电容漏电流测试仪校准方法研究及不确定度评定

石泉林

苏州市吴江区检验检测中心 江苏苏州 215200

电容漏电流测试仪是测量铝、钽、铌类电解电容器漏电流指标的仪器，其测量漏电流的原理如图一所示：

图一

图中：Cx——被测电容器

R0——标准电阻

Ix——电容器的漏电流

U0——电容器漏电流在R0上的电压降

1 电容漏电流测试仪漏电流的校准方法

由于电容漏电流测试仪漏电流的测量范围一般为0.2μA-30mA，不适合直接用数字多用表的直流电流档位来进行测量，所以考虑用压降法把电流转换成电压然后再用数字多用表的直流电压档来测量，为了尽可能减少数字多用表直流电压档位输入阻抗的影响，在测量线路中另外串联一台电阻相对较低的直流电阻箱R1（ZX25A，0.02级），同时我们选取了34401A数字多用表，并根据其使用说明设置其输入阻抗为10GΩ，连接示意图如图二：

图二

假设需校准的泄漏电流为1μA，那么可将直流电阻箱R1调到10kΩ，数字多用表测得的电压在10mV，而此时数字多用表10GΩ的输入阻抗对校准结果的影响也可以忽略不计[1]。根据被检测试仪的使用说明书，调节被检测试仪的电压到适当的值，将被检测试仪的工作选择开关置于“测试”位置，调节高阻箱阻值，在每个漏电流量程内均匀选取至少3个校准点校准并记录指示值和数字多用表电压实测值U1，泄漏电流实际值IN=U1/R1。

2 不确定度评定

2.1 测量模型

式中：

E——绝对误差

Ix——被检测试仪电流示值

U1——数字多用表直流电压的读数值

R1——直流电阻箱设置的电阻值

2.2 不确定度传播率

式中灵敏系数：

2.3 标准不确定度评定

（以型号11200，2.0级泄漏电流测试仪，1μA为例，电阻箱R1设置为10kΩ，数字多用表电压测得值为10mV）

2.4 合成标准不确定度

（1）主要标准不确定度汇总表，见下表。

（2）合成标准不确定度计算。

2.5 相对扩展不确定度

当置信概率p≈95%时，可取包含因子k=2，则

不确定度分量 不确定度来源()i u x的值 灵敏系数i i c x∂E=∂()i i c u x u (x I )电容器漏电流测试仪引起不确定度0.0011μA 1 0.0011μA u (1U)数字多用表直流电压准确度引起的标准不确定度0.0023mV 1 1R-0.00023μA u (1R)直流电阻箱R1电阻准确度引起的标准不确定度1.155Ω 21 1 R U-0.00012μA

校准结果的相对扩展不确定度为：

3 结语

由以上不确定度评定结果可知，其相对扩展不确定度小于被检测试仪准确度等级（2级）的3分之1，所以这种校准电容漏电流测试仪的方法准确可靠，适合用来校准电容漏电流测试仪的漏电流项目。