,在校准前都要清零。按图4接线,按校准点设置直流电压源的输出电压,直流数字电压表测得标准电压值V0,电池内阻测试仪的示值为Vx。直流电压示值误差用公式(2)计算。图3 标准源法接线图图4 标准表法接线图4J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局 注1:依据被校电池内阻测试仪说明书确定是否需要短接S o u r c e+端和S o u r c e-端。注2:对于部分在S e n s e端具有电路连接辅助检测功能的电池内阻测试仪,进行校准时根据需要在图3和图4的电压源输出端并接10 0 0F以上的电容。8 校准结果表达8.1 校准证书校准结果应在校准证书(报告)上反映,校准证书(报告)应至少包括以下信息:a)标题,如“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离情况的说明;n)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。校准原始记录格式见附录B,校准证书(报告)内页格式见附录C。8.2 数据修约计算被校准电池内阻测试仪的误差数据后,应采用四舍五入及偶数法则等进行修约,末位数修约到被校测试仪允许误差极限的1/1 0位。9 复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。5J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录A电池内阻测试仪测量不确定度评定示例A.1 引言电池内阻测试仪的校准项目有2项,分别为直流电压示值误差和电池内阻示值误差。本附录以1 0 0m电池内阻测量示值误差和直流1 0V直流电压测量值示值误差校准结果的测量不确定度评定为例,说明电池内阻测试仪校准项目的测量不确定度评定的过程。A.2 电池内阻测量示值误差校准结果不确定度评定A.2.1 测量模型电池内阻测量值示值误差校准方法见7.2.3.1,测量模型可用式(A.1)表示:R=Rx-R0(A.1)式中:R 电池内阻测试仪电池内阻显示值误差,m;Rx 电池内阻测试仪电池内阻的示值,m;R0 标准电阻值,m。各输入量之间不相关,不确定度传播可用公式(A.2)表示。uc(R)=u2(Rx)+u2(R0)(A.2)式中:uc(R)被校电池内阻测试仪电池内阻测量值示值误差的合成标准不确定度,m;u(R0)标准电阻器(箱)引入的不确定度,m;u(Rx)被校电池内阻测试仪引入的不确定度,m。A.2.2 不确定度来源A.2.2.1 u R0()的来源如下:标准电阻器(箱)年稳定性引入的不确定度u1R0()。A.2.2.2 u Rx()的来源如下:被校电池内阻测试仪电池内阻测量分辨力引入的不确定度u1Rx();被校电池内阻测试仪电池内阻测量重复性引入的不确定度u2Rx()。注:当u2Rx()u1Rx()时,u1Rx()可以不重复计入。A.2.3 标准不确定度评定A.2.3.1 标准电阻器引入的标准不确定度u R0()按B类进行评定。根据标准电阻器(箱)技术指标,其最大允许误差为0.0 1m,则分散区间的半宽度为a=0.0 1m,为均匀分布,包含因子k=3,则标准电阻器(箱)最大允许误差引入的标准不确定度为:u1(R0)=ak=0.0 1m3=5.81 0-3m6J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局A.2.3.2 被校电池内阻测试仪引入的标准不确定度u(Rx)A.2.3.2.1 被校电池内阻测试仪电池内阻测量分辨力引入的标准不确定度u1Rx()根据说明书可知,被校电池内阻测试仪电池内阻测量分辨力为0.0 1m,按B类进行评定,那么其区间半宽度为a=0.0 0 5m,为均匀分布,包含因子k=3,则被校电池内阻测试仪电池内阻测量分辨力引入的标准不确定度为:u1(Rx)=ak=0.0 0 5m3=2.91 0-3mA.2.3.2.2 被校电池内阻测试仪测量重复性引入的标准不确定度u2Rx()测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A类评定。多次重复测量结果如表A.1所示,用贝塞尔公式(A.3)计算实验标准差:u2(Rx)=1 0i=1(Rxi-Rx)2n-1(A.3)式中:Rx 被校电池内阻测试仪电池内阻多次测量值的平均值,m;Rxi 被校电池内阻测试仪电池内阻测量值第i次测量值,m;n 重复测量的次数,此处n=1 0。表A.1 电池内阻测试仪1 0 0m点重复性测量数据第i次测量1234567891 0电阻示值/m1 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 11 0 0.0 11 0 0.0 11 0 0.0 01 0 0.0 11 0 0.0 01 0 0.0 11 0 0.0 1 根据表A.1中的数据,可由公式(A.3)计算出重复测量的单次实验标准差:s(Rx)=5.21 0-3m 故测量重复性引入的不确定度为:u2(Rx)=s(Rx)=5.21 0-3mA.2.3.2.3 被校电池内阻测试仪引入的标准不确定度u(Rx)为了避免重复计算,测量结果的重复性和电池内阻测试仪的分辨力取其中最大值作为被校电池内阻测试仪引入合成标准不确定度分量。u1(Rx)u1Vx()时,u1Vx()可以不重复计入。A.3.3 标准不确定度评定8J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局A.3.3.1 直流标准电压源引入的标准不确定度uV0()A.3.3.1.1 直流标准电压示值误差引入的标准不确定度u1V0()按B类 进 行评 定。根 据 直 流 标准 电 压 源1 0 V技术 指 标,其 最 大 允许 误 差 为0.0 0 00 8 8V,则分散区间的半宽度为a=0.0 0 00 8 8V,为均匀分布,包含因子k=3,则直流标准电压源最大允许误差引入的标准不确定度为:u1(V0)=ak=0.0 0 00 8 8V3=5.11 0-5VA.3.3.1.2 直流标准电压源分辨力引入的标准不确定度u2V0()依据说明书可知,直流标准电压源为1 0V,其分辨力为0.0 0 00 0 1V,则分散区间的半宽度为a=0.0 0 00 0 05V,为均匀分布,包含因子k=3,则直流标准电压源分辨力引入的标准不确定度为:u2(V0)=ak=0.0 0 00 0 05V3=2.91 0-7VA.3.3.1.3 计算直流标准电压源引入的标准不确定度uV0()直流标准电压源引入的标准不确定度u(V0)为:u(V0)=u21V0()+u22V0()=5.11 0-5VA.3.3.2 被校电池内阻测试仪引入的标准不确定度u(Vx)A.3.3.2.1 被校电池内阻测试仪直流电压测量分辨力引入的标准不确定度u1Vx()根据说明书可知,被校电池内阻测试仪直流电压测量分辨力为0.0 0 01V,按B类进行评定,那么其区间半宽度为a=0.0 0 00 5V,为均匀分布,包含因子k=3,则被校电池内阻测试仪直流电压测量分辨力引入的标准不确定度为:u1(Vx)=ak=0.0 0 00 5V3=2.91 0-5VA.3.3.2.2 被校电池内阻测试仪直流电压测量重复性引入的标准不确定度u2Vx()测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A类评定。多次重复测量结果如表A.3所示,用贝塞尔公式(A.6)计算实验标准差:u2(Vx)=1 0i=1(Vxi-Vx)2n-1(A.6)式中:Vx 被校电池内阻测试仪电池内阻多次测量值的平均值,V;Vxi 被校电池内阻测试仪电池内阻测量值第i次测量值,V;n 重复测量的次数,此处n=1 0。表A.3 电池内阻测试仪直流电压1 0V点重复性测量数据第i次测量1234567891 0电压示值/V 1 0.0 0 001 0.0 0 011 0.0 0 001 0.0 0 011 0.0 0 011 0.0 0 001 0.0 0 011 0.0 0 011 0.0 0 001 0.0 0 019J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局 根据表A.3中的数据,可由公式(A.6)计算出重复测量的单次实验标准差:s(Vx)=5.21 0-5V 故测量重复性引入的标准不确定度为:u2(Vx)=s(Vx)=5.21 0-5VA.3.3.2.3 被校电池内阻测试仪引入的标准不确定度u(Vx)为了避免重复计算,测量结果的重复性和电池内阻测试仪的分辨力取其中最大值作为校电池内阻测试仪引入合成标准不确定度分量。u1(Vx)u2(Vx),故舍去被校电池内阻测试仪的分辨力引入的标准不确定度分量u1(Vx)。被校电池内阻测试仪引入的不确定度u(Vx):u(Vx)=u2Vx()=5.21 0-5VA.3.4 不确定度分量一览表不确定度分量见表A.4。表A.4 直流电压示值误差校准的不确定度分量表不确定度分量不确定度来源评定方法分布类型k值标准不确定度u1V0()直流标准电压源或标准电压表的示值误差引入B均匀35.11 0-5Vu2V0()直流标准电压源或标准电压表的分辨力引入B均匀32.91 0-7Vu V0()直流标准电压源或标准电压表引入5.11 0-5Vu1Vx()被校电池内阻测试仪示值分辨力引入B均匀32.91 0-5Vu2Vx()被校电池内阻测试仪电压测量重复性引入A正态5.21 0-5Vu Vx()被校电池内阻测试仪电压测量重复性引入5.21 0-5VA.3.5 合成标准不确定度uc(V)合成标准不确定度按公式(A.5)计算。uc(V)=u2Vx()+u2V0()=7.31 0-5VA.3.6 扩展不确定度U(V)取包含因子k=2,则扩展不确定度为:U(V)=kuc(V)=1.51 0-4V(k=2)01J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录B校准原始记录格式电池内阻测试仪校准原始记录格式证书编号 记录编号委托单位委托单位地址型号规格出厂编号制造单位校准依据校准环境条件:温度 相对湿度%校准地点校准日期 年 月 日 复校时间 年 月 日校 准 员 核验员主要标准器序号标准器名称型号规格编号不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号有效期至1.外观检查现象描述2.工作正常性现象描述3.电池内阻预置报警功能现象描述4.直流电压预置报警功能现象描述5.电池内阻测量功能量程/标准值/示值/示值误差/测量不确定度(k=2)6.直流电压测量功能量程/V标准值/V示值/V示值误差/V测量不确定度(k=2)11J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局附录C校准证书内页格式证书编号 校准结果不确定度的评定和表述均符合J J F1 0 5 9.1的要求。校准环境条件及地点:温 度地 点相对湿度%其 他校准所依据的技术文件(代号、名称):校准所使用的主要测量标准:名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号证书有效期至(YYYY-MM-D D)第页 共页21J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局证书编号 校 准 结 果1.外观检查现象描述2.工作正常性现象描述3.电池内阻预置报警功能现象描述4.直流电压预置报警功能现象描述5.电池内阻测量功能量程/标准值/示值/示值误差/测量不确定度(k=2)6.直流电压测量功能量程/V标准值/V示值/V示值误差/V测量不确定度(k=2)说明:根据客户要求和校准文件的规定,通常情况下个月校准一次。声明:1.仅对加盖“校准专用章”的完整证书负责。2.本证书的校准结果仅对本次所校准的计量器具有效。校 准 员:核 验 员:第页 共页J J F1 6 2 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局