電化學(xué)阻抗譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范發(fā)布稿

??戶（需）

黑龍江省地方計量技術(shù)規(guī)范

JJF（黑）02-2021

電化學(xué)阻抗譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforElectrochemicalImpedanceSpectroscopyAnalyzer

2021-08-27發(fā)布2021-09-01實施

黑龍江省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

電化學(xué)阻抗譜分析儀校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于配置四電極系統(tǒng)的電化學(xué)阻抗譜分析儀的校準(zhǔn)，具有電化學(xué)阻抗譜分析

功能的電池綜合測試系統(tǒng)相應(yīng)項目的校準(zhǔn)也可參照本規(guī)范執(zhí)行。

2引用文件

本規(guī)范引用了下列文件：

JJF1620-2017電池內(nèi)阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范

JJF（軍工）108-2015電池充放電測試儀校準(zhǔn)規(guī)范

ISO16773-1：2016電化學(xué)阻抗譜（EIS）涂層和無涂層金屬試件第1部分:術(shù)語和定義

（Electrochemicalimpedancespectroscopy（EIS）oncoatedanduncoatedmetallic

specimens-Part1:Termsanddefinitions）

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。

3術(shù)語和計量單位

3.1電化學(xué)阻抗譜electrochemicalimpedancespectroscopy

把電化學(xué)系統(tǒng)的阻抗譜記錄為所施加信號頻率的函數(shù)的電化學(xué)技術(shù)，并通過傳遞函數(shù)

對由此獲得的阻抗譜進行分析。

3.2阻抗impedance

電化學(xué)電池中施加交流電壓〃（或電流/）與響應(yīng)電流（或電位）之間的頻率相關(guān)的

復(fù)數(shù)比例因子△勿。

4概述

電化學(xué)阻抗譜分析儀是用于檢測電化學(xué)電池電流和電位以及其它電化學(xué)參數(shù)變化的

測量系統(tǒng)。電化學(xué)阻抗譜分析儀是由四電極系統(tǒng)、快速數(shù)字信號發(fā)生器、高速數(shù)據(jù)采集系

統(tǒng)、電位電流信號濾波器、多級信號增益、IR降補償電路以及恒電位儀、恒電流儀等組

成的電化測量系統(tǒng)。其既可用于檢測電池電壓，又能檢測體現(xiàn)電池反應(yīng)機理的交流阻抗參

數(shù)，從而完成對多種狀態(tài)下電池參數(shù)的測量和分析。

5計量特性

5.1電池開路電壓示值

最大允許誤差：模擬指示儀器根據(jù)量程不同，最小值為±0.02%滿度值，最大為±2畀

滿度值；數(shù)字指示儀器最小值為±0.02%讀數(shù)值，最大值為±2%讀數(shù)值。

5.2阻抗模示值

最大允許誤差：模擬指示儀器根據(jù)量程不同，最小值為±0.05%滿度值，最大為±5%

滿度值；數(shù)字指示儀器最小值為±0.05%讀數(shù)值，最大值為±5%讀數(shù)值。

5.3相位示值

相位測量范圍：0°~360°,測量條件為頻率0.1Hz~100kHz,相位最大允許誤差：模擬

指示儀器±5%滿度值；數(shù)字指示儀器±5%讀數(shù)值。

5.4頻率示值

測量范圍：0.1Hz~100kHz,最大允許誤差：模擬指示儀器±2%滿度值；數(shù)字指示儀器

±2%讀數(shù)值。

注：以上所有指標(biāo)不用于合格性判別，僅供參考。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

a）環(huán)境溫度：（23±5）℃o

b）相對濕度：20%~80%o

c）供電電源：電壓：（220±22）V；頻率：（50±0.5）Hz。

d）周圍無影響正常工作的電磁干擾。

6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

測量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)計量檢定或校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)，其測量范圍應(yīng)覆蓋被校電化學(xué)阻抗譜

分析儀的測量范圍，并且分辨力應(yīng)不大于被校電化學(xué)阻抗譜分析儀的1/10。測量標(biāo)準(zhǔn)的擴

展不確定度（上2）應(yīng)不大于被校電化學(xué)阻抗譜分析儀相應(yīng)參數(shù)最大允許誤差絕對值的1/3。

測量標(biāo)準(zhǔn)包含

一頻率發(fā)生器；

一直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源；

一高低頻標(biāo)準(zhǔn)阻抗箱;

—LCR測試儀；

7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法

7.1校準(zhǔn)項目

電化學(xué)阻抗譜分析儀校準(zhǔn)項目見表lo

表1電化學(xué)阻抗譜分析儀校準(zhǔn)項目一覽表

序號項目名稱計量特性的條款校準(zhǔn)方法的條款

1電池開路電壓示值誤差5.17.2.3

2阻抗模示值誤差5.27.2.4

3相位示值誤差5.37.2.5

4頻率示值誤差5.47.2.6

7.2校準(zhǔn)方法

7.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

a）工作正常性檢查

通電后開關(guān)、按鍵、調(diào)節(jié)旋鈕、顯示屏、測量儀表和各種狀態(tài)指示燈（標(biāo)志）應(yīng)工作

正常。

b）預(yù)熱

在規(guī)定的環(huán)境條件下，測量標(biāo)準(zhǔn)和被校電化學(xué)阻抗譜分析儀按各自的說明書和實際工

作需要進行預(yù)熱；無要求時，開機預(yù)熱時間不小于30min。

7.2.2校準(zhǔn)點選擇

校準(zhǔn)點的選取見表2。

表2校準(zhǔn)點選取一覽表

序號項目名稱校準(zhǔn)點選取原則

每個量程至少選擇3個校準(zhǔn)點，應(yīng)包含量程的10%、50%

1電池開路電壓示值誤差

和100%-

至少選擇3個校準(zhǔn)點，應(yīng)包含Im。、10mQ、1Q、10Q、

2阻抗模示值誤差

100Q中任意3個點。

3相位示值誤差至少選擇3個校準(zhǔn)點，應(yīng)包含0°、90°、270°o

4頻率示值誤差至少選擇3個校準(zhǔn)點，應(yīng)包含10Hz、1kHz、lOOkHzo

7.2.3電池開路電壓示值誤差

a）按圖1接線；

b）按表2對應(yīng)項目選擇校準(zhǔn)點；

c）設(shè)置被校電化學(xué)阻抗譜分析儀為電池開路電壓測量功能，按校準(zhǔn)點設(shè)置直流標(biāo)準(zhǔn)

電壓源輸出電壓“）;

圖1電池開路電壓校準(zhǔn)接線圖

d）啟動被校電化學(xué)阻抗譜分析儀，待測量示值穩(wěn)定后，記錄直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出電

壓。。和被校電化學(xué)阻抗譜分析儀電池開路電壓示值4；

e）按公式（1）計算電池開路電壓示值誤差/4。

AUX=US-UO⑴

式中：

/q——被校電化學(xué)阻抗譜分析儀電池開路電壓示值誤差，v；

U3——被校電化學(xué)阻抗譜分析儀電池開路電壓示值，V；

U?！绷鳂?biāo)準(zhǔn)電壓源輸出電壓示值，V。

注：接線端說明：WE：電流線高端；CE：電流線低端；SE：電壓線高端；RE：電壓線低端。

7.2.4阻抗模示值誤差

a）按圖2接線；

b）按表2對應(yīng)項目選擇校準(zhǔn)點；

c）設(shè)置被校電化學(xué)阻抗譜分析儀為電壓源輸出模式的阻抗譜測量功能，設(shè)置電壓源

固定輸出電壓為10mV,設(shè)置為不同頻率下的單頻測量功能，按校準(zhǔn)點選擇高低頻標(biāo)準(zhǔn)阻

抗箱。每個校準(zhǔn)點可選擇在任意2至3個頻率點進行校準(zhǔn)，也可根據(jù)實際情況，自行增加

校準(zhǔn)頻率點；

-

w田被

標(biāo)抗校

準(zhǔn)E譜

fs電

R

阻分化

抗V析學(xué)

箱E儀阻

E

圖

準(zhǔn)接線

測量校

阻抗模

圖2

和被校

值Z。

抗模

準(zhǔn)阻

錄標(biāo)

，記

定后

值穩(wěn)

量示

待測

儀，

分析

抗譜

學(xué)阻

校電化

啟動被

d）

；

示值Zs

阻抗模

分析儀

阻抗譜

電化學(xué)

Z、。

誤差/

示值

抗模

算阻

）計

式（2

按公

e）

。

Zs-Z

/Zx=

(2)

：

式中

；

差，Q

示值誤

阻抗模

析儀

抗譜分

化學(xué)阻

被校電

/Zx——

，Q；

模示值

儀阻抗

譜分析

阻抗

化學(xué)

被校電

Zs——

。

，Q

模值

阻抗

標(biāo)準(zhǔn)

4—

值誤差

相位示

.5

7.2

；

接線

按圖3

a）

點；

校準(zhǔn)

選擇

項目

對應(yīng)

按表2

b）

電壓源

，設(shè)置

量功能

抗譜測

式的阻

出模

源輸

為電壓

分析儀

阻抗譜

電化學(xué)

被校

設(shè)置

c）

電容、

的標(biāo)準(zhǔn)

擇相應(yīng)

準(zhǔn)點選

按校

功能，

頻測量

下的單

同頻率

為不

,設(shè)置

為10mV

電壓

輸出

固定

標(biāo)準(zhǔn)電

試測量

準(zhǔn)器測

作為標(biāo)

測試儀

。LCR

成的

來完

較法

過比

是通