LCR测量仪校准规范

LCR测量仪校准规范

1范围

本规范适用于工作频率为10Hz〜1MHz新生产的、使用中和修理后的数字LCR测量仪及其

它数字式L、C、R表的校准，本规范不适用于传统模拟交流电桥的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG183标准电容器检定规程

JJG726标准电感器检定规程

JJG441交流电桥检定规程

JJF1636交流电阻箱校准规范

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用该规范；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

3.1电感Inductance

描述由于线圈电流变化，在本线圈中或另一个线圈中引起感应电动势效应的电路参数。

在国际单位制SI中，电感的单位是亨利H。

[JJG726-20173.1]

3.2电容Capacitance

两导体所带电荷为等量异号时，电荷的量值与该导体间电位差的比值。在国际单位制S1

中，电感的单位是法拉F。

[JJG183-20173.1]

3.3等效交流电阻值equivalenta.cresistance

电阻器交流阻抗的实部分量，按照不同的等效电路模型，可分为串联等效电阻值或并联

等效电阻值。

[JJF1636-20173.1]

4概述

LCR测量仪是一种带有微处理器的自动测量仪器，广泛用于科研、生产和计量测试等多

个领域，可以直接测量并显示多种无源阻抗参量。为了满足不同的测量需求，还可以选择

测量时的频率以及参数串联并联模式，同时也可以选择参数的量程测量模式，一般都有自

动和人工手动两种模式。LCR测量仪主要用于测量电路或电子元器件的电感（L）、电容（C

）、电阻（R）参数。

5计量特性

5.1测量范I韦I

电感：0.01|iH〜10000H

电容：0.01pF-10F

电阻：0.lmQ-lOOMQ

5.2准确度等级

表1

准确度等级最大允许误差

0.02级±0.02%

0.05级±0.05%

0.1级±0.1%

0.2级±0.2%

0.5级±0.5%

1级±1%

2级±2%

5级±5%

6校准条件

6.1环境条件

环境温度：（20±2）℃

环境湿度：W80%

周围无影响测试仪正常工作的强电磁场和机械振动。

6.2供电电源条件

电源电压：（220±22）V

电源频率：（50±0.5）Hz

6.3校准设备及辅助设备

校准设备见表2

表2

序号名称主要技术指标

1标准电容器（箱）各参数的测量扩展不确定度应优于被校测试仪最大允许误差的1/3

2标准电感器（箱）各参数的测鼠扩展不确定度应优于被校测试仪最大允许误差的"3

3标准电阻器（箱）各参数的测量扩展不确定度应优于被校测试仪最大允许误差的"3

4频率计数器频率范围：1Hz〜1MHz,最大允许误差：±2x10-3

5数字多用表交流电压范围：10mV〜1000V,最大允许误差：±5x10"

2

7校准项目和校准方法

7.1校准项目

校准项目见表3

表3校准项目

校准项目首次校准后续校准

外观及工作正常性检查++

工作频率+一

信号电平+—

电容示值++

电感示值++

电阻示值++

注：表中“+”表示必须校准，“一”表示在首次校准时进行。

7.2校准方法

外观及工作正常性检查

被校设备外观应整洁完好，无划痕损伤，各种标志清晰准确，各种调节旋钮、按键灵

活可靠。测试仪应有明显的接地端子。通电后显示器和各指示灯应正常显示，开路清零和

短路清零功能应正常。

工作频率的校准

用电缆连接被检仪器的测试端和频率计的输入端，设置好仪器的工作频率。定点工作

频率的被校仪器，各频率点逐一校准，多频率点的被检仪器按说明书要求选取典型频率点

进行校准。用频率计测量被校仪器的实际频率，读出频率计示值，重复读数三次取平均值

F。，相对误差按下式计算。

F-F

------^-xlOO%(1)

式中：中——工作频率的相对误差;

F——仪器的标称工作频率;

尸。——仪器的实际工作频率。

信号电平的校准

用电缆连接被检仪器的测试端和数字多用表的输入端，按说明书的规定设置被校仪器

的信号电平，在选定频率点测量仪器的实际信号电平，按下式计算信号电平测量误差。

3

4=^^-xlOO%(2)

匕

式中：心——信号电平的相对误差；

F——电平输出值；

F.——电平实测值。

电容、电阻、电感示值的校准

校准条件的选择

在仪器技术说明书所规定的校准频率或用户要求的频率点下校准，如仪器没有规定校

准频率，可按表4列出的LCR标准量值选择校准频率。信号电平的选择应根据说明书的规定

,且应该在标准器的允许使用的额定电压范围内，通常选择信号电平为IV或者普。阻值低

于IkQ时用串联等效电路，阻值高于IkQ时用并联等效电路。有清零功能的测量仪首先进

行开路和短路清零操作。进行该项操作时，应按生产厂规定的操作程序，在测量用导线的

状态下，进行开路和短路的零位示值校准。对于没有自动消除零位的测量仪，则应记录开

路和短路校验的篓位示值，用于计算其示值误差。

表4工作频率的选择

CRL校准工作频率

10pF〜1|1F1Q〜IMQ100叫〜1H1kHz

>1">1MQ>1H100Hz,120Hz

电容的校准

接线方式见图1,按照的要求进行设置和清零，选择合适的校准频率，选取不少于5个测量

点，包括量程点10%,50%,100%,也可按用户要求选择测量点，按(3)式计算被校测试

仪电容的示值误差。

图।

4

5

.=。「：。一。'X100%(3)

式中：头——被校LCR测量仪电容示值的相对误差；

，一被校LCR测量仪电容显示值；

C。——被校LCR测量仪电容初始示值，有清零功能的测量仪不包括该项；

C,——电容标准值。

电阻的校准

接线方式见图1，按照的要求进行设置和清零，选择合适的校准频率，选取不少于5个测量

点，包括量程点10%,50%,100%,也可按用户要求选择测量点，按(4)式计算被校测试

仪电阻的示值误差。

5xlOO%(4)

氏

式中：源——被校LCR测量仪电阻示值的相对误差；

Rx——被校LCR测量仪电阻显示值；

R。—被校LCR测量仪电阻初始示值，有清零功能的测量仪不包括该项；

R$----电阻标准值。

电感的校准

接线方式见图1,按照的要求进行设置和清零，选择合适的校准频率，选取不少于5个测量

点，包括量程点10%,50%,100%,也可按用户要求选择测量点，按(5)式计算被校测试

仪电感的示值误差。

，=上亲14x100%(5)

式中：弓——被校LCR测量仪电感示值的相对误差；

Lx——被校LCR测量仪电感显示值；

L。---被校LCR测量仪电感初始示值，有清零功能的测量仪不包括该项；

k——电感标准值。

6

8校准结果表达

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；

<1）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）进行校准的日期；

g）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

h）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

i）校准环境的描述，物品状态的描述；

j）校准结果及其测量不确定度的说明；

k）被校对象的描述和明确标识；

1）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；

m）对校准规范的偏离的说明；

n）校准证书或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说明；

P）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

9复校时间间隔

复校时间间隔建议为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。

7

附录A

测量不确定度评定示例

A.1概述

A.1.1计量标准：电阻、电感、电容标准装置

A.1.2被测对象：YY2810LCR测量仪

A.1.3测量方法:

在选定工作频率（1kHz）下，将校准装置与被校数字LCR测量仪按规定接线方式连接,

由校准装置产生一系列的标准L、C、R值，用被校LCR测量仪对这些标准值直接进行测量,

读取显示值作为测量结果C

A.2数学模型

对于电阻校准过程，数学模型如式（A.1）所示

AR=R-R\(A.1)

对于电容校准过程，数学模型如式（A.2）所示

AC=C-CX(A.2)

对于电感校准过程，数学模型如式（A.3）所示

△L=L—LAx(A.3)

A.3灵敏系数与传播率

A.3.1电阻

^R=R-RY

C.=--------=1

e(R)

asm]

rC.=--------=—1

3(8)

A.3.2电容

\c=c-cx

3(C)

r8(AC)t

i(Cx)

A.3.3电感

△L=L-Lx

r次).

a（AL）

决七）二

8

A.4不确定度分量的A类评定

分别在电阻标准值为100Q、电容标准值为1()0"、电感标准值为l()OmH时，重复测量1()

次，数据如下：

表A.1

序号电阻(C)电容(回)电感(mH)

1100.0599.95100.08

2100.0299.97100.09

3100.0299.95100.07

4100.0399.96100.08

5100.0499.92100.06

6100.0299.94100.08

7100.0599.96100.06

8100.0299.96100.08

9100.0199.94100.07

10100.0499.98100.08

平均值100.03099.953100.075

标准偏差5(A)0.0150.0170.01

A.5不确定度分量的B类评定

A.5.1电阻

由校准证书上得出标准电阻器的示值误差限值为±0.02%,置信概率未给出，按均匀分

布考虑，包含因子攵=百，故不确定度分量/=&詈=0.012%。

A.5.2电容

由校准证书上得出标准电容器的示值误差限值为±0.05%,置信概率未给出，按均匀分

布考虑，包含因子A=百，故不确定度分量〃2=2詈=0.029%。

A.5.3电感

由校准证书上得出标准电感器的示值误差限值为±0.2%,置信概率未给出，按均匀分

布考虑，包含因子女二百，故不确定度分量〃3=2等=。・012%。

9

A.6检定或校准结果的不确定度

表A.2

参数重复性引入标准标准器引入的标上22)

不确定度〃（大）准不确定度〃（改）

电阻1.5x10-41.2X1041.93X10-43.9x](y4

电容1.7x10-42.9x1043.37x1(产6.8x104

电感l.OxlO-41.2xl()41.57x10”3.2x10-4