JJF(桂) 163-2025 LCR测量仪校准规范

广西壮族自治区地方计量技术规范

JJF(桂)163—2025

LCR测量仪校准规范

Calibration Specification for LCR Measuring Instrument

2025—8—19 发布 2025—10—15 实施

广西壮族自治区市场监督管理局发布

归口单位：广西壮族自治区市场监督管理局

起草单位：桂林市计量测试研究所

本规范委托桂林市计量测试研究所负责解释

本规范主要起草人：

秦国艺(桂林市计量测试研究所)陶杰(桂林市计量测试研究所)刘斯(桂林市计量测试研究所)黄美惠(桂林市计量测试研究所)

参加起草人：

张琪(桂林市计量测试研究所)

目录

引言 (Ⅱ )

1 范围 ( 1 )

2 引用文件 ( 1 )

3 术语 ( 1 )

3.1 电感 ( 1 )

3.2 电容 ( 1 )

3.3 等效交流电阻值 ( 1 )

4 概述 ( 1 )

5 计量特性 ( 2 )

6 校准条件 ( 3 )

6.1 环境条件 ( 3 )

6.2 校准用标准设备 ( 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 ( 8 )

9 复校时间间隔 ( 9 )

附录 A 测量不确定度评定示例 (10 )

附录 B 校准原始记录格式 (14 )

附录 C 校准证书内页格式 (16 )

Ⅰ

引言

本规范依据 JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、 JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。

本规范为首次发布。

Ⅱ

1 范围

本规范适用于工作频率范围为20Hz～10MHz的LCR测量仪的校准，也适用于具有电感(L)、电容(C)或交流电阻(R)单一测量功能仪表或组合测量功能仪表的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG 183—2017 标准电容器

JJG 726—2017 标准电感器

JJF 1636—2017 交流电阻箱

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 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。

3.2 电容 capacitance

两导体所带电荷为等量异号时，电荷的量值与该两导体间电位差的比值。在国际单位制 SI 中，电感的单位是法拉 F。

3.3 等效交流电阻值 equivalent a.c resistance

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。

4 概述

LCR测量仪，也称LCR数字电桥，是一种带有微处理器的自动测量仪器，主要用于测

1

量电路或电子元器件的电感(L)、电容(C)、交流电阻(R)等参数。通常由信号源、电桥电路、矢量电压比检测器和数字控制及显示部分组成， 其工作原理通常是采用自动平衡电桥测量阻抗的方法，如图1所示。Vx与Vr均是矢量电压表，Rr是理想交流电阻，当DUT (Device Under Test)接入电路时，Vx测得DUT的两端电压为VZX，Vr测得Rr 的两端电压为

VRr，Zx和Rr 的连接点接到运算放大器的负输入端，则Zx与Rr 的连接点就变成了虚地，电压

2

近乎为0V，则流过DUT的电流Ix与Rr上流过的电流Ir相同，即Ix=Ir，由此可计ZRr

Ir

Lc Vr

L

DUT

Hp

Vx

Hc

Zx

Rr

Ix

p

~ OSC

OP

X

VZ

VR

r

。

图 1 LCR 测量仪原理图

5 计量特性

LCR测量仪根据电感(L)、电容(C)、交流电阻(R)三个参数确定其准确度等级，其准确度等级和最大允许误差见表1：

表1 LCR测量仪准确度等级及最大允许误差

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%

注：具体计量特性，请参照被校LCR测量仪的技术要求，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

6.1.1 环境温湿度条件见表2：

表2 环境温湿度条件

温度/℃

相对湿度/%

20±1

50±10

0.05级、0.1级

20±2

50±20

0.2级及以下

50±30

6.1.2 供电电源：220V±22V，50Hz±0.5Hz。

6.1.3 校准过程中周围无影响校准系统正常工作的机械振动和电磁干扰。

6.2 校准用标准设备

校准用标准设备的不确定度(或最大允许误差)不应超过被校LCR测量仪不确定度

(或最大允许误差)的三分之一，其主要标准设备见表3：

表3 校准用主要标准设备

序号

名称

测量范围

标准电感器(箱)

1 μH～10 kH

标准电容器(箱)

1 pF～10 mF

3

标准交流电阻器(箱)

1 mΩ~20 MΩ

4

标准损耗因数箱

0.0001～1

5

频率计

(通用计数器或有频率测量功能的仪器)

10Hz～20 MHz

6

数字多用表

交流电压范围：5 mV～20V;

直流电压范围：0 V～50 V。

7 校准项目和校准方法

7.1 校准项目

校准项目见表4。

表4 校准项目一览表

校准项目

校准方法条款

外观及工作正常性检查

7.2.1

工作频率

7.2.2

信号电平

7.2.3

电感、电容、交流电阻

7.2.4

电容损耗因数

7.2.5

7.2 校准方法

LCR测量仪应在校准条件下放置4h 以上。校准前，应根据说明书的要求进行预热，一般不少于 30min。

7.2.1 外观及工作正常性检查

被校LCR测量仪的铭牌、标志应清晰、正确、完整;前、后面板各功能键、按钮或转换开关应有标记，以注明其功能;无影响正常工作的机械损伤。通电后LCR测量仪显示器和各指示灯应能正常指示，仪器应处于正常的开机状态;有自检功能的LCR测量仪，应能通过自检，具有开路清零和短路清零功能的，开路清零和短路清零功能应处于正常状态;各项功能模式、按钮和转换开关应能正常切换。

7.2.2 工作频率

根据被校 LCR 测量仪测量端的形式，选择合适的连接线缆，正确连接被校 LCR 测量仪的测量端和频率计数器的输入端。对频率连续可调的被校 LCR 测量仪，根据其说明书的规定确定校准频率和其他设置条件;无具体规定时只校准 10n Hz 频率点(“n”为整数，且n≥1)，固定频率的被校LCR 测量仪应逐点校准，被校LCR 测量仪频率的误差按公式(1)、 (2)计算。

Δf = f 0 _ f s (1)

δ f= (Δf / fs)× 100% (2)

式中:

Δf —被校 LCR 测量仪频率的绝对误差，Hz; f0 —被校 LCR 测量仪频率标称值，Hz;

fs —频率读数器的显示值，Hz;

δf —被校 LCR 测量仪频率的相对误差。

7.2.3 信号电平

信号电平准确度的校准应根据被校 LCR 测量仪说明书的规定，确定需要校准的信号电平和其它设置条件，正确连接被校 LCR 测量仪的测量端和数字多用表的输入端，被校LCR 测量仪信号电平的误差按公式(3)、(4)计算。

ΔV = V0 _Vs (3)

δ V= (ΔV / Vs)× 100% (4)

ΔV —被校 LCR 测量仪信号电平的绝对误差，V; V0 —被校 LCR 测量仪信号电平标称值，V;

Vs —数字多用表的显示值，V;

δv —被校 LCR 测量仪信号电平的相对误差。

7.2.4 电感(L)、电容(C)、交流电阻(R)的校准

7.2.4.1 工作状态选择和通用操作

a) 校准频率点的选择应根据被校LCR测量仪的说明书或用户要求进行。若无具体要求的，可参照表3 选择校准工作频率。

表3 工作频率的选择

L

C

R

校准工作频率

<1mH

<1000pF

<10kΩ

10kHz，100kHz，1MHz

1mH~1H

10pF~1μF

1Ω ~1MΩ

1kHz

> 1H

> 1μF

> 1MΩ

100Hz，120Hz

b) 信号电平的选择：应按LCR 测量仪说明书规定选择信号电平，若无此规定，应在标准器允许使用的额定电压值范围内，选择使LCR测量仪具有最多稳定显示位数的最小电平下进行校准，通常为 1V。

c) 基本量程的选择：应根据 LCR 测量仪说明书的规定选择基本量程，无此项规定时，一般将准确度最高的量程作为基本量程，有自动量程的可选用自动量程。

d) 等效电路的选择：应根据 LCR 测量仪说明书的规定进行，如无此规定，因阻抗值与频率有关，所以应遵循阻抗低用串联等效电路，阻抗高用并联等效电路校准的原则。通常阻抗值低于lkΩ 时采用串联等效电路，阻抗值高于lkΩ 时采用并联等效电路。一般情况下，电感选用串联等效电路;电容 lpF~lμF 时选用并联等效电路，大于 lμF 时选用串联等效电路;交流电阻 lΩ~lkΩ 时选用串联等效电路，大于 lkΩ 选用并联等效电路。有等效电路自动选择功能的可选此功能。

e) 开路和短路归零操作：有归零功能的 LCR 测量仪首先进行开路或短路归零操作。无归零功能的，应在开路情况下测量并记录电容的初始示值C0 ;在短路情况下测量并记录电感、交流电阻的初始示值L0 和R0。

7.2.4.2 校准点的选取

若无具体要求，在 LCR 测量仪的量程范围内，选择 10n (“n”为自然整数)的量值点进行校准。同时参考LCR测量仪使用说明书中对校准点的建议，并可根据实际情况和用户的要求选取校准点。

7.2.4.3 标准器和 LCR 测量仪的接线方式

在进行电感(L)、电容(C)、交流电阻(R)示值校准时，根据所选用标准器(箱)端口的不同类型，采用图2～图 5 中不同的接线方式。

被校 LCR测量仪

H L G

标准器

图2 直接测量法连接示意图

Lc

H

图3 两端口结构标准连接示意图

L G

图4 三端口结构标准连接示意图

图5 四端口结构标准连接示意图

7.2.4.4 电感(L)

a) 采用直接测量法进行校准。选择合适的标准器，按7.2.4.1的规定进行相应设置，根据标准器的端口形式不同，采用图2～图 5 中不同的接线方式。

b) 按照7.2.4.2选取校准点，读取并记录LCR测量仪电感示值，其示值误差按公式(5)、 (6)计算：

ΔL = Lx _ L0 _ Ls (5)

δL= (ΔL / Ls) × 100% (6)

ΔL —被校 LCR 测量仪电感示值的绝对误差，H;

Lx —被校 LCR 测量仪电感示值，H;

L0 —被校 LCR 测量仪电感初始示值，有归零功能的LCR 测量仪，计算时不包含该项，

H;

Ls —标准电感器(箱)的标准值，H;

δL —被校 LCR 测量仪电感示值的相对误差。

7.2.4.5 电容(C)

b) 按照7.2.4.2选取校准点，读取并记录LCR测量仪电容示值，其示值误差按公式(7)、 (8)

计算：

ΔC = Cx _ C0 _ Cs (7)

δC= (ΔC / Cs) × 100% (8)

ΔC —被校 LCR 测量仪电容示值的绝对误差，F; Cx —被校 LCR 测量仪电容示值，F;

C0 —被校 LCR 测量仪电容初始示值，有归零功能的LCR 测量仪，计算时不包含该项，

F;

Cs —标准电容器(箱)的标准值，F;

δC —被校 LCR 测量仪电容示值的相对误差。

7.2.4.6 交流电阻(R)

b) 按照7.2.4.2选取校准点，读取并记录LCR测量仪交流电阻示值，其示值误差按公式(9)、 (10)计算：

ΔR = Rx _ R0 _ Rs (9)

δR= (ΔR / Rs) × 100% (10)

7

ΔR —被校 LCR 测量仪交流电阻示值的绝对误差，Ω; Rx —被校 LCR 测量仪交流电阻示值，Ω;

R0 —被校 LCR 测量仪交流电阻初始示值，有归零功能的LCR 测量仪，计算时不包含该项， Ω;

Rs —标准交流电阻器(箱)的标准值，Ω;

δR —被校 LCR 测量仪交流电阻示值的相对误差。

7.2.5 电容损耗因数

7.2.5.1 校准点的选取

在LCR测量仪损耗因数的量程范围内均匀选取3～10个点进行校准。

7.2.5.2 示值误差

采用直接测量法进行校准,根据标准损耗因数箱的端口形式不同，采用图 2～图 5 中不同的接线方式。按照选取的校准点，读取并记录LCR 测量仪电容损耗因数示值，其示值误差一般用绝对误差形式表示，按公式(11)计算：

ΔD = Dx _ Ds (11)

ΔD ——被校 LCR 测量仪电容损耗因数示值的绝对误差;

Dx ——被校 LCR 测量仪电容损耗因数示值;

Ds ——电容损耗因数标准器的标准值。

8 校准结果表达

校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括如下信息：

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;

d) 证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

e) 送校单位的名称和地址;

f) 被校对象的描述和明确标识;

g) 进行校准的日期;

h) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

8

j) 校准环境的描述;

k) 校准结果及其测量不确定度的说明;

l) 对校准规范的偏离的说明;

m) 校准证书签发人的签名或等效标识;

n) 校准结果仅是对被校对象有效的声明;

o) 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

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。

9

附录 A

测量不确定度评定示例

A.1 概述

环境条件：环境温度：20.3℃,相对湿度： 58%。

测量标准：精密十进位电感箱，精密十进位大电容箱，精密十进位交流电阻箱(以下简称电感箱、电容箱和电阻箱)。

被测对象：LCR测量仪。

测量方法：直接测量法，将电感箱、电容箱或电阻箱与被校LCR测量仪按规定接线方式连接，在电感箱、电容箱或电阻箱上设置一定的值作为标准值，直接读取被校LCR测量仪的显示值作为校准值，校准值与标准值的差值即为被测LCR测量仪的示值误差。

10

A.2 测量模型

电感： ΔL = Lx _ Ls

式中： ΔL—LCR 测量仪电感示值的绝对误差;

Lx — LCR 测量仪电感显示值;

Ls —电感箱的示值。

电容： ΔC = Cx _ Cs

式中： ΔC —LCR 测量仪电容示值的绝对误差;

Cx—LCR 测量仪电容显示值;

Cs—电容箱的示值。

交流电阻： ΔR = Rx _ Rs

式中： ΔR—LCR 测量仪交流电阻示值的绝对误差;

Rx—LCR 测量仪交流电阻显示值;

Rs—电阻箱的的示值。

A.3 灵敏系数

A.3.1 电感

(A.1)

(A.2)

(A.3)

A.3.2 电容

A.3.2 交流电阻

11

A.4 标准不确定度评定

下面以电感100mH、电容100nF、交流电阻l00Ω三个校准点为例子进行不确定度分析。

A.4.1 由测量重复性引入的标准不确定度分量(A类评定)

在相同测量条件下，LCR测量仪频率为1kHz时分别对电感箱100mH点、电容箱100nF

点和电阻箱l00Ω点进行10次重复测量，获得数据如表A.1。

表A. 1 测量数据一览表

电感/mH

电容/nF

交流电阻/Ω

100.006

100.021

100.012

100.004

100.018

100.009

100.001

100.023

100.008

100.003

100.020

100.011

100.005

100.017

100.007

100.002

100.019

100.016

100.010

100.015

100.013

xi

100.0035

100.0188

100.0097

0.0018

0.0025

0.0023

则u(LX 1)=0.0018mH

u(CX1)=0.0025nF

u(RX1)=0.0023Ω

A.4.2 LCR测量仪分辨力引入的标准不确定度分量(见表A.2)

表A. 2 LCR测量仪分辨力引入的标准不确定度分量

参数

符号

分辨力

a

概率分布

k

标准不确定度分量

电感：100mH

u(LX2)

0.001mH

0.0005mH

均匀

0.00029mH

电容：100nF

u(CX2)

0.001nF

0.0005nF

0.00029nF

交流电阻：100Ω

u(RX2)

0.001Ω

0.0005Ω

0.00029Ω

A.4.3 由标准器引入的标准不确定度分量

A.4.3.1 电感箱经上级计量机构校准符合要求，使用说明书中技术指标给出 100mH 点最大允许误差为 e = ±(0.0005× 100mH)= ±0.05mH。

其半宽度a = 0.05mH，设其区间内服从均匀分布，包含因子 k = 3，则

A.4.3.2 电容箱经上级计量机构校准符合要求，使用说明书中技术指标给出 100nF 点最大允许误差为 e = ±(0.0005× 100nF)= ±0.05nF。

其半宽度a = 0.05nF，设其间内服从均匀分布，包含因子 k = 3，则

A.4.3.3 电阻箱经上级计量机构校准符合要求，使用说明书中技术指标给出 100Ω 点最大允许误差为 e = ±(0.0002× 100Ω+0.001Ω)= ±0.021Ω。

其半宽度a = 0.021Ω,设其区间内服从均匀分布， 包含因子k = 3，则

A.5 标准不确定度一览表

标准不确定度详见表A.3：

12

表A. 3 标准不确定度一览表

标准

不确定分量

不确定度来源

u(xi)的值

灵敏系数ci

ui= ci u(xi)

电感

u(LX1)

LCR测量仪测量的重复性

0.0018mH

LCR测量仪的分辨力

u(LS)

电感箱的最大允许误差

0.029mH

-1

电容

u(CX1)

0.0025nF

u(CS)

电容箱的最大允许误差

0.029nF

交流电阻

u(RX1)

0.0023Ω

u(RS)

电阻箱的最大允许误差

0.012Ω

A.6 合成标准不确定度

考虑到被校LCR测量仪测量的重复性读数和分辨力存在重复，在合成标准不确定度时将二者中较小值舍去,则合成标准不确定度为：

电感：UCmH

电容：UCnF

交流电阻：UC A.7 扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度为：

电感:U(ΔL)=2UC(ΔL)=2×0.029mH=0.058mH

电容:U(ΔC)=2UC(ΔC)=2×0.029nF=0.058nF

交流电阻:U(ΔR)=2UC(ΔR)=2×0.012Ω=0.024Ω

相对扩展不确定度为：

电感:Urel

电容:Urel

13

交流电阻:Urelx10_4

附录 B

校准原始记录格式

第页共页

委托单位：

证书编号：

委托单位地址：

校准依据：

仪器名称：

型号规格：

出厂编号：

制造单位：

温度: ℃

相对湿度: %

校准地点：

校准日期： 年月日

校准用主要计量标准器具

型号规格

出厂编号

不确定度/准确度等级/最大允许误差

证书编号

有效期至

一、外观及工作正常性检查：

二、校准结果

1、工作频率

标称频率

实际频率

测量不确定度(k= 2)

2、信号电平

信号频率

标称电压

实际电压

3、电感

标准值

f =

显示值

14

4、电容

5、交流电阻

6、电容损耗因数

测试频率

校准人员： 核验人员： 批准人：

15

附录 C

校准证书内页格式

证书编号××××××—××××

校准机构授权说明

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：

不确定度/

检定/校准证书编号

证书有效期至

注：

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所校准的对象有效。

3. 未经实验室书面批准，不得部分复印证书。

16

校准结果