JJF 2238-2025 电感箱校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2238—2025
电感箱校准规范
CalibrationSpecificationforInductanceBoxes
2025-03-27发布2025-09-27实施
国家市场监督管理总局 发布
电感箱校准规范
CalibrationSpecification
forInductanceBoxes

JJF2238—2025
归口单位:全国电磁计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
参加起草单位:工业和信息化部电子第五研究所
上海市计量测试技术研究院
成都开谱电子科技有限公司
黑龙江省计量检定测试研究院
本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释
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本规范主要起草人:
杨 雁(中国计量科学研究院)
陆 青(中国计量科学研究院)
参加起草人:
陈 妍(中国计量科学研究院)
魏 武(工业和信息化部电子第五研究所)
冯 建(上海市计量测试技术研究院)
金 攀(成都开谱电子科技有限公司)
吴长顺(黑龙江省计量检定测试研究院)
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目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语…………………………………………………………………………………… (1)
4 概述…………………………………………………………………………………… (1)
5 计量特性……………………………………………………………………………… (1)
5.1 电感箱示值………………………………………………………………………… (1)
5.2 品质因数…………………………………………………………………………… (2)
5.3 残余电感值………………………………………………………………………… (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……………………………………………………………… (3)
7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (3)
7.1 校准项目…………………………………………………………………………… (3)
7.2 校准方法…………………………………………………………………………… (4)
8 校准结果表达………………………………………………………………………… (7)
8.1 校准证书…………………………………………………………………………… (7)
8.2 数据处理及修约…………………………………………………………………… (7)
9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (7)
附录A 电感箱示值校准不确定度评定示例………………………………………… (8)
附录B 电感箱校准原始记录格式…………………………………………………… (12)
附录C 电感箱校准证书内页格式…………………………………………………… (15)
Ⅰ
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引 言
JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011 《通用计量术语及
定义》、JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作
的基础性系列规范。
本规范为首次发布。
Ⅱ
JJF2238—2025
电感箱校准规范
1 范围
本规范适用于电感范围1μH~10kH、频率范围20Hz~100kHz电感箱的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG726 标准电感器检定规程
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
3.1 等效电感值 equivalentinductance
对应串联或并联交流阻抗等效电路的电感值,又称为串联等效电感值或并联等效电
感值。
3.2 残余电感值 residualinductance
对于有零位挡的电感箱,当各步进盘均置于零位时,电感箱输出端的电感值。通常
也称为零位电感值。
4 概述
电感箱由若干个串联的电感器或模拟式电感器组成,以量程组合和量程内步进的方
式输出多个电感值,通常采用金属屏蔽外壳作为箱体,采用端口或接线端子作为输出界
面,其原理如图1所示(以5盘十进位电感箱为例)。电感箱主要用于电感电桥、LCR
测量仪等电感计量器具的校准,也可用作交流电路中的调节电感。
图1 电感箱原理示意图
5 计量特性
5.1 电感箱示值
电感箱的示值绝对误差表示为
1
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Δ=LN-LX (1)
式中:
Δ ———示值绝对误差,H;
LN ———电感箱校准点的电感示值,H;
LX ———电感箱校准点的电感实际值,H。
电感箱的示值相对误差表示为
δ=Δ
LX=LN-LX
LX ×100% (2)
式中:
δ———示值相对误差。
在工作频率范围内,电感箱每个盘的电感示值均具有各自的准确度等级,其最大允
许误差一般不超过表1的规定。
表1 电感箱准确度等级和最大允许误差
准确度等级最大允许误差
0.01级±0.01%
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%
10级±10%
5.2 品质因数
电感箱的品质因数在工作频率范围内一般满足表2的规定。
表2 品质因数技术指标
标称值
L
频率
f
品质因数
Q
L≤100μH 1kHz —
100μH<l≤1mh 1khz="" q≥0.2<br=""> 1mH<l≤10mh 1khz="" q≥0.5<br=""> 10mH<l≤100mh 1khz="" q≥1.0<br=""> 100mH<l≤1h 1khz="" q≥2.0<br=""> L>1H 100Hz Q≥0.2
2
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5.3 残余电感值
残余电感值一般不大于最小步进电感值的最大允许误差。
注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
电感箱的校准环境条件应符合表3的规定。
表3 校准环境条件
准确度等级环境温度相对湿度电磁环境
0.01级(20±1)℃ 50%±10%
0.02级(20±2)℃ 50%±20%
0.05级(20±2)℃ 50%±30%
0.1级~10级(20±5)℃ 50%±30%
周围无明显影响电感箱实际值的电磁干扰;
对于无金属屏蔽的电感箱,在其80cm 范围
内,不能有金属、铁磁物体
6.2 测量标准及其他设备
6.2.1 电感电桥
电感电桥包括感应比例式电桥和阻抗比例式电桥,其扩展不确定度(k=2)一般
不大于被校电感箱最大允许误差绝对值的1/3。
6.2.2 LCR测量仪
0.02级及以下准确度等级的电感箱可采用LCR测量仪进行校准:采用直接测量法
校准电感箱时,LCR测量仪的扩展不确定度(k=2)一般不大于被校电感箱最大允许
误差绝对值的1/3;采用替代法校准电感箱时,LCR测量仪的分辨力和短期稳定性等因
素引入的标准不确定度一般不大于被校电感箱最大允许误差绝对值的1/10。
6.2.3 标准电感箱
标准电感箱在替代法中作为标准器使用。标准电感箱的电感值及频率范围应能覆盖
被校电感箱的电感值及频率范围,一般采用具有相同标称值的标准电感箱作为替代标
准。标准电感箱的扩展不确定度(k=2)一般不大于被校电感箱最大允许误差绝对值
的1/3。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
校准项目如表4所示。
表4 校准项目一览表
序号校准项目计量特性条款校准方法条款
1 电感箱示值5.1 7.2.2
2 品质因数5.2 7.2.3
3 残余电感值5.3 7.2.4
3
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7.2 校准方法
7.2.1 校准前准备
7.2.1.1 校准前放置时间
电感箱在校准环境下放置时间为:0.01级、0.02级电感箱一般不少于24h,其余
准确度等级的电感箱一般不少于8h。
7.2.1.2 外观检查
电感箱的铭牌或说明书应有以下主要标志:产品名称、型号、编号、生产厂商(或
厂标),各步进盘标称值和相应的等级指数,工作频率,额定电流或最高工作电压等。
7.2.1.3 预热
按照被校电感箱的技术要求进行预热。
7.2.2 电感箱示值
7.2.2.1 直接测量法
直接测量法的测量步骤如下。
a)设置LCR测量仪或电感电桥的校准电压和频率
根据LCR测量仪或电感电桥(以下简称校准装置)和被校电感箱所规定的工作电
压或电流范围来选择校准装置的测量电压。当电感示值小于100μH 时,推荐校准频率
为1kHz或10kHz;电感示值100μH~1H 时,推荐校准频率为1kHz;电感示值大
于1H 时,推荐校准频率为100Hz;可根据客户要求选取校准频率。
b)设置等效电路模型
根据被校电感箱的阻抗值范围选择校准装置的等效电路模型,高阻抗值的选择并联
电路模型,低阻抗值的选择串联电路模型。
c)接线方式
用测量引线将被校电感箱接入校准装置。对于端钮式接线的电感箱,当采用二端接
线方式(2T)时,屏蔽接线端(G)与低电位端(L)相连,接线方式如图2a)所示;
当采用三端接线方式(3T)时,屏蔽接线端(G)应接地或是接虚地电位,接线方式如
图2b)所示。对于端对式接线的电感箱,采用四根同轴电缆将电感箱与校准装置的对应
端口连接,接线方式如图2c)所示。测量过程中为保持引线形状并减少回路面积,同轴
电缆建议采用绞绕方式。
d)开路和短路校准
进行包含测量引线部分的开路和短路校准,消除分布参数和残余电感对测量结果的
影响。对于有清零功能的校准装置,当被校电感箱有零位时,建议以被校电感箱接线端
子为界面进行开路校准,然后将各步进盘均置于零位再进行短路校准;当被校电感箱无
零位时,以被校电感箱接线端子为界面进行开路和短路校准。对于无清零功能的校准装
置,单独测量电感箱残余电感值,并在电感箱的电感实际值中进行修正。
4
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a)二端接线方式(2T)
b)三端接线方式(3T)
c)四端对接线方式(4TP)
图2 直接测量法校准电感箱接线示意图
e)测量读数
1)当校准装置有清零功能时,在校准装置上读数,可得电感箱校准点的电感实际
值LX;当校准装置无清零功能时,通过式(3)计算电感箱校准点的电感实际值LX。
LX=LM-L0 (3)
式中:
LX———电感箱校准点的电感实际值,H;
LM———测量电感箱校准点时校准装置的示值,H;
L0———校准装置测量电感箱的残余电感值,H。
7.2.2.2 替代法
a)设置校准电压和频率
参照7.2.2.1a)操作。
b)设置等效电路模型及量程
等效模型的设置参照7.2.2.1b)操作。
在采用自动选择量程式校准装置做替代法测量时,应确保替代测量过程中校准装置
量程的一致性。
5
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c)接线方式
参照7.2.2.1c)操作。
d)开路和短路校准
参照7.2.2.1d)操作。
e)测量读数
1)将被校电感箱和标准电感箱依次接入校准装置,如图3所示(以三端接线方式
为例)。
图3 替代法校准电感箱接线示意图
2)在校准装置上分别读取被校电感箱各校准点和标准电感箱对应各测量点的电感
示值。电感箱校准点的电感实际值LX 按式(4)计算。
LX=LS+(L'X-L'S) (4)
式中:
LX ———被校电感箱的电感实际值,H;
LS ———标准电感箱的电感实际值,H;
L'X ———测量被校电感箱时校准装置的示值,H;
L'S ———测量标准电感箱时校准装置的示值,H。
7.2.3 品质因数
参照7.2.2.1a)~d)测量步骤,在校准装置上读数,可得电感箱校准点的品质因数
实际值。
Qx=Q (5)
式中:
Qx ———电感箱校准点的品质因数实际值;
Q ———校准装置的品质因数示值。
7.2.4 残余电感值
对有零位的被校电感箱,将各步进盘均置于零位,参照7.2.2.1的测量步骤,用校
准装置直接测量残余电感值L0:当残余电感值大于最小步进电感值的最大允许误差的
1/3时,需考虑其对电感箱实际值的影响,并根据需要在校准证书中给出残余电感值;
当残余电感值不大于最小步进电感值的最大允许误差的1/3时,可以忽略其对电感箱实
际值的影响。
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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和有关时,应说明被校对象的接收
日期;
h)如果与校准结果的有效性或应用有关时,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。
校准记录格式参见附录B,校准证书(报告)内页格式见附录C。
8.2 数据处理及修约
电感箱的校准数据应先计算后修约,数据修约应采用四舍六入及偶数法则,末位数
修约到被校电感箱最大允许误差绝对值的1/10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。
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附录A
电感箱示值校准不确定度评定示例
A.1 电感箱示值测量不确定度的评定(直接测量法)
A.1.1 测量方法
用LCR测量仪作为校准装置,直接测量被校电感箱。被校电感箱×100mH 盘的
最大允许误差为±0.1%,校准装置的最大允许误差为±2×10-4,测量频率为1kHz,
环境温度(20±2)℃,相对湿度(50±20)%。下面以示值100mH 的校准点为例,评
定测量不确定度。
A.1.2 不确定度来源
用LCR测量仪校准电感箱示值的不确定度来源主要有:校准装置测量重复性引入的
不确定度分量u1、校准装置引入的不确定度分量u2、环境影响引入的不确定度分量u3。
A.1.3 测量不确定度分量
A.1.3.1 校准装置测量重复性引入的不确定度分量u1
校准装置的测量重复性引入的不确定度分量通过A 类方法进行评定,采用贝塞尔
公式计算单次实验标准偏差得到。
u1 = Σn
i=1(LXi -LX)
n -1 (A.1)
式中:
LX ———被校电感箱校准点多次测量电感实际值的平均值,mH;
LXi ———被校电感箱校准点的第i 次电感实际值,mH;
n ———重复测量的次数。
以1kHz为例,用LCR测量仪测量电感箱100mH 步进盘第1点电感时,重复测
量数据如表A.1所示。
表A.1 电感箱100mH 重复性测量数据
序号校准装置的示值/mH
1 100.05
2 100.05
3 100.04
4 100.04
5 100.05
6 100.05
7 100.04
8 100.04
9 100.04
10 100.05
8
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根据表A.1中的数据,可由式(A.1)计算出重复测量的单次实验标准偏差为
s(LX)=0.005mH
则测量重复性引入的不确定度分量为
u1=s(LX)=0.005mH
A.1.3.2 校准装置引入的不确定度分量u2
校准装置为LCR 测量仪,根据说明书可知,该测量仪测量准确度为0.02级。按
B类方法进行评定,在测量电感箱100 mH 步进盘第1 点时,其最大允许误差为
±0.02mH,则分布区间的半宽度为a=0.02mH,服从均匀分布,包含因子k= 3,
则校准装置示值误差引入的不确定度分量为
u2=a
k =0.02mH
3 ≈0.012mH
A.1.3.3 环境条件等引入的不确定度分量u3
校准过程中,环境条件满足校准规范要求时,影响量可以忽略,u3≈0。
A.1.4 合成标准不确定度uc
根据不确定度传播公式,合成标准不确定度为
uc= u12+u22+u32 ≈0.013mH
A.1.5 扩展不确定度
取包含因子k=2,则扩展不确定度为
U =2×uc≈0.03mH (k=2)
A.2 电感箱示值测量不确定度的评定(替代法)
A.2.1 测量方法
用LCR测量仪作为校准装置,分别接入被校电感箱和标准电感箱,通过计算获得
被校电感箱的实际值。用最大允许误差为±0.01%的电感箱替代测量最大允许误差为
±0.05%的被校电感箱,测量频率为1kHz,环境温度(20±1)℃,相对湿度(50±
10)%。下面以100mH 的校准点为例,测量不确定度评定过程如下。
A.2.2 测量模型
标准电感箱和被校电感箱的残余电感值均小于其最小步进电感最大允许误差的1/3,
可忽略其影响,被校电感箱的实际值为
LX=LS+(L'X-L'S) (A.2)
式中:
LX ———被校电感箱校准点的电感实际值,mH;
LS ———标准电感箱对应测量点的电感实际值,mH;
L'X ———测量被校电感箱校准点时校准装置的示值,mH;
L'S ———测量标准电感箱对应测量点时校准装置的示值,mH。
A.2.3 不确定度的来源
由测量模型可知,LX的不确定度来源主要有:校准装置测量重复性引入的不确定
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度分量u1、标准电感箱上级传递引入的不确定度分量u2、标准电感箱电感值年稳定性
引入的不确定度分量u3 和环境条件引入的标准不确定度分量u4。
A.2.4 测量不确定度分量
A.2.4.1 校准装置测量重复性引入的不确定度分量u1
在重复性条件下,进行10次独立重复测量,得到的测量数据如附表A.2所示。
表A.2 电感箱100mH 重复性测量数据
序号电感实际值/mH
1 99.984
2 99.985
3 99.985
4 99.984
5 99.983
6 99.983
7 99.985
8 99.985
9 99.984
10 99.983
根据表A.2中的数据,计算出重复测量的单次实验标准偏差为s(LX)=0.0009mH,
校准装置测量重复性引入的不确定度分量u1=s(LX)=0.0009mH。
A.2.4.2 标准电感箱上级传递引入的不确定度分量u2
标准电感箱经上级校准,电感箱实际值的扩展测量不确定度为0.01% (k=2),所
引入的不确定度分量为
u2=0.01%
2 ×100mH=0.0050mH
A.2.4.3 标准电感箱电感值年稳定性引入的不确定度分量u3
替代测量时使用标准电感箱的实际值,需考虑其年稳定性影响。标准电感箱的年稳
定性不大于±0.01%,考虑半区间宽度,服从均匀分布,包含因子k= 3,则标准电感
箱电感值年稳定性引入的不确定度分量为
u2=0.01%
3 ×100mH≈0.0058mH
A.2.4.4 环境条件引入的标准不确定度分量u4
实验室环境条件符合校准规范的要求,影响量可忽略,u4=0。
A.2.5 合成标准不确定度uc
各(输入量的)不确定度分量互不相关,且灵敏系数为1,则合成标准不确定度为
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uc= u12+u22+u32+u42 ≈0.0077mH
A.2.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,则扩展不确定度为U =2uc≈0.015mH (k=2),相对扩展不确
定度为Urel=U
LX=1.5×10-4 (k=2)。
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附录B
电感箱校准原始记录格式
电感箱校准原始记录
证书编号:
送校仪器信息:
委托单号送校单位
名 称制造单位
型号/规格出厂编号
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-DD)
第 页 共 页
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JJF2238—2025
电感箱校准原始记录(直接测量法)
证书编号:
校准结果记录
1. 外观检查:
校准规范要求。
2. 电感箱示值
示值
H
电感实际值
H 品质因数
测量不确定度
残余电感值
校准频率
接线方式
第 页 共 页
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JJF2238—2025
电感箱校准原始记录(替代测量法)
证书编号:
校准结果记录
1. 外观检查:
校准规范要求。
2. 电感箱示值
示值
H
标准电感箱被校电感箱
校准装置示值
H
电感实际值
H
校准装置示值
H
电感实际值
H
测量不确定度
残余电感值
校准频率
接线方式
校准员: 核验员: 校准日期: 年 月 日
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附录C
电感箱校准证书内页格式
证书编号××××××—××××
<校准机构授权说明>
校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1059.1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:
名称及编号测量范围
不确定度/
准确度等级/
最大允许误差
溯源机构及
证书编号
有效期至
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JJF2238—2025
证书编号××××××—××××
校准结果
1. 电感箱示值和残余电感值
示值
测量盘实际值
×1μH ×10μH ×100μH ×1mH ×10mH
频率: Hz; 接线方式:
残余电感值
123456789
10
扩展不确
定度(k=2)
第×页 共×页
16
JJF2238—2025
证书编号××××××—××××
校准结果
2. 品质因数
示值
测量盘品质因数实际值
×1μH ×10μH ×100μH ×1mH ×10mH
频率: Hz; 接线方式:
123456789
10
扩展不确定度
(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
17
JJF2238—2025</l≤1h></l≤100mh></l≤10mh></l≤1mh>