JJ.国家计量标准-JJG 153-1996 标准电池检定规程.pdf

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1、中华人 民共和 国国家计量检定规程 J J G 1 5 3 - 1 9 9 6 标准电池 St anda r d Ce l l 1 9 9 6一 0 8 一 2 2 发布1 9 9 7一0 6一0 1实施 国 家 技 术 监 督 局发布 J JG 1 5 3- 1 9 96 ， . ， . ， . ，. ， . ， . ， ， ，. 、. ， . ， . ， . ). 马 .心。心。令:。.心。.洲 J J G 1 5 3 - 1 9 9 6 O 口.八.叭.六.叭，.叭.叭甲.叭. 标准电池检定规程 Ve r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f

2、 代替 1 5 3 -1 9 8 6 S t a n d a r d Ce l l、 . o. 0 . 0. o . o. 0 . 0. 0 . 0. 0 . 0 . 0 . 0 . 。 本检定规程经国家技术监督局于1 9 9 6年0 8 月2 2日批准，并自1 9 9 7年 0 6 月 0 1日 起施行 。 归 口单位 : 起草 单位 : 中国计量科学研究院 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 . 1 J G 1 5 3- 1 9 96 本规程主要起草人: 胡衍瑞( 中国计量科学研究院) J J G 1 5 3 -1 9 9 6 目录 一技术要求 . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 二检定条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) ( 一)检定用设备及其要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， ， ( 3) ( 二) 检定环境条件 】 ， ， ， 。 ， ， ， ， ， ， ， ， - 一 ( 4 ) 三 检定项目 和检定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) ( 一) 检定项目 ， ( 5 ) ( 二) 检定方法 ， ， ( 6 ) 四检定结果处理和检定周期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 8 ) 附录1差值替代法线路 ， ， ， 。 ， ， ， ( 9 ) 附录 2 控温标准电池电动势值的测定方法及计算 ， ， ( 1 0 ) J J G

6、 1 5 3 - 1 9 9 6 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的一等和二等标准电池组，0 . 0 0 0 2级， 0 . 0 0 05 级 ， 0 . 0 0 1 级，0 . 0 0 2 级，0 . 0 0 5 级 ，0 . 0 1 级及 0 . 0 2 级的饱和或不饱和标准电池 ( 以下简称标准电池)的检定。 新生产和使用中的标准电池的检定，必须符合本规程所规定的各项技术指标要求。 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: 名称 、类型 ( 饱和或不饱和)及型号; b 等级指数; 制造厂名称或商标; d 产品编号、电池序号; 制造年 月 ;

7、 f 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 . 0 0 02 级、0 . 0 0 05 级、0 . 0 0 1 级、0 . 0 0 2 级及 0 . 0 0 5 级标准 电池的外壳应是由金属制成，底部要有漏油孔 ( 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 2 0 时的电动势值由式 ( 1 )确定: E , = E 2 。 一 3 9 . 9( ， 一 2 0 ) + 0 . 9 4 ( t 一 2 0 ) 2 一 0 .

8、 0 0 9 ( t 一 2 0 ) 3 ) x 1 0 6 ( 1 ) 式中:E 在 t 下的电动 势值， V ; 凡 。 在2 0 下的电 动势值， V ; t 检定温度， 。 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。 等级指数参考温度范围1 1 C工作温度范围/ C 0. 0 0021 7. 52 2. 51 525 0. 0 0 051 52 51 03 0 0. 0 011 2. 5一3 2. 55一3 5 0. 00 21 03 55一4 0 0. 0 0 51 0-4 00一4 0 0. 011 04 00-4 0 . 1 .1 G 1 5 3 - 1 9

9、9 6 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 5 0 %. 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 等级指数 参考温度范围/ C 工作温度范 围/ 0 . 0 021 82 21 5 2 5 0 . 1 旧 51 5 2 51 0 3 0 0. 011 0 3 54 4 0 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 2 0 时的电动势值之间的差值，不超过相应等级指数值的5 0 %. 在工作温度范围内，任一温度

10、下所测定的电池电动势值和检定温度 2 0 的电动势 值之间的差值不超过相应等级指数值的 1 0 0 %. 5 一等标准电池在运输中的温度范围为 1 0 - 3 0 c C ，二等标准电池为 5 一 3 5 9 C。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，瞬时允许通过标准电池的电流:一等标准电池不超过 0 . l p A ; 二等标准电池不超过0 . 2 K A a 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3 类型等级指数 2 0 时电动势实际值 允许范围/ V 一年期间 电动势 允许变化值/ k V 内阻值 新生产 使用 中 饱 和

11、一等标准电池组 1. 01 86 0 001. 01 8 67 00 _ 2g 60 0毛 1 0 0 0 二等标准电池组1. 01 8 6 0 01. 01 8 67 0鉴 1 0鉴6 0 0蕊 1 0 0 0 0 . 0 0 02级1. 01 8 59 0一1. 01 8 68 0 _ 2g 6 0 0(1 0 0 0 0 . 0 0 05级1. 01 8 59 01. 01 8 68 0蕊5 续6 0 0( 1 ( 洲 1 0 0. 0 0 1级1. 01 8 59 0一1. 01 8 68 0落1 0岌7 0 0鉴1 0 0 0 0. 0 0 2级1. 01 8 55 01. 01 8

12、 6 8 0(2 0(7 0 0蕊1 00 0 0. 0 0 5级1. 01 8 5 5一1. 01 8 6 8(5 0g 7 0 0鉴1 50 0 0 . 0 1级 1. 01 8 5 51. 01 8 6 8 蕊1 1 洲 7 0 0蕊1 50 0 不 饱 和 0 . 0 0 2级1. 01 8 8 00一1 . 01 9 3 0 0落2 0鉴7 0 0鉴1 0 0 0 0 . 0 0 5级 1. 01 8 8 01. 01 93 0 蕊5 0(1 0 0 0(1 5 0 0 0. 0 1级 1. 01 88 0-1. 01 93 0 鉴1 0 0续1 0 0 0(1 5 0 0 0. 0

13、 2级1. 01 861. 01 96续2 0 0落1 0 00蕊 1 5 0 0 J J G 1 5 3 -1 9 9 6 8 在正常条件下 ( 工作温度范围内，相对湿度不大于 7 5 %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 . 0 0 0 2级，0 . 0 0 0 5级及 0 . 0 0 1级标准电池应不小于 5 x 1 0 0 n ( 试验电压大于5 0 0 V ) ; 8 . 2 0 . 0 0 2 级，0 . 0 0 5 级及 0 . 0 1 级标准电池应不小于 1 x 1 0 0 S 2( 试验电压大于5 0 0 V ) a

14、 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 9 . 1 作标准用的 标准电池组; 9 . 2 检定装置 ( 常用标准电池比较仪或直流电位差计以及指零仪) ; 9 . 3 过渡用的标准电池及校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 数显热敏电阻温度计或精密水银温度计。 1 0 设备要求 1 0 . 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 ; 1 0 . 2 作标准用的标准电池的等级不应低于表4的规定。 1 0 . 3 检定装置的极限误差不应大于表 5的规定。

15、 1 0 . 4 检定装置中的比较仪 ( 或其他仪器)所引起的最大误差不应大于表 6 的规定。 dI G 1 5 3- 1 9 96 1 0 . 5 检定装置灵敏度不应低于表 7的规定。 1 0 . 6 在检定时工作 电流变化所引起 的误差 ，应小 于相应 检足装 置极 限误 差的 1 / 1 0 ( 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。 1 0 . 7 校准工作电流用的标准电池，不应低于 0 . 0 0 5 级。 1 0 . 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 / 30 1 0 . 9 在检定期间，检定装置的重复

16、性应小于被检标准电池相应等级指数值的 1 / 5 ;但 是 0 . 0 0 5 级和 0 . 0 1 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) 。 1 0 . 1 0 测量线路内任何两部分或部件之间的绝缘电阻，不应低于 5 x 1 0 0 1 2( 试验电压 不超过 500V). ( 二)检定环境条件 1 1 检定标准电池的环境条件及温度应满足如下要求。 4 J J G 1 5 3 -1 9 9 6 1 1 . 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 7 5 %，检定设备要避免受

17、到阳光直射或强烈的热源或冷源的作用。 1 1 . 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。 夫9 片 一 等 标准 电池 组 二等 标准 电池 组 0. 0 0 0 2 级0 .000 0. 0 01 级 0 . 0 0 2级0 . 0 0 5级0 . 0 1级 0 .0 2 饱 和不 饱 和 饱和不 饱和 饱和不 饱 和 检定 室温 允许值/ 仅n + 12 0+ _2 2 0112n + 2 ) n + 2 n + ，7 0 + 少2 n + 7 ? n + ，20-52 0 + 5 20 1 0 和2 0 的最大 允许偏差/ 士0. 1士0. 5士0. 1士0 5士1.

18、 0士2. 0 ,2. 0 士2. 0 士2. 0士5 0 士5 0土1 0 允许最 大温差 / 0. 0 02 0. 00 5 0. 0 0 2 0. 0 050. 010. 0 20. 0 20. 0 50. 10. 20. 2 允许最大温度 变化值/( / h ) 0. 0 02 0. 00 5 0. 0 0 20. 0 0 50. 010. 0 2 0. 0 2 0. 0 5 0. 10. 2 0 . 2 0. 3 检定前最少 连续恒温时 间/ d 323222222111 1 1 . 3 测量标准电池用的温度计，其最小分度值应不低于表 1 0 的规定。 表1 0 等级指数 一等标准

19、电池组 二等标准 电池组 0 .0 0 0 “ 一 “ .0 0 0 5 级一级 0 . 0 01 0. 0 0 2 级 0. 0 0 5 级 0. 0 1 级 温度计最小 分度值/ 0. 0 050. 01 0. 0 05 ! 0. 01 0. 01 0. 0 20. 10. 2 0. 5 1 1 . 4 一等 标准电池组， 0 . 0 0 0 2 级 及 0 . 0 0 0 5 级标准电池检定时间不得少于3 天， 检定 次数不得少于 5 次。其余标准电池检定时间不得少于 2 天，检定次数不得少于 3 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，说明标准电池的电动 势

20、 一 温度滞后现象较严重，应根据国家标准 G B 3 9 2 9 -1 9 8 3 标准电池之附录确定标 准电池的温度滞后效应。 三检定项 目和检定方法 ( 一)检定项 目 J dG 1 5 3- 1 9 9 6 1 2 外观检查 1 3 测定在 2 0 或控制温度下的电动势值。 1 4 测定内阻值 ( 在检定温度或控制温度下) 。 巧 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 1 6 检定标准电池一般采用差值替代法，对于 0 . 0 0 5 级，0 . 0 1 级及 0 . 0 2 级标准电池可 以采用替代法。 1 7 差值替代法线路 1 7 . 1 差

21、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 的和作为标准的标准电池均处于同一温度下时，能直接读出被检标准电池在 2 0 时的 电动势值 。 E “G , “G, “ 标 准 电池 比较 仪 r l ! i i R, i u 歼 1 - 下 E, ( E ) rw温 槽 L _ _ _ _ _ _ 图 1 差值替代法线路 E一作为标准的标准电池;E , -被检的 标准电池;E y 一校准工作 电流用的标准电池;E一过渡标准电池;G一调工作电流用的 检流计;G , -测量时用的检流计;B 一

22、电池比较仪供电电池 一般不采用直流稳压电源供电) ;R . 一并联闭路电阻 ( 一般 R 为1 4 1 ) ; K , 一闭路开关 1 7. 2 17. 3 1 7 . 3 . 1 1 7. 3. 2 1 7. 3. 4 电池比 较仪的 误差应满足表6 的规定， 其最小一个十进盘的 进值不应大于。I f t v . 检定步骤 以E ， 作标准调准电池比 较仪的工作电流， 使检流计G ， 指零。 调电 池比 较仪测量盘示值 ( N ) 使其符合式 ( 2 ) : N=E 2, 。 一 1 . 0 1 8 ( 2 ) 将标准电 池 E 。 接人线路， 然后调节未刻度补偿盘， 使检流计G z 指零。

23、 测量标准的 和被检的标准电池的温 度 : 。 及: 二 。 用标准电池E 二 替代E 。 接人线路，调节电池比 较仪的 测量盘示值， 使检流计仪 J JG 1 5 3- 1 9 96 指零 ( 注意:不要调节未刻度补偿盘) ，记下比较仪的示值 N 。 1 7. 3. 6 E 2 0 . 二 =E 2 0 - n + N = 可以按式 ( 3 ) N + 4 E x 1 0 6 被检的标准电池在 加时的电动势值可以按式 计算 : ( 3 ) 式中:E ,被检标准电池在2 0 时的电动势值， V ; E z 0作为标准的标准电池在 2 0 时的电动势值 ，V ; N x 对应于 被检的标准电 池

24、比较仪的示值， V ; N , 对应于 作为标准的标准电池比较仪的示值， V ; D E温度换算更正值， / ! V . A E 按式 ( 4 )计算 : t 1 E= ( t 二 一 t j ( t = + t n ) ( A V / C 2 ) ( 4 ) 式中:t = 被检标准电 池的温度， ; t , 作为标准的标准电 池的 温度， 。 1 7 . 3 . 7 标准电池内阻的测定方法 周期检定时一般不测定标准电池的内阻。只有在检定其电动势值时，发现灵敏度明 显降低或其他异常情况才测定其内阻。而被检的标准电池内阻的测定是在检定工作结束 之后 进行， 且只 测定一次。 将闭 路电阻R ，

25、接人线路，调整电 池比较仪示值， 使检流计 G Z 指零， 记下电池比 较仪的 示值 N 二 ， 然后按式 ( 5 ) 计算出其内阻值。 ( N _ 一N , ) _ R_=一 一二=二一R 乙、 ( 5 ) 式中: R , 被检标准电池的内阻，0 ; R闭路电阻; E , 被检标准电池的电动 势， 可近似地取为1 V ; N x 电池比较仪示值 ，V ; N , 按下开关K ， 时电池比 较仪示值， V o 1 7 . 4 检定装置可以用标准电池 比较仪、电位差计、数字电压表 ( 测量端应无较大电 容)或其他更先进的测量仪器。 1 8 替代法 它是用 2 V量程，将 E 。 值复现在数字表上

26、来实现替代法的。 Q E, ) 图2 替代法线路 如图 2 所示，采用替代法在 D V M上测量标准电池电动势值时，要用其 2 V量限分别 JJ G 1 5 3 - 1 9 9 6 测量 E 。 和E x 。如数字电压表的示值分别为 N _ 戈， 则被检标准电池在2 0 时的电动 势值按式 ( 6 )计算: E 2 0 x 二 E l . + N一 N n + D E , x 1 0 6 ( 6 ) 式中符号的意义同前。 四检定结果处理和检定周期 1 9 标准电池电动势值检定的结果按表 1 1 的规定化整 ( 在计算时要采用四舍五人及偶 数法则) 。 表1 1 被检标准电池等级 检定结果数据末

27、位数及表示方法 一等标准电池组 0 . 1 t N， 末位数小写 二等标准电池组 1 P V ， 末位数大写 0 . 0 0 02级 O . 1 P V ，末位数小写 0 . 0 0 05级 1 t v ， 末位数大写 0. 0 0 1级 1 1 cv ， 末位数大写 0. 0 0 2级 1 k v ， 末位数大写 0. 0 0 5级 l o j v ， 末位数大写 0 . 0 1级 1 0 浏，末位数大写 2 0 标准电池内阻值的检定结果采用四舍五人法则化整到 1 0 0 S 2 这一位。 2 1 判断标准电池是否合格 ，一律以化整后的结果为准。 2 2 初次送检或不按周期送检的标准电池不定

28、级。在检定结果通知书内要给出在 2 0 C 或控制温度时的电动势值。 2 3 进行周期检定的标准电池 ，在检定证书内给出 2 0 或控制温度时的电动势值及定 等或定级结果 ( 0 . 0 2 级标准电池在检定证书内不给数值，只标明合格与不合格) 。 2 4 经检定不合格的标准电池，应说明不合格的情况。同不按周期送检标准电池一样， 经过连续两年检定合格后 ，再重新定级。 2 5 老产品和进 口的标准电池，根据连续 3年 ( 含 3 年)以上的检定结果按本规程定 级 。 2 6 标准电池的检定周期不得超过 1 年。 J J G 1 5 3 -1 9 9 6 附录 1 差 值替 代法 线路 差值替代

29、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。 E. ( E ) 图3 差值替代法线路 R一标准电他，R ， 二i o n ( 误差不超过士0 . 1 %) ; R p 一直流电阻箱，R ， 二 1 0 x ( 1 0 0 0 0 + 1 0 0 0 + 1 0 0 + 1 0 + 1 ) , 0 ; R -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 K V o 3 检定步骤 3 . 1 以人作为

30、标准调准电 位差计工作电流。 3 . 2 调电 位差计示值 ( N)使其符合 N =E , o . 。 一1 . 0 1 8 V( 1 ) 3 . 3 将标准电池E 。 接人线路，然后调节电 阻箱 凡 使检流计G 指零。 3 . 4 读取作为标准的和被检标准电池的温度 t 。 及t , o 3 . 5 用标准电池E 二 替代E 。 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 R , )记下电位差计的 示值 N , o 3 . 6 被检的标准电池在 2 0 时的电动势值可以按下式计算: E , = E z o+ 戈 一 N + A E/ 1 0 6 ( 2 ) 如果

31、作为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 2 0 下 的电动势值可以按下式计算: E m . , = E z o 。 + N : 一 从( 3 ) 式中符号意义同前。 J J G 1 5 3 -1 9 % 附录 2 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 2 0 的油槽中，而控温电池置于 2 5 一3 5 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: E ; = E 碧 + N ; 一 N ;, + a( 。 一 2 0 ) 当a 。 二一 4 0 ft V / 时， 可以写成: E ; = E 臀 + N ,0, 一 4 0 ( ， 。 一 2 0 ) 式中:E x 被检标准电池在温度为 时的电动势值; E 甲 作为标准的 标准电池在2 0 时的电 动势值; N r 对应于被检的标准电池比较仪的示值; N ,0, 对应于作为标准的标准电池比较仪的示值; a 作为标准的标准电池在加时的温度系数; t , 作为标准的标准电池的温度。