JJF 1597-2016直流稳定电源校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 5 9 72 0 1 6直流稳定电源校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rD CS t a b i l i z e dP o w e rS u p p l i e s 2 0 1 6-1 1-3 0发布2 0 1 7-0 2-2 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直流稳定电源校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rD CS t a b i l i z e dP
2、o w e rS u p pl i e sJ J F1 5 9 72 0 1 6 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大连市计量检测研究院 参加起草单位:南京机电液压工程研究中心山东电力研究院 本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:金海彬(北京东方计量测试研究所)孙 智(北京东方计量测试研究所)赵晓俊(大连市计量检测研究院)赵 辉(北京东方计量测试研究所)参加起草人:崔丽娟(大连市计量检测研究院)倪有明(南京机电液压工程研究中心)范巧成(山东电力研究院)J J F1 5 9
3、 72 0 1 6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 负载效应(1)3.2 源电压效应(1)3.3 周期与随机偏差(1)3.4 短期稳定性(1)3.5 负载瞬态恢复时间(1)4 概述(2)5 计量特性(2)5.1 稳定电压设置值示值误差(2)5.2 直流电压测量值示值误差(2)5.3 稳定电流设置值示值误差(2)5.4 直流电流测量值示值误差(3)5.5 稳压输出负载效应或负载调整率(3)5.6 稳流输出负载效应或负载调整率(3)5.7 稳压输出源电压效应或源电压调整率(3)5.8 稳流输出源电压效应或源电压调整率(3)5.9
4、稳压输出周期和随机偏差(3)5.1 0 稳流输出周期和随机偏差(3)5.1 1 稳压输出短期稳定性(3)5.1 2 稳流输出短期稳定性(3)5.1 3 负载瞬态恢复时间(3)6 校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 测量标准及其他设备(4)7 校准项目和校准方法(4)7.1 校准项目(4)7.2 校准方法(5)8 校准结果表达(1 6)8.1 校准证书(1 6)8.2 数据修改(1 6)9 复校时间间隔(1 6)附录A 直流稳定电源校准测量不确定度评定示例(1 7)附录B 校准原始记录格式(2 3)附录C 校准证书内页格式(2 6)J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监
5、管总局引 言本规范依据国家计量技术规范J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则编制。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及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 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局直流稳定电源校准规范1 范围本规范适用于交流供电的额定输出电压1k V及以下、额定输出电流1k A及以下的直流稳定电源的校准,也适用于直流稳(恒)压电源、直流稳(恒)流电源
6、和具有直流稳定电源功能的测量装置及仪器的校准。本规范不适用于D C/D C电源转换器、交流稳压电源和交流稳流电源的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:G B/T1 4 7 1 42 0 0 8 微小型计算机系统设备用开关电源通用规范G B/T1 7 4 7 82 0 0 4 低压直流电源设备的性能特性G B/T2 1 5 6 0.62 0 0 8 低压直流电源 第6部分:评定低压直流电源性能的要求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3.1 负载效应 l o a de f f e c t当稳定
7、电源的输入电压不变,负载从零增加到额定值时,输出量的最大变化。3.2 源电压效应 s o u r c ev o l t a g ee f f e c t当供电电压在规定的上、下限范围内波动时,稳定电源输出量的最大变化。3.3 周期与随机偏差 p e r i o d i ca n dr a n d o md e v i a t i o n(P A R D)在全部影响量和控制量均保持恒定时,在规定的带宽范围内,一个直流输出量对其平均值的周期和随机偏差。注:1 对一规定带宽而言,它可用有效值和/或峰-峰值来表述。2 对非对称波形,可使用尖峰图形表示。3 周期和随机偏差又称纹波和噪声。3.4 短期稳定
8、性 s h o r t-t e r ms t a b i l i t y在其他条件保持不变的情况下,规定时间间隔内输出量的最大变化。3.5 负载瞬态恢复时间 l o a dt r a n s i e n t r e c o v e r yt i m e从负载产生阶跃变化到输出量进入并保持在工作误差极限内的时间间隔(见图1)。1J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局图1 负载瞬态恢复时间IN额定电流,A;a,b说明书规定瞬态恢复时间试验的起始和终止电流的系数(a一般取值0、1 0%、5 0%;b一般取值9 0%、1 0 0%);电压允许误差极限值,V;Tr 1电流骤降时的
9、恢复时间,m s;Tr 2电流骤升时的恢复时间,m s4 概述直流稳定电源由变压器、整流电路、滤波电路、稳压稳流电路、保护电路以及显示和调节控制装置等组成,主要为负载提供电能。直流稳定电源的工作原理一般是经过变压器将电网中的交流输入量直接变压,或通过整流和脉冲调制后变压,再经过整流、滤波和稳压稳流等电路,将交流量变为稳定的直流输出量。直流稳定电源一般具有过压保护、过流保护、过功率保护等功能。直流稳定电源通常有直流稳压(恒压源)和直流稳流(恒流源)两种工作模式,只有其中一种工作模式的电源,称为直流稳压电源或直流稳流电源。直流稳定电源的类型繁多,按输出方式,有固定输出和可调节输出之分,又有单路输出
10、和多路输出的区别;按组装方式,可分为模块电源、嵌入式电源和台式电源;按调整管的工作方式,可分为线性电源和开关电源;而按显示类型,又可以分为数字式和模拟式等。5 计量特性5.1 稳定电压设置值示值误差稳定电压设置范围:(1 0 0mV1k V);稳定电压设置值最大允许误差:(0.0 1%1 0%)。5.2 直流电压测量值示值误差直流电压测量范围:(1 0 0mV1k V);直流电压测量值最大允许误差:(0.0 1%1 0%)。5.3 稳定电流设置值示值误差2J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局稳定电流设置范围:(1mA1k A);稳定电流设置值最大允许误差:(0.0 1
11、%1 0%)。5.4 直流电流测量值示值误差直流电流测量范围:(1mA1k A);直流电流测量值最大允许误差:(0.0 1%1 0%)。5.5 稳压输出负载效应或负载调整率稳压输出负载效应:1 0 0V1 0V,或负载调整率:0.0 0 5%1%。5.6 稳流输出负载效应或负载调整率稳流输出负载效应:1 0A1 0A,或负载调整率:0.0 0 5%1%。5.7 稳压输出源电压效应或源电压调整率稳压输出源电压效应:1 0 0V1 0V,或源电压调整率:0.0 0 5%1%。5.8 稳流输出源电压效应或源电压调整率稳流输出源电压效应:1 0A1 0A,或源电压调整率:0.0 0 5%1%。5.9
12、稳压输出周期和随机偏差稳压输出周期和随机偏差的有效值:2 0 0V1 0V(2 0H z 2 0MH z);稳压输出周期和随机偏差的峰-峰值:1mV5 0V(2 0H z 2 0MH z)。5.1 0 稳流输出周期和随机偏差稳流输出周期和随机偏差的有效值:2 0 0A1 0A(2 0H z 2 0MH z);稳流输出周期和随机偏差的峰-峰值:1mA5 0A(2 0H z 2 0MH z)。5.1 1 稳压输出短期稳定性直流稳定电源工作在稳压模式时,在某一规定的时间间隔内(最短1 0m i n,最长8h),输出电压稳定性:0.0 0 1%0.5%。5.1 2 稳流输出短期稳定性直流稳定电源工作在
13、稳流模式时,在某一规定时间间隔内(最短1 0m i n,最长8h),输出电流稳定性:0.0 0 1%1%。5.1 3 负载瞬态恢复时间负载瞬态恢复时间:1 0s 1s。注:具体计量特性,请参照被校直流稳定电源的技术要求,上述指标不适用于合格性判别,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件a)环境温度2 05,直流稳定电源直流电压或直流电流的最大允许误差绝对值小于0.1%时;2 01 0,直流稳定电源直流电压或直流电流的最大允许误差绝对值大于等于0.1%时。3J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局b)相对湿度2 0%8 0%。c)供电电源单相或三相:相电压2 2 0V2 2
14、V或1 1 0V1 1V;供电电源频率:5 0 H z0.5H z。d)周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动,并具有良好的接地。e)周围无腐蚀性及易燃、易爆气体。6.2 测量标准及其他设备测量用标准设备应经计量检定合格或校准,并在有效期内。标准设备的测量范围应覆盖被校直流稳定电源的测量范围,并具有足够高的分辨力、准确度和稳定性。测量标准的扩展不确定度(k=2)应不大于被校直流稳定电源各参数最大允许误差绝对值或允许范围的1/3。根据所采用的校准方法,选择以下可以满足校准要求的测量设备。a)直流标准电压表分辨力一般不低于被校直流稳定电源稳压输出负载效应及源电压效应中最小值的1/1 0。b)直
15、流标准电流表分辨力一般不低于被校直流稳定电源稳流输出负载效应及源电压效应中最小值的1/1 0。c)直流电流/电压转换器或直流标准分流器d)宽频电压差分探头最大允许误差不超过5%,带宽不低于2 0MH z。e)真有效值电压表最大允许误差不超过5%,带宽不低于2 0MH z。f)数字示波器垂直增益最大允许误差不超过5%,带宽不低于2 0MH z。g)宽频交流电流探头或宽频交流分流器最大允许误差不超过5%,带宽大于1MH z。h)交流电压表最大允许误差不超过2%。i)调压器或可调压交流稳压电源额定负荷大于被校直流稳定电源额定输入功率的1 1 0%。j)直流电子负载或滑线变阻器直流电子负载瞬态响应时间
16、应优于被校直流稳定电源负载瞬态恢复时间的1/3。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目直流稳定电源校准项目见表1。4J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局表1 直流稳定电源校准项目一览表序号项目名称计量特性的条款校准方法的条款1稳定电压设置值示值误差5.17.2.22直流电压测量值示值误差5.27.2.23稳定电流设置值示值误差5.37.2.34直流电流测量值示值误差5.47.2.35稳压输出负载效应或负载调整率5.57.2.46稳流输出负载效应或负载调整率5.67.2.57稳压输出源电压效应或源电压调整率5.77.2.68稳流输出源电压效应或源电压调整率5.87.2.
17、79稳压输出周期和随机偏差5.97.2.81 0稳流输出周期和随机偏差5.1 07.2.91 1稳压输出短期稳定性5.1 17.2.1 01 2稳流输出短期稳定性5.1 27.2.1 11 3负载瞬态恢复时间5.1 37.2.1 2 注:根据被校直流稳定电源的功能和客户要求选择校准项目。7.2 校准方法7.2.1 校准前准备a)外观检查被校直流稳定电源的仪器名称、型号、制造厂名或商标、出厂编号、额定输入电压和频率、输出参数额定值、端钮标志等信息应齐全;端钮、开关、按键和调节旋钮应无松动、损伤、脱落;各种功能标志应齐全正确。b)工作正常性检查通电后开关、按键、调节旋钮、显示屏、测量仪表和各种状态
18、指示灯(标志)应工作正常。c)预热和调零在规定的环境条件下,按说明书和实际工作需要进行预热。直流稳定电源的直流电压和直流电流测量仪表若有需要,应按说明书的要求调零。7.2.2 稳定电压设置值示值误差和直流电压测量值示值误差7.2.2.1 校准点选取数字式直流稳定电源,每个量程均匀选取3至5个校准点,包括量程的1 0%、5 0%、1 0 0%点;模拟式直流稳定电源,选取某一量程标有数字刻度的点,其他量程选取满度点和半量程点。注:可根据客户实际需要选择校准点;固定输出的直流稳定电源的校准点为其标称值。7.2.2.2 空载直流标准电压表法5J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总
19、局a)按图2接线,若被校直流稳定电源有远端采样,即四端输出,分别将正负极的输出端子和采样端短接。b)依据被校直流稳定电源的额定功率,设置直流稳定电流为额定电压下对应的电流值;若有过电压保护功能,则其过电压保护设置值应设置到最大值;按校准点设置被校直流稳定电源的输出电压Vx 1。c)输出稳定后,记录直流标准电压表的测量值V0以及被校直流稳定电源的直流电压测量值Vx 2。图2 空载直流标准电压表法校准接线图 注:如果直流稳定电源输出为四端输出方式,测试时短路采样端S+与输出端+、采样端S-与输出端-,直流标准电压表的连接线应接在采样端,而负载的连接线应接在输出端。d)被校直流稳定电源的稳定电压设置
20、值示值误差按公式(1)计算,直流电压测量值示值误差按公式(2)计算:V1=Vx 1-V0(1)V2=Vx 2-V0(2)式中:V1 被校直流稳定电源稳定电压设置值示值误差,V;V2 被校直流稳定电源直流电压测量值示值误差,V;Vx 1 被校直流稳定电源稳定电压设置值,V;Vx 2 被校直流稳定电源直流电压测量值,V;V0 直流标准电压表测量值,V。7.2.2.3 带载直流标准电压表法a)对只有稳流工作模式的被校直流稳定电源(直流稳流电源),按图3接线。b)若有过电压保护功能,则其过电压保护设置值应设置到最大值。在不超过被校直流稳流电源额定功率的条件下,选择合适直流负载电阻RL(若负载为电子负载
21、,则设置为恒阻模式)。c)依据校准点设置或调节被校直流稳流电源输出电流值(若负载为电子负载,则先接通电子负载),并输出,调节负载电阻值(或改变直流稳流电源的输出电流值),使被校直流稳流电源的直流电压测量值为被校电压值。d)输出稳定后,记录直流标准电压表的测量值V0和被校直流稳流电源的直流电压测量值Vx 2。e)被校直流稳流电源的直流电压测量值示值误差按公式(2)计算。6J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局图3 带载直流标准电压表法接线图7.2.3 稳定电流设置值示值误差和直流电流测量值示值误差7.2.3.1 校准点选取同7.2.2.1。7.2.3.2 直流标准电流表法
22、a)对于具有稳流工作模式的被校直流稳定电源,按图4接线。b)依据被校直流稳定电源的额定功率,设置稳定电压为额定电流下对应的电压值,若有过电流保护功能,则其过电流保护的设置值应设置到最大值,按校准点设置被校直流稳定电源的输出电流Ix 1。c)输出稳定后,记录直流标准电流表的测量值I0和被校直流稳定电源的直流电流测量值Ix 2。d)被校直流稳定电源的稳定电流设置值示值误差按公式(3)计算,直流电流测量值示值误差按公式(4)计算:图4 直流标准电流表法接线图I1=Ix 1-I0(3)I2=Ix 2-I0(4)式中:I1 被校直流稳定电源稳定电流设置值示值误差,A;I2 被校直流稳定电源直流电流测量值
23、示值误差,A;Ix 1 被校直流稳定电源稳定电流设置值,A;Ix 2 被校直流稳定电源直流电流测量值,A;I0 直流标准电流表测量值,A。7J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局7.2.3.3 直流电流/电压转换器法a)对于具有稳流工作模式的被校直流稳定电源,按图5接线。b)依据被校直流稳定电源的额定功率,设置稳定电压为额定电流下对应的电压值,若有过电流保护功能,则其过电流保护的设置值应设置到最大值,按校准点设置被校直流稳定电源的输出电流Ix 1。c)输出稳定后,记录直流标准电压表的测量值V0和被校直流稳定电源的直流电流测量值Ix 2。d)被校直流稳定电源的稳定电流设置
24、值示值误差按公式(5)计算,直流电流测量值示值误差按公式(6)计算。图5 直流电流/电压转换器法接线图I1=Ix 1-G V0(5)I2=Ix 2-G V0(6)式中:G 直流电流/电压转换器的电流/电压转换比例系数或电导值,S。注:若电流测量用直流标准分流器,则G=1R,式中R为直流标准分流器电阻值,。7.2.3.4 带载直流电流测量法a)对于只有稳压工作模式的被校直流稳定电源(直流稳压电源),按图6连接。若电流测量设备是直流标准电流表,按图6 a)接线;若电流测量设备是直流电流/电压转换器,按图6 b)接线。b)若有过电流保护功能,则其过电流保护设置值应设置到最大值。在不超过被校直流稳压电
25、源额定功率的条件下,选择合适负载RL(若负载为电子负载,则设置为恒阻模式或恒流模式)。c)依据校准点设置或调节被校直流稳压电源的输出电压,并输出。若负载是滑线变阻器或电子负载的恒阻模式,依据校准点调节负载电阻值(或改变直流稳压电源的输出电压值),使被校直流稳压电源的输出电流测量值为被校电流值;若直流电子负载工作在恒流模式,则设置直流电子负载电流值为被校电流值。d)输出稳定后,记录被校直流稳压电源的直流电流测量值Ix 2和直流标准电流表的测量值I0或直流标准电压表的测量值V0。8J J F1 5 9 72 0 1 6市场监管总局市场监管总局a)直流标准电流表法b)直流电流/电压转换器法图6 带载
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