1、中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部轻 工 计 量 技 术 规 范JJF（轻工）XXXX XXXX电动自行车控制器测试装置校准规范Calibration Specification for Test Machinefor controller of Electric Bicycle（报批稿）XXXX-XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布(轻工)JJF（轻工）XXXXXXXX电动自行车控制器测试装置校准规范Calibration Specification for Test Machinefor contro
2、ller of Electric Bicycle归 口 单 位 ：中国轻工业联合会主要起草单位：国家自行车电动自行车质量监督检验中心天津市轻工标准计量检测所参加起草单位：天津市自行车研究院本规范委托主要起草单位负责解释JJF（轻工）XXXX-20XXJJF（轻工）XXXXXXXX本规范主要起草人：戴戌贤（国家自行车电动自行车质量监督检验中心）王 羽（国家自行车电动自行车质量监督检验中心）陈 玮（国家自行车电动自行车质量监督检验中心）周恩源（天津市轻工标准计量检测所）参加起草人：周 伟（天津市自行车研究院）黄 伟（天津市自行车研究院）孙 搏（天津市自行车研究院）JJF（轻工）XXXXXXXXI目
3、 录引言（ ）1 范围 （1）2 引用文件 （1）3 概述 （1）4 计量特性 （1）4.1 控制器测试仪的电压示值误差 （1）4.2 控制器测试仪的电流示值误差 （1）5 校准条件 （1）5.1 环境条件 （1）5.2 测量标准及其他设备 （1）5.3 其他条件 （1）6 校准项目和校准方法 （2）6.1 校准项目 （2）6.2 控制器测试仪校准点的选择 （2）6.3 控制测试仪电压示值的校准 （2）6.4 控制测试仪电流示值的校准 （4）7 校准结果表达 （5）8 复校时间间隔 （6）附录 A 控制器测试仪示值误差测量不确定度评定示例（参考件） （7）JJF（轻工）XXXXXXXXII引
4、言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 、共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范附录 A“控制器测试仪示值误差测量不确定度评定示例 ”为参考件（资料性附录） 。本规范为首次发布。JJF（轻工）XXXXXXXX1电动自行车控制器测试装置校准规范1 范围本规范适用于电动自行车控制器测试装置的首次校准和使用中校准。其他同类型测试装置的校准可参照本规范执行。2 引用文件本规范引用下列文献：JJF 1071-2010 国家计量校准规范编写规则JJF 1059.1 测量不确定度
5、评定与表示GB/T 12742 自行车检测设备和器具技术条件GB 17761 电动自行车通用技术条件JJF 1587-2016 数字多用表校准规范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 概述电动自行车控制器测试装置（以下简称“控制器测试仪”）是一种在规定的条件下，对电动自行车控制器的电流、电压以及相应的技术指标进行测试的专用试验装置。4 计量特性4.1 控制器测试仪的电压示值误差电压相对示值误差不大于 0.5%。4.2 控制器测试仪的电流示值误差电流相对示值误差不大于 0.5%。5 校准条件5.1 环境条件5.1
6、.1 受校控制器测试仪的实验室温度为（205）；相对湿度为75%。5.1.2 受校控制器测试仪工作环境应清洁，无影响校准结果的振动、电磁等干扰。5.2 测量标准及其他设备测量标准及其他设备见表1。表 1 测量标准及其他设备序号 校准项目 测量仪器名称 计量性能1 控制器测试仪电压示值误差2 控制器测试仪电流示值误差数字多用表直流标准电流源直流标准电压源准确度等级：0.1 级5.3 其他条件JJF（轻工）XXXXXXXX25.3.1 控制器测试仪外形结构完好，外露件不应损坏或脱落，机壳、端钮等不应有碰伤或松动现象。5.3.2 控制器测试仪的附件、输入线、电源线、接地端应配置齐全。5.3.3 控制
7、器测试仪应标注制造厂名（或商标） 、出厂编号、电源额定电压、相数和频率；整机耗电总容量（或满载电流总和） 、总电源短路保护器件的断流能力（或熔断器的额定电流）等标志。5.3.4 控制器测试仪应运行正常，并符合相应的电器安全规范。通电检查：改变输入信号，观察显示读数是否连续，有无叠字、不亮等现象。5.3.5 控制器测试仪应结构合理、性能良好、符合人类工效学原理以外，还应操作简单，便于校准、维护、组装和分解。5.3.6 控制器测试仪在计量特性首次校准前，应核查其在规定的电源频率与电压工作范围内对电源的适应能力，必要时应按GB/T6587-2012 的相关规定进行试验。6 校准项目和校准方法首先检查
8、外观及各部分相互作用，确定没有影响计量特性的因素后再进行校准。6.1 校准项目校准项目见表 2。表 2 校准项目序号 校准项目 首次校准 后续校准 使用中检查1 控制器测试仪电压示值误差 2 控制器测试仪电流示值误差 注：“”表示需要校准的项目；“”表示不必校准的项目。6.2 控制器测试仪校准点的选择6.2.1 电压校准点的选择：为了保护电机的正常使用寿命，控制器设有欠压保护功能。一般情况下，额定电压为 36V 控制器的欠压保护值为 31.5V；额定电压为 48V 的控制器欠压保护为 41.5V。校准时，一般均匀选取包括 31.5V、36V、41.5V、48V 在内的 8 个点进行校准。6.2
9、.2 电流校准点的选择：为了保护电机和人身安全，避免由于线路过热造成的危险，控制器设有过流保护功能，一般为 10A18A。因此，校准点的选择应在 0 至过流保护点（含过流保护点）在内的 3 至 5 个点进行校准。JJF（轻工）XXXXXXXX36.3 控制器测试仪电压示值的校准在校准控制器测试仪以前应仔细阅读控制器与控制器测试仪的说明书，注意相位的选择，参见图 1、图 2，然后连接对应端口。控制器、控制器测试仪以及标准电压表的连接示意图见图 3。6.3.1 直接比较法用数字多用表做为标准器，对充电器测试仪进行电压示值校准，可使用以下方法进行连接。接线图如图 4 所示，调节稳压电源输出一个电压，
10、标准表的显示读数为 UN， 被校可调稳压电源标准数字多用表被校测试仪电压表头图 4 直接比较法接线示意图控制器电源正负极 电机三相线端口 电机霍尔端口标准数字电压表 图 3 控制器测试仪以及标准电压表的连接示意图电源正负极 电机三相线端口 电机霍尔端口图 1 无刷控制器测试仪示意图无刷控制器控制器电源正负极电机三相接线端电机霍尔接线端图 2 控制器相关端口示意图JJF（轻工）XXXXXXXX4的仪器的电压示值为 UX，被校仪器的相对误差 U 用百分数表示：100% （1）NX式中：UX 被校电压表的显示读数， V；UN 标准电压实际值，V。6.3.2 直流标准电压源法接线图如图 5 所示，用直
11、流标准电压源直接进行校准时，先设定多功能标准源输出一个电压，直流标准电压源的显示读数为 UM，被校的仪器的电压示值为 UX，被校仪器的相对误差 U 用百分数表示：100% （2）X式中：UX 被校电压表的显示读数， V；UM 多功能标准源输出电压实际值，V。6.4 控制器测试仪电流示值的校准6.4.1 直接比较法用数字多用表做为标准器，对充电器测试仪进行电流值校准，可使用以下方法进行连接。接线图如图 6 所示，调节稳压电源输出一个电流，标准电流表的显示读数为 IM， ，被校仪器的电压示值为 IX ，被校仪器的相对误差 I 用百分数表示：100% （3）MXI式中：IX 被校电压表的显示读数，A
12、；IM 标准电流表示值读数，A。直流标准电压源被校测试仪电压表头图 5 直流标准电压源法接线示意图可调稳流电源被校测试仪电流表头标准数字多用表图 6 直接比较法接线示意图JJF（轻工）XXXXXXXX56.4.2 标准电阻法接线图如图 7 所示，用数字多用表并选择适当的标准电阻，可对充电器测试仪的电流值进行测量。电流实测值，按公式（4）计算：（4）NRUI0式中：UN 直流数字电压表示值，V；RN 标准电阻的电阻值，。注：R N 的选取范围 0.001 0.01。数字电压表的示值为 UN，被校仪器电流示值为 IX，被校仪器的相对误差 I 为：100% （5）NNxRUI6.4.3 直流标准电流
13、源法接线图如图 8 所示，用直流标准电流源直接进行校准。调节直流标准电流源输出一个电流，显示读数为 IN ，被校仪器的电流示值为 IX ，被校仪器的相对误差 I 用百分数表示：100% （6）NxI式中：IX 被校电流表的显示读数，A；IN 直流标准电流源输出的实际值，A。由于控制器测试仪的工作电流较大，为了保证设备正常工作和人身安全，推荐使用标准电阻分压法进行工作接线，通过测量标准电阻两端的压降来计算出电流的数值。接线图如图 9 所示，数据处理见公式（4） 、公式（5） 。直流标准电流源被校测试仪电流表头图 8 直流标准电流源法接线示意图RN可调稳压电源被校DVM标准DVM图 7 标准电阻法
14、接线示意图JJF（轻工）XXXXXXXX67 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 应 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；h) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i ) 本次校准所使用测量标准的溯源性及有效性说明；j ) 校准环境的描述；k) 校准结果及测量不
15、确定度的说明；l ) 对校准规范偏离的说明；m) 校准证书或校准报告签发人、职务或等效标识；n) 校准结果仅对被校对象有效的声明；o) 未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。8 复校时间间隔复校时间间隔根据使用的具体情况确定，建议一般不超过一年。图 9 标准电阻分压法工作接线示意图控制器电源正负极电机三相线端口 电机霍尔端口标准数字电压表 RN JJF（轻工）XXXXXXXX7附录 A控制器测试仪示值误差测量不确定度评定示例（参考件）A.1 测量方法电动自行车控制器测试仪一般由电压示值和电流示值所构成。现以控制器测试仪的常用测试点示值校准为例，进行测量结果的不确定度分析。电压测试
16、点：36V ，采用直接比较法进行测量；电流测试点：12A，采用标准电阻分压法进行测量。测量标准器：0.01 级数字多用表、0.01 级标准电阻。A.2 电压示值误差测量不确定度评定A.2.1 测量模型U = UXU N式中：U 被测仪器仪表电压读数的示值误差，V；UX 被测仪器仪表电压读数的示值， V；UN 标准数字多用表实际测得的电压值，V 。A.2.2 各输入量的标准不确定度分量的评定A.2.2.1 输入量 Ux 的标准不确定度分量 u(Ux)的评定标准不确定度分量 u(Ux)是由测量重复性引起的，采用 A 类评定。选择一台数字电压表，对 36V 电压值进行 10 次连续测量，得到电压测量
17、列 xi 为：36.322 V，36.322 V，36.321 V，36.321 V，36.323 V，36.323 V，36.324 V，36.322 V，36.322 V，36.322V，单次实验标准差：s = = 0.00092 V1)(102nxii实际测量是以 1 次测量读数做为测量结果，故标准不确定度：u(Ux) = 4.510-4 V，相对标准不确定度 u(Ux) = 9.210-4/36 = 2.610-5A.2.2.2 输入量 UN 的标准不确定度分量 u(UN)的评定输入量 UN 的标准不确定度 u(UN)主要是由标准数字多用表引起的，采用 B 类方法进行评定。直流（010
18、00）V 量程内，数字多用表的总相对测量不确定度为 510-6 (k = 2)，所以由数字多用表引入的相对标准不确定度：u(UN) = 510-6 /k = 510-6 /2 = 2.510-6A.2.3 合成标准不确定度的评定A.2.3.1 灵敏系数根据测量模型： U = UXU N灵敏系数： = =11c= = -12NJJF（轻工）XXXXXXXX8A.2.3.2 标准不确定度汇总各输入量的标准不确定度汇总见表 1表 1 标准不确定度汇总标准不确定度分量 u(xi) 不确定度来源 标准不确定度 ci )(iixucu(Ux) 测量重复性 2.610-5 1 2.610-5u(Un) 数字
19、多用表误差 2.510-6 -1 2.510-6A.2.3.3 合成标准不确定度的计算由于各输入量彼此独立，所以合成标准不确定度： 2N2X)()()(UuUucuc (U) = = 2.610-55510.106.2A.2.4 扩展不确定度的评定取包含慨率 p = 95%，包含因子 k = 2U95 = kpuc= 22.610-5= 5.210-5数字电压表 36V 校准点示值误差的扩展不确定度为：Urel = 5.210-5A.3 电流示值误差测量不确定度评定A.3.1 测量模型I = = -NXXIR式中：I被测仪器仪表在测量点的电流示值误差，A；IX 被测仪器仪表在测量点的电流示值，
20、A；UN 标准数字多用表实际测得的加在标准电阻两端的电压值，V ；RN 标准电阻的阻值，0.001。A.3.2 各输入量的标准不确定度分量的评定A.3.2.1 输入量 IX 的标准不确定度分量 u(IX)的评定A.3.2.1.1 由被测表分辨力引起的标准不确定度分量 u(IX1)被检表示值在10A 时，其分辨力为 10mA，在5 mA 的区间内估计为均匀分布，故被测表示值在 12A 的标准不确定度分量u(IX1) = = 2.910-3 A35A.3.2.1.2 由被测表测量重复性引起的标准不确定度分量 u(IX2)标准不确定度分量 u(IX2)采用 A 类方法评定。选择一台数字直流电流表，对
21、 12A 电流值进行 10 次连续测量，得到电流测量列 xi为12.00A，12.00A，12.02A，12.00A，12.00A，12.00A，12.01A，12.01A，12.00A ，12.00JJF（轻工）XXXXXXXX9A，单次实验标准差s = = 0.007 A1)(102nxii实际测量是以 1 次测量读数做为测量结果，故标准不确定度：u(IX2) = 710-3AA.3.2.1.3 合成输入量 IX 的标准不确定度 u(IX)u(IX) = 10-3 = 7.610-3 A2221()().90IA.3.2.2 输入量 UN 的标准不确定度分量 u(UN)的评定输入量 UN
22、的标准不确定度 u(UN)主要是由标准数字多用表引起的，采用 B 类方法进行评定考虑到标准数字多用表稳定度、调节细度及读数分辨力所引起的不确定度已包含在重复性条件下所得测量列的分散性中，故在此不做分析。实验室环境温度为（205），因此标准器温度系数的影响所引起的不确定度可忽略不计。由数字多用表的校准证书给出的相对扩展不确定度可知：直流 12mV 时，其扩展不确定度 Urel =1.610-5（k = 2） ，故标准不确定度在 12mV 测点为：u(UN) = 0.012 = 9.610-8 V106.5注：12A 的校准点当在 0.001标准电阻的分压下，数字多用表的电压挡的显示值为 12mV
23、。A.3.2.3 输入量 RN 的标准不确定度分量 u(RN)的评定输入量 RN 的标准不确定度 u(RN)主要是由标准电阻误差引起的，采用 B 类方法进行评定。输入量 RN 的标准不确定度由直流标准电阻的准确度给出，其准确度为 0.01%，即：e = 0.01%0.001 = 110-7 估计为属均匀分布，k = ，故：3u(RN) = e/ k = 5.810-8 A.3.3 合成标准不确定度的评定A.3.3.1 灵敏系数根据测量模型： I = -XNU灵敏系数： = =11cxI= = =110 -1（R N = 0.001）2cNRUI0.3= = = =1.210 4V-2（ = 1
24、2A 0.001 = 0.012V)3NRI21.0VUA.3.3.2 标准不确定度汇总JJF（轻工）XXXXXXXX10各输入量的标准不确定度汇总见表 1表 2 标准不确定度汇总标准不确定度分量 u(xi) 不确定度来源 标准不确定度 ci (A)(iixuu(IX1) 被测表分辨力 2.910-3Au(IX2) 测量重复性 7.010-3Au(IX) 被测表引入误差 7.610-3A 1 7.610-3u(UN) 数字多用表引入误差 9.610-8V -1103-1 9.610-5u(RN) 标准电阻 5.810-8 3104V-2 1.710-3A.3.3.3 合成标准不确定度的计算由于
25、各输入量彼此独立，所以合成标准不确定度： 221212 )()()()( NNXc RucUucIIu= 7.810-3333 107.096.06.7)( IcA.3.4 扩展不确定度的评定取包含慨率 p = 95%，包含因子 k = 2U95 = kpuc= 27.810-3= 1.610-2数字电流表 12A 校准点示值误差的相对扩展不确定度为：Urel = 1.610-2/12=1.410-3A.4 测量结果不确定度评定综述采用本规范中规定的校准设备、校准条件和校准方法，得到的电压示值误差测量结果扩展不确定度 U 与被评定的测量设备 MPEV 的比值为 5.210-5510 -3 = 1.1%；得到的电流示值误差测量结果扩展不确定度 U 与被评定的测量设备 MPEV 的比值为 1.410-3510 -3= 28%，满足 UMPEV/3 的要求，由此证明测量方法可行。_JJF（轻工）XXXXXXXX11JJF(轻工)XXXX-XXXX
