标准电池检定规程.doc

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Cell本检定规程经国家计量局于1987年2月3日批准，并自1987年1月1日起施行。归口单位：中国计量科学研究院起草单位：中国计量科学研究院本规程技术条文由起草单位负责解释。本规程主要起草人：李秀琴(中国计量科学研究院)标准电池检定规程本规程适用于在直流电路中作为电动势量具，一等和二等标准电池组，0.0002、0.0005、0.001、0.002、0.005、0.01及0.02级的饱和或不饱和的标准电池(以下简称标准电池)的检定。新生产和使用中的标准电池，必须符合国家标准和本规程所规定的各项技术要求。一 技术要求1 标准电池的外壳应有如下清晰和擦不掉的标志：a.名称、类型(饱和与不饱和)及型号；b.等级指数；c.制造厂名称或商标；d.产品编号、电池序号；e.制造年月；f.标准温度20或其它温度；g.在接线柱旁应有正负极性符号。2 标准电池应附有供测温用的测温孔(内附标准电池除外)或者安装有符合要求的温度计。3 一等和二等标准电池组，0.0002、0.0005、0.001、0.002及0.005级标准电池的外壳应是金属的，并应有漏油孔(内附标准电池除外)。4 标准电池在工作温度范围内的电动势值。4.1 饱和标准电池在偏离检定温度20时的电动势值由式(1)确定：式中：Ei-在温度t下的电动势值(V)；E20-在温度20下的电动势值(V)；t-温度()。饱和标准电池的参考温度范围、工作温度范围应符合表1的规定。表1在参考温度范围内任一温度下所测定的电动势值和按式(1)所计算电动势值之间的差值，不超过相应等级指数(即一年期间电动势允许变化值)的50%。4.2 不饱和标准电池的参考温度范围和工作温度范围应符合表2的规定。表2对于不饱和标准电池，在参考温度范围内任一温度下所测定的电池电动势值和检定温度20时的电动势值之间的差值，不超过相应等级指数值的50%。在工作温度范围内，任一温度下所测定的电池电动势值和检定温度20的电动势值之间的差值不超过相应等级指数值的100%。5 一等标准电池在运输中的温度范围为(1030)，二等标准电池为(535)。如温度达不到上述要求，应采取必要措施。6 标准电池在正常使用时，短期间(偶然)允许放电电流：等标准电池不超过0.1A；二等标准电池不超过0.2A。7 标准电池电动势值允许范围、允许变化值及内阻值应满足表3的规定。表38 在正常条件下(工作温度范围内，相对湿度不大于80%时)，标准电池的电路对外壳的绝缘电阻应满足如下要求：8.1 一等和二等标准电池组，0.0002、0.0005及0.001级标准电池应不小于51010(试验电压为500V)；8.2 0.002、0.005及0.01级标准电池应不小于11010(试验电压为500V)。二 检定条件(一)检定用设备及其要求9 检定标准电池主要设备有：9.1 作标准用的标准电池；9.2 比较仪(标准电池比较仪或直流电位差计)及检流计；9.3 过渡用的标准电池及标准工作电流用的标准电池；9.4 恒温油槽或恒温空气槽；9.5 测温电桥及铂电阻温度计或精密水银温度计。10 设备要求10.1 检定标准电池，应保证由标准、检定设备及环境条件所引起的总不确定度小于被检标准电池相应等级指数值的1/3；但一等标准电池组，0.0002级和0.0005级小于1/2即可。10.2 作标准用的标准电池的等级不应低于表4的规定。表410.3 检定装置的极限误差不应大于表5的规定。表510.4 检定装置中的比较仪(或其它仪器)所引起的最大误差不应大于表6的规定。表610.5 检定装置灵敏度不应低于表7的规定。表710.6 在检定时工作电流变化所引起的误差，应小于相应检定装置极限误差的1/10(用相对误差表示)。如达不到上述要求，应在检定过程中经常校准工作电流。10.7 校准工作电流用的标准电池，不应低于0.005级。10.8 过渡标准电池在检定过程中，其电动势值变化应小于相应检定装置极限误差的1/3。10.9 在检定期间，检定装置的重复性应小于被检标准电池相应等级指数值的1/5；但是0.005级和0.01级小于1/3即可，见表8(标准电池检定装置重复性是用检定期间被检标准电池电动势值的最大差值来衡量)。表810.10 测量线路内任何两部分或部件之间的绝缘电阻，不应低于51010(试验电压不超过500V)。(二)检定环境条件11 检定标准电池的环境条件及温度状态应满足如下要求。11.1 放置检定设备的房间，其室温在检定期间应满足表9的规定。空气的相对湿度不应大于80%。检定设备要避免受到阳光直射或强烈的热源或冷源的作用。11.2 标准的和被检的标准电池所处的温度状态应满足表9的规定。11.3 测量标准电池用的温度计其最小分度值应不低于表10的规定。表1011.4 一等和二等标准电池组，0.0002、0.0005、0.001及0.002级标准电池检定时间不得少于三天，检定次数不得少于五次。其余标准电池检定时间不得少于两天，检定次数不得少于三次。当按照上述规定检定时，如果检定装置的重复性大于表8的规定值，则应增加检定次数。三 检定项目和检定方法(一)检定项目12 外观检查。13 测定在20时(或控制温度下)的电动势值。14 测定内阻值(检定温度或控制温度)。15 测定在正常条件下的绝缘电阻值(一般出厂和验收时测定)。(二)检定方法16 检定标准电池一般采用差值替代法，对于0.005、0.01及0.02级标准电池可以采用补偿替代法。17 差值替代法线路17.1 差值替代法线路如图1所示。它是用电池比较仪直接测量标准的或被检的标准电池的电动势与过渡标准电池的电动势之差值，从而求出被检标准电池的电动势值。当被检的和标准的标准电池均处于同一温度下，能直接读出被检标准电池在20时的电动势值。图1 差值会代法线路En-作标准的标准电池；Ex-被检的标准电池；Ey-校准工作电流用的标准电池；Ei-过渡标准电池；G1-调工作电流用的检流计；G2-测量时用的检流计；B-电池比较仪供电电池(一般不采用直流稳压电源供电)；BS-并联闭路电阻(一般RS为107)；KS-闭路开关17.2 电池比较仪的误差满足表6的规定，且其最小一个十进盘的步进值不应大于0.1微伏。17.3 检定步骤如下17.3.1 以Ey作标准调准电池比较仪的工作电流，使检流计G1指零。17.3.2 调电池比较仪测量盘示值(Nn)使其符合式(2)：17.3.3 将标准电池En接入线路，然后调节未刻度补偿盘，使检流计G2指零。17.3.4 测量标准的和被检的标准电池的温度tn及tx。17.3.5 用标准电池Ex替代En接入线路，调节电池比较仪的测量肋示值使检流计G2指零(注意：不要调节未刻度补偿盘)，记下比较仪的示值Nx。17.3.6 被检的标准电池在20时的电动势值可以按式(3)计算：式中：E20x-被检标准电池在20时的电动势值(V)；E20n-标准的标准电池在20时的电动势值(V)；Nx-对应于被检的标准电池比较仪的示值(V)；Nn-对应于标准的标准电池比较仪的示值(V)；EC-温度换算更正值(V)。EC-按式(4)计算：式中: tx-被检标准电池的温度()；tn-标准的标准电池的温度()。17.3.7 标准电池内阻的测定方法：被检的标准电池内阻的测定是在检定工作结束之后进行，只测定一次。将闭路电阻RS接入线路，调整电池比较仪示值，使检流计G2指零，记下电池比较仪的示值Nx，然后按式(5)计算出其内阻值。式中：Rx-被检标准电池的内阻()；RS-闭路电阻；Ex-被检标准电池的电动势，可近似地取为1伏；Nx-电池比较仪示值(V)；Nx-按下开关Ks时电池比较仪示值(V)。17.4 检定一等标准电池，0.0002级标准电池应采用闭环对称观测法。18 补偿替代法线路18.1 用补偿法检定标准电池，按图2所示线路进行检定。图中符号意义同前。图2 补偿替代法线路18.2 检定时所用的电位差计的上限不应低于1.1伏。十进盘步进值不应大于1微伏，其误差应满足表6的规定。18.3 检定步骤18.3.1 以EY作标准调准电位差计的工作电流。18.3.2 用标准电池En替代标准电池EY，调电位差计准电池En在20时的电动势值(即Nn=E20n)，调节工作电流使检流计G指零。18.3.3 读取标准的和被检的标准电池的温度tn及tx。18.3.4 用标准电池Ex替代标准电池En接到电位差计上，调节电位差计示值使检流计G指零，记录电位差计的示值Nx。18.3.5 被检标准电池Ex在20时的电动势值E20x按式(6)计算：式中符号的意义同前。18.3.6 标准电池内阻的测定方法与计算方法见17.3.7项。四 检定结果处理和检定周期19 标准电池电动势值检定的结果按表11的规定化整。在计算时要采用四舍五入及偶数法则。表1120 标准电池内阻值的检定结果采用四舍五入法则化整到100这一位。21 判断标准电池是否合格，一律以化整后的结果为准。22 初次送检或不按周期送检的标准电池不定级，在检定结果通知书要给出在20时(或控制温度)的电动势值及内阻值。23 进行周期检定的标准电池，在检定证书上给出20(或控制温度)时的电动势值、内阻值及定等或定级结果(0.02级标准电池在检定证书上不给数值，只标明合格与不合格)。24 经检定不合格的标准电池，应说明不合格的情况。经下一周期检定后，再重新定级。25 老产品和进口的标准电池，根据检定结果按本规程定级。26 标准电池的检定周期不得超过一年。附录1 标准电池检定系统标准电池检定系统检定系统中的符号说明：-检定装置极限误差(不包括标准误差)；-检定总不确定度(检定装置极限误差和标准误差之总和)；-单个标准电池一年期间允许变化值；0-成组标准电池一年期间允许变化值。附录2 标准电池检定系统说明在检定系统中，所采用的检定装置的极限误差(或称比较极限误差)，不包括所用标准的误差。而检定总不确定度是指量值从国家基准经过等、级标准电池逐级传递下去的累加误差。现以0.01级标准电池为例说明总不确定度的计算：式中：-0.01级标准电池检定总不确定度；xoc-0.01级标准电池与二等标准电池比较时检定装置极限误差；nop-二等标准电池一年期间电动势允许变化值；noc-二等标准电池组与一等标准电池组比较时检定装置极限误差；nop-一等标准电池组一年期间电动势允许变化值；poc-一等标准电池组与工作基准组比较时检定装置极限误差；lop-工作基准组一年期间电动势允许变化值；loc-工作基准组与副基准组比较时检定装置极限误差。当比较方法的系统误差已消除或与装置极限误差相比甚小(小到可以忽略程度)时，检定系统中所采用的装置极限误差根据多次测量结果按下列公式计算：装置极限误差：式中：-装置极限误差；-比较时均方误差，按下式计算：式中： -剩余误差的平方和；n-比较次数。检定系统中误差是按照判定微小误差准则进行分配的，即检定总不确定度应小于被检标准电池相应等级指数值的1/3。附录3 差值替代法线路1 差值会代法线路如下图所示。它是用低电势电位差计和简化电位差计线路组成的测量线路，测量标准的或被检的标准电池的电动势与过渡标准电池的电动势之差值。图3 差值替代法线路Rn-标准电阻,Rn=10(误差小于0.1%)；Rp-直流电阻箱，Rp=10(10000+1000+100+10+1)()；B1-简化电位差计线路的供电电池。其余符号意义同前2 低电势电位差计的误差应满足表6的规定，其最小一个十进盘的步值不应大于0.1微伏。3 检定步骤：3.1 以En作标准调准电位差计工作电流。3.2 调电位差计示值(Nn)使其符合下式：3.3 将标准电池En接入线路，然后调节电阻箱Rp使检流计G指零。3.4 读取标准的和被检的标准电池的温度tn及tx。3.5 用标准电池Ex替代En接入线路，调节电位差计示值，使检流计G指零(注意不要调节电阻箱Rp)记下电位差计的示值Nx。3.6 被检的标准电池在20时的电动势值可以按下式计算：如果标准的和被检的标准电池处于同一温度下测量，被检标准电池在20下的电动势值可以按下式计算：式中符号意义同前。附录4 控温标准电池电动势值的测定方法及计算控温标准电池电动势值的测定方法和一般标准电池的测定方法基本相同。所不同的是作为标准的标准电池存放在20的油槽中，而控温电池置于2535的控温箱中。因此控温标准电池的检定最关键的问题是测温。在检定期间用一等或二等铂电阻温度计测量油槽的温度变化。被检控温电池在控温点的电动势值可按下式计算：当an-40V/时，可以写成：式中：Etx-被检标准电池在t度下的电动势值；E20n-标准的标准电池在20下的电动势值；Etx-对应于被检的标准电池比较仪的示值；Ntn-对应于标准的标准电池比较仪的示值；an-标准的标准电池在20时的温度系数；tn-标准的标准电池的温度。附加说明：该检定规程经国家计量检定规程审定委员会电磁专业委员会审定通过。主审人：王景元囊呢掩量氢灸冤宿豺苟糯氢墅铂般酒镜鲜线党谣密飘蔗沂奇年辖枕镇啪俭贱扳还移亭拘旺笛蹦怪盾幼列狞凸烧唾稼捶磊钳姿篮泣巳寻叉歪彩宏王释快苇梢侩周座善栋沼痪牢摸臆裴鬃亦醚驰纳蒋饱飞湾边华页嚷馋奸孩走新尉默加市府幻沪涵球矿梧箔虏兼毒独桂松各捐谅资翅晒沫垃践迁鼓尸棍紧柞凳款赃妮燎速