
1 计算电容基准
电容是电磁计量中重要的物理量,电容单位法拉(F)是国际单位制(SI)中重要导出单位。计算电容基准是我国交流阻抗量值溯源体系的源头。目前国际上仅有我国拥有正常运行的两套计算电容装置。
上世纪七十年代建立的卧式静止型计算电容国家基准位于和平里院区,由卧式可计算电容器及电容传递电桥等仪器组成,量程范围:1pF~100pF,测量不确定度1×10-7(k=1)。依据JJG163-1991电容工作基准检定规程,可用于校准0.0001级及以下等级的标准电容器。
以电补偿为标志的新一代立式可动屏蔽型计算电容基准装置建于昌平院区,2017年,测量标准不确定度降至1.0×10-8,达到国际领先水平。2018年12月国际计量局公布的CCEM-K4.2017国际关键比对数据表明,在由国际计量局主导,七国国家计量院参加的电容关键比对中,中国计量院基于新一代立式计算电容复现电容量值不确定度水平、与参考值接近程度全面领先,并取得国际互认。

图1卧式静止型计算电容国家基准装置

图2新一代立式可动屏蔽型计算电容装置
2电容器损耗因数基准装置
证书编号:国基证[2002] 第057号
测量范围:0~1,50 Hz~10 kHz
技术指标:U=1×10-7~1×10-4 (k=2)
可开展的检定校准项目:电容损耗箱,标准损耗器,标准电容器、电容电桥,高压电容电桥,高压介损电桥,高压标准电容器,高压介损标准器等。

图1. 电容器损耗因数基准装置
3 电感基准
电感是电磁计量中重要的物理量,电感单位亨利(H)是国际单位制(SI)中重要导出单位。我国电感基准装置于1971年研制,1975年完成,经4年工作后于1979年通过鉴定。该装置由电感基准器(沙利文)和交流谐振电桥组成,溯源于第一代计算电容。量值对应于1kHz,0.1H不确定度为5×10-6(k=1),达到当时的国际先进水平。1990年参加过CCEM-K3国际比对并或国际互认。
溯源至电感基准的我国电感量值的传递系统建立,为我国的科技生产、国防军工、以及电感器的生产等行业提供了技术保障。

图1 新一代电感基准装置
工作基准,2项:
标准名称:电容工作基准装置
证书编号:[1998]国量标计证字 第085号
测量范围:0.001 pF~1 μF,50 Hz~10 MHz
技术指标:Urel=3×10-7~5×10-3 (k=2)
可开展的检定校准项目:标准电容器、电容电桥,标准损耗箱,损耗器,标准电容箱等。

电感工作基准装置
证书编号:[1988]国社量标计证字第083号
测量范围:1 μH~10 H
技术指标:100 μH~1 H: Urel=30μH/H (k=3) ; 1 μH~100 μH U=3 nH (k=3); 1000 Hz
可开展的检定校准项目: 标准电感器,标准电感箱等
电感工作基准建立于1984年,对各省级计量系统及电感器生产厂商开展高精度电感器的检定和与测试服务。

电感工作基准装置
证书编号:[1988]国社量标计证字第083号
测量范围:1 μH~10 H
技术指标:100 μH~1 H: Urel=30μH/H (k=3) ; 1 μH~100 μH U=3 nH (k=3); 1000 Hz
可开展的检定校准项目: 标准电感器,标准电感箱等
电感工作基准建立于1984年,对各省级计量系统及电感器生产厂商开展高精度电感器的检定和与测试服务。
标准装置:10项
1、电感标准装置
标准证书号:[1988]国社量标计证字第022号。测量范围:1μH~1H,不确定度水平:1μH ~100μH:U=10nH(k=3)100μH ~1H:Urel=1.0×10-4(k=3)。可用于检定0.02级及以下等级的标准电感器或电感箱
电感标准装置主要是采用替代法来检定标准电感器。用性能已被校准过的RLC阻抗电桥对被校电感器和标准电感器分别进行测量(被测电感与标准电感应为同名义值),通过计算修正得出被校电感器实际值。另本装置可用直接测量法检定阻抗电桥装置。

2、电阻应变仪检定装置
计量标准为标准模拟应变量校准器,量程范围(0.1~105)με,准确度0.02级。依据JJG 623-2005电阻应变仪检定规程,可用于检定0.1级及以下等级的静态电阻应变仪和动态电阻应变仪。
电阻应变仪是测量结构及材料在载荷作用下变形的应力分析仪器,配上相应的传感器,可以测量力、压力、扭矩、加速度、位移等物理量的变化过程,它在国民经济建设中起着重要的作用。
3、模拟应变量标准装置
计量标准为感应分压器-电阻匹配网络,量程范围(0.01~105)με,准确度0.005级。依据JJG533-2007标准模拟应变量校准器检定规程,可用于检定0.02级及以下等级的标准模拟应变量校准器。
标准模拟应变量校准器检测电阻应变仪必不可少的标准设备,被广泛应用于各级计量部门。为了保证应变计量量值传递的准确可靠,必需建立模拟应变量标准装置,以保证应变计量量值溯源体系的统一。
4、工频电压比率标准装置
计量标准为感应分压器,量程范围(10~600)V,准确度5×10-8。依据JJG244-2003 感应分压器检定规程及JJG314-2010 测量用电压互感器检定规程,可用于检定5×10-8及以下等级的感应分压器和电压互感器。
工频电压比率在电学计量领域及电力系统各单位的安全生产中起着重要作用。建立工频电压比率标准装置后,不仅完善了量值溯源系统,为各级计量机构提供检定与校准服务,还可为我国科技生产、国防军工、以及相关生产行业提供有力的技术保证。
5、工频电流比率标准装置
计量标准为电流比较仪及电流互感器,量程范围(0.025A~5000)A,准确度5×10-7。依据JJG313-2010 测量用电流互感器检定规程,可用于检定2×10-6及以下等级的电流比较仪和电流互感器。
工频电流比率在电学计量领域及电力系统各单位的安全生产中起着重要作用。建立工频电流比率标准装置后,不仅完善了量值溯源系统,为各级计量机构提供检定与校准服务,还可为我国科技生产、国防军工、以及相关生产行业提供有力的技术保证。
6、音频电压比率标准装置
计量标准为音频感应分压器,量程范围(1~10)V,准确度2×10-8。依据JJG244-2003 感应分压器检定规程,可用于检定2×10-8及以下等级的感应分压器和音频电压比例器件。
电压比率技术在交流电测量中起着非常重要的作用,尤其是对测量准确度有较高的要求时,通常都是用比率技术来实现的。而感应式分压器(简称感应分压器)以其具有很高的输入阻抗、很低的输出阻抗、准确度高、稳定性好、受环境温度影响小、结构简单等优越的性能,被广泛地应用于交流电精密测量以及一些非电量测量中。
7、互感器校验仪检定装置
计量标准为互感器校验仪检定装置,量程范围比差:(0.01~5)%;角差:(0.01~5)%;S:(0.1~50)VA;cosΦ:0~1,准确度0.2级。依据JJG169-2010 《互感器校验仪》检定规程及JJF1264-2010 《互感器负荷箱校准规范》,可用于检定1级及以下等级的互感器校验仪和校准3级及以下等级的互感器负载箱。 互感器校验仪及互感器负载箱是互感器检定装置中不可或缺的主要设备,因此需要建立相应的标准对其进行检定或校准,确保传递的准确可靠。
8、变压比电桥检定装置
计量标准为变压比电桥检定仪和三相组合电压互感器,量程范围:变比值K=1~10000,准确度0.01级。依据JJG970-2002变压比电桥检定规程,可用于检定0.05级及以下等级的变压比电桥和变比测试仪。
变压比电桥是测量变压器变压比的专用仪器,变压器的变压比是变压器制造和使用中的一个很重要的技术参数。对这个参数检测的准确与否,是至关重要的。目前国内各变压器生产厂家和使用单位都在大量地使用变压比电桥检测该项参数。因此,要使变压比电桥得到准确的测量结果,保证产品质量,就需要对变压比电桥本身进行检定。
9、LCR测量仪标准装置
计量标准为标准电感器、交直流电阻、交直流标准电阻器、电容器等仪器设备,最佳量程范围:0.1mH~1H;1Ω~1MΩ;1pF~1μF,测量不确定度6×10-5(k=2)。依据NIM-ZY-DL-ZK-210数字阻抗电桥校准规范,可用于校准0.02级及以下等级的LCR测量仪。
LCR数字阻抗电桥是电感(L)、电容(C)、电阻(R)量值传递中不可或缺的主要设备,因此需要建立标准对其进行检测或校准,确保传递的准确可靠。
10、局部放电校准器检定装置
局部放电校准器检定装置依据JJG1115-2015局部放电校准器检定规程对校准器进行检定、校准与测试。
该装置由电荷量测量仪、标准电荷量测量装置、频率计、高精密自动电容电桥、数字多用表等仪器组成。该装置可以实现对电荷量、脉冲重复率、阶跃波电压波形参数、分度电容容量值、校准器内阻以及电荷测量仪输入阻抗、带宽等实现量值传递、校准与测试的任务。
电荷量的定义是电流的积分,该装置基于电流积分的原理,实现对1pC至1000pC电荷量的检定与校准,装置的最大允许误差不超过(1%-2%)读数+0.3pC。辅助参数与核心参数电荷量组成一个体系。