T/EBA 43013-2024 飞安级直流微电流表校准规范

中国团体标准
T/EBA.43013-2024
飞安级直流微电流表校准规范
Specification for calibration of flight ampere DC microammeter
2024－06－06 发布2024－06－30 实施
北京电子仪器行业协会发布

前言
本标准由北京东方计量测试研究所提出。
本标准由北京电子仪器行业协会归口。
本标准起草单位：北京东方计量测试研究所。
本标准主要起草人：冯荣尉、李泽众、陈洪亮、韩琳、桑尚铭、温星曦、佟亚珍、朱振良。

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飞安级直流微电流表校准规范
1 范围
本规范适用于测量范围±200fA~±20mA 的飞安级直流微电流表的校准。
2 引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后
所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协
议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本
标准。
JJF 1587《数字多用表校准规范》
JJG（军工）200《直流小电流表检定规程》
JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》
JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》
3 术语和定义
本章无条文。
4 概述
飞安级直流微电流表主要由高输入阻抗、低输入偏置电流的静电放大器和不同的反馈回路组
成，通过继电器切换构成测量电路，将被测电流转换成直流电压，再经过模数转化器，计算得到
被测电流值并显示。是可以测量±200fA~±20mA 直流小电流的精密仪表，广泛应用于核辐射检测、
电化学测量、质谱测量等众多领域。
5 计量特性
电流测量最大允许误差用公式（1）表示：
△IMPE=±（a%Ix+b） （1）
式中：
△IMPE——电流测量最大允许误差，A；
a——与读数有关的误差系数；
Ix——飞安级直流微电流表测量显示值，A；
b——与量程有关的固定误差，A。
6 校准条件
6.1 环境条件
a） 环境温度：(20±2)℃；
b） 相对湿度：30%~60%；
c） 供电电压：(220±22)V， (50±1)Hz；
d） 周围无影响正常工作的机械振动和电磁干扰，并且有良好的接地。
6.2 测量标准及其他设备
校准用标准设备应经计量检定合格或校准，满足校准使用要求，并在有效期内。标准设备的
测量范围应覆盖被校准的飞安级直流微电流表。标准设备的测量扩展不确定度（k=2）应不大于
被校飞安级直流微电流表各参数最大允许误差绝对值或允许范围的1/3。根据所采用的校准方法，
选择以下可以满足校准要求的校准设备。
a） 多功能标准源
电流范围应覆盖±20μA～±20mA，电流输出最大允许误差或测量不确定度应优于被校飞安
级直流微电流表电流测量准确度的1/3。
电压范围应覆盖±20mV~±2V，电压输出最大允许误差或测量不确定度应优于0.01%。
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b） 标准高值电阻器
电阻值1MΩ、10MΩ、100MΩ、1GΩ、10GΩ、100GΩ，电阻最大允许误差或测量不确定度应
优于被校飞安级直流微电流表电流测量准确度的1/3。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
a） 外观及工作正常性检查；
b） 电流测量示值误差。
7.2 校准方法
7.2.1 校准前准备
a) 外观检查
被校仪器名称、型号、制造商、出厂编号、输出输入标志信息齐全，接线端子、开关、按键、
拨盘功能正常，无松动、损伤、脱落。
b) 工作正常性检查
通电后，开关、按键、显示屏和各种状态指示灯（标志）应工作正常。
c) 预热
进行校准前，被校仪器及校准用设备应按规定先预热2 个小时。
7.2.2 电流测量示值误差
7.2.2.1 校准点选择
电流测量在每个量程内一般选取正向的10%、50%量程点和接近满量程点，以及负向的接近满
量程点。
7.2.2.2 间接标准电流源法
±200fA～±20μA 电流采用间接测量法进行校准。具体步骤如下：
a) 按照图1 所示连接仪器；
图1 200fA～20μA 直流电流校准连接图
b) 根据测试点选择适当的直流标准电阻器Rs，设置多功能标准源输出电压Us，待稳定后，
读取被测设备显示值IX；
c) 根据指标中规定的最大允许误差的上下限判断读数是否满足要求；
d) 其他校准点重复以上步骤；
e) 被校飞安级直流微电流表电流测量示值误差按公式（2）计算：
△I=IX-（Us/Rs） （2）
式中：
△I——被校飞安级直流微电流表电流测量示值误差，A；
IX——被校飞安级直流微电流表电流测量示值，A；
Us——多功能标准源输出电压设置值，V；
Rs——标准高值电阻器电阻值，Ω。
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表1 电流量程与输出电压及标准电阻对应关系
序号电流量程输出电压标准电阻
1 2pA 0.02V～0.2V 100GΩ
2 200pA 0.2V～2V 10GΩ
3 2nA 0.2V～2V 1GΩ
4 20nA 0.2V～2V 100MΩ
5 200nA 0.2V～2V 10MΩ
6 2μA 0.2V～2V 1MΩ
7 20μA 0.2V～2V 100kΩ
7.2.2.3 直接标准电流源法
±20μA～±20mA 电流采用标准源法进行测量。具体步骤如下：
a) 按照图2 所示连接仪器；
图2 20μA～20mA 直流电流校准连接图
b) 根据测试点设置多功能源的直流电流输出值，记录被测设备的示值；
c) 设多功能源的电流输出标准值为IS，记录被测设备的示值为IX，根据指标中规定的最大
允许误差的上下限判断读数是否满足要求；
d) 其他检定点重复以上步骤；
e) 被校飞安级直流微电流表电流测量示值误差按公式（2）计算：
△I=IX- IS （2）
式中：
△I——被校飞安级直流微电流表电流测量示值误差，A；
IX——被校飞安级直流微电流表电流测量示值，A；
IS——多功能标准源输出电流设置值，A；
8 校准结果表达
校准后，出具校准证书。校准证书至少应包含以下信息：
a) 标题：“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，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；
h) 如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；
i) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；
j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；
k) 校准环境的描述；
l) 校准结果及其测量不确定度的说明；
m) 对校准规范的偏离的说明；
n) 校准证书签发人的签名、职务或等效标识；
o) 校准结果仅对被校对象有效的说明；
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p) 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。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本
身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
经修理或调整的，应校准后使用。
附录A 原始记录格式
附录B 校准证书内页格式
附录C 测量不确定度评定示例
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附录A
原始记录格式
A.1 外观及工作正常性检查
表A.1 外观及工作正常性检查
项目检查结果
外观检查
工作正常性检查
A.2 电流测量示值误差
表A.2 间接测量法示值误差
标称值电压设定值标准电阻值标准电流值示值误差测量不确定度(k=2)
2.0000 pA
1.6000 pA
0.8000 pA
0.2000 pA
-2.0000 pA
-0.2000 pA
20.0000 pA
16.0000 pA
8.0000 pA
2.0000 pA
-20.0000 pA
-2.0000 pA
200.000 pA
160.000 pA
80.000 pA
20.000 pA
-200.000 pA
-20.000 pA
2.00000 nA
1.60000 nA
0.80000 nA
0.20000 nA
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标称值电压设定值标准电阻值标准电流值示值误差测量不确定度(k=2)
-2.00000 nA
-0.20000 nA
20.00000 nA
16.00000 nA
8.00000 nA
2.00000 nA
-20.00000 nA
-2.00000 nA
200.0000 nA
160.0000 nA
80.0000 nA
20.0000 nA
-200.0000 nA
-20.0000 nA
2.000000μA
1.600000μA
0.800000μA
0.200000μA
-2.000000μA
-0.200000μA
20.00000μA
16.00000μA
8.00000μA
2.00000μA
-20.00000μA
-2.00000μA
表A.3 直接测量法示值误差
标称值电流标准值示值误差测量不确定度(k=2)
200.0000μA
160.0000μA
80.0000μA
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标称值电流标准值示值误差测量不确定度(k=2)
20.0000μA
-200.0000μA
-20.0000μA
2.000000 mA
1.600000 mA
0.800000 mA
0.200000 mA
-2.000000 mA
-0.200000 mA
20.00000 mA
16.00000 mA
8.00000 mA
2.00000 mA
-20.00000 mA
-2.00000 mA
___________________________
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附录B
校准证书内页格式
B.1 外观及工作正常性检查
表B.1 外观及工作正常性检查
项目检查结果
外观检查
工作正常性检查
B.2 电流测量示值误差
表B.2 电流测量示值误差
标称值标准值示值误差测量不确定度(k=2)
2.0000 pA
1.6000 pA
0.8000 pA
0.2000 pA
-2.0000 pA
-0.2000 pA
20.0000 pA
16.0000 pA
8.0000 pA
2.0000 pA
-20.0000 pA
-2.0000 pA
200.000 pA
160.000 pA
80.000 pA
20.000 pA
-200.000 pA
-20.000 pA
2.00000 nA
1.60000 nA
0.80000 nA
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标称值标准值示值误差测量不确定度(k=2)
0.20000 nA
-2.00000 nA
-0.20000 nA
20.00000 nA
16.00000 nA
8.00000 nA
2.00000 nA
-20.00000 nA
-2.00000 nA
200.0000 nA
160.0000 nA
80.0000 nA
20.0000 nA
-200.0000 nA
-20.0000 nA
2.000000μA
1.600000μA
0.800000μA
0.200000μA
-2.000000μA
-0.200000μA
20.00000μA
16.00000μA
8.00000μA
2.00000μA
-20.00000μA
-2.00000μA
200.0000μA
160.0000μA
80.0000μA
20.0000μA
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标称值标准值示值误差测量不确定度(k=2)
-200.0000μA
-20.0000μA
2.000000 mA
1.600000 mA
0.800000 mA
0.200000 mA
-2.000000 mA
-0.200000 mA
20.00000 mA
16.00000 mA
8.00000 mA
2.00000 mA
-20.00000 mA
-2.00000 mA
____________________________
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附录C
测量不确定度评定示例
C.1 测量模型
以间接标准电流源法校准数字式静电计电流量测量功能，其误差校准测量模型可用式（C.1）表示：
Δ� = �� − �0/�0 (C.1)
式中： ΔI ——被校数字式静电计电流测量值示值误差，A；
x I ——被校数字式静电计电流测量值，A；
0 V ——标准电压源提供的电压标准值，V；
0 R ——标准高值电阻器电阻值，Ω。
灵敏系数的计算如下：
1 
 
 Ix
c I
Ix
， 0
0 0

  
 v
c I I
V R
，
2
0
0
0 0

  
 R
c I V
R R
各输入量之间互不相关，不确定度计算如下：
2 2 2 0 2 2
2 0
0 0
( )  ( )  ( 1 ) ( )  ( ) ( ) c x o
u I u I u V V u R
R R
(C.2)
式中： c u (I ) ——被校数字式静电计电流测量值示值误差的合成标准不确定度，A；
  x u I ——被校数字式静电计引入的标准不确定度，A；
  0 u V ——标准电压源引入的标准不确定度，V；
  0 u R ——标准高值电阻器引入的标准不确定度，Ω。
C.2 标准不确定度来源
a） 标准电压源标准不确定的来源
标准电压源示值误差引入的标准不确定a  0.00000055V。
b） 标准高值电阻器不确定度的来源
标准高值电阻器示值误差引入的标准不确定度  1 0 u R ；
标准高值电阻器上级溯源引入的不确定度  2 0 u R 。
c） 被校准设备引入不确定度的来源
被校数字式静电计电流测量分辨力引入的标准不确定度  1 x u I ；
被校数字式静电计电流测量重复性引入的标准不确定度  2 x u I 。
注：当    2 x 1 x u I  u I
时，   1 x u I 可以不重复计入。
C.3 标准不确定度的评定
a） 标准电压源引入的标准不确定度
按B 类进行评定。根据标准电压源+20mV 技术指标，其最大允许误差为±0.00000055V，则区间半宽度
为a  0.00000055V ，为均匀分布，包含因子k  3，则标准电压源最大允许误差引入的标准不确定
度为：
6
0
( ) 0.00000055V 0.32 10 V
3
u V  a    
k
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2
b） 标准高值电阻器引入的标准不确定度
标准高值电阻器示值误差引入的标准不确定度  1 0 u R
按B 类进行评定。根据标准高值电阻器100GΩ技术指标，其最大允许误差为±0.05GΩ，则分散区间
的半宽度为a  0.05G ，为均匀分布，包含因子k  3，则标准高值电阻器最大允许误差引入的标准
不确定度为：
1 0
( ) 0.05GΩ 0.029GΩ
3
u R  a  
k
标准高值电阻器上级溯源引入的不确定度  2 0 u R 。
根据标准高值电阻器校准证书可知，标称值为100GΩ的电阻器上级校准相对不确定度为r U  0.05%，
k  2，故标准高值电阻器溯源引入的不确定度为：
 
4
2 0
5 10 100 0.025G
2
  
u R   
标准高值电阻器引入的标准不确定度  0 u R
各分量互不相关，则标准高值电阻器引入的标准不确定度为：
2   2  
0 1 0 2 0 u(R )  u R  u R  0.038G
c） 被校数字式静电计引入的标准不确定度
被校数字式静电计电流测量分辨力引入的标准不确定度  1 x u I
被校数字式静电计电流测量+0.2pA 分辨力为0.0001pA，按B 类进行评定，那么其区间半宽度为
a  0.00005pA ，为均匀分布，包含因子k  3，则被校数字式静电计电流测量示值误差引入的标准不
确定度为：
1 x
( ) 0.00005pA 0.000029pA
3
u I  a  
k
被校数字式静电计电流测量重复性引入的标准不确定度  2 x u I
测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A 类评定。多次重复测量结果如下表所
示，用贝塞尔公式(C.3)计算实验标准差：
10
2
x x
1
2 x
( )
( )
1
i
i
I I
u I
n





(C.3)
式中：
x I ——被校数字式静电计电流多次测量值的平均值，pA；
xi I ——被校数字式静电计电流测量值第i 次测量值，pA；
n ——重复测量的次数，此处n =10。
表C.1 电流+0.2pA 点重复性测量数据
第i 次
测量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电流0.2016 0.2009 0.2003 0.2004 0.2003 0.2003 0.1987 0.1997 0.2001 0.2002
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3
第i 次
测量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
示值（pA）
根据表中的数据，可由公式（C.3）计算出电流示值多次重复测量的实验标准差：
4
x s(I )  7.510 pA
校准时取单次测量结果，故测量重复性引入的标准不确定度为：
4
x s(I )  7.510 pA
被校数字式静电计引入的标准不确定度x u(I )
为了避免重复计算，测量结果的重复性和数字式静电计电流测量分辨力取其中最大值作为被校数字式
静电计引入合成标准不确定度分量。1 x u (I ) < 2 x u (I ) ，故舍去被校数字式静电计电流量测量的分辨力引入
的标准不确定度分量2 x u (I ) 。被校数字式静电计引入的标准不确定度( ) x u I ：
  4
x 2 x u(I )  u I  7.510 pA
C.4 不确定度分量一览表
不确定度分量见表。
表C.2 间接法电流测量示值误差校准的不确定度分量表
不确定
度分量
不确定度来源
评定
方法
分布
类型
k 值标准不确定度
  0 u V 标准电压源的示值误差引入B 均匀3 0.32×10-6V
  0 u V 标准电压源引入0.32×10-6V
1 0 u (R ) 标准高值电阻器的示值误差引入B 均匀3 0.029GΩ
2 0 u (R ) 标准高值电阻器上级溯源引入B - 2 0.025GΩ
  0 u R 标准高值电阻器引入0.038GΩ
  1 x u I 被校数字式静电计电流测量分辨力引入B 均匀3 0.29×10-4pA
  2 x u I 被校数字式静电计电流测量重复性引入A 正态- 7.5×10-4pA
  x u I 被校数字式静电计引入7.5×10-4pA
C.5 合成标准不确定度的计算
+0.2pA 合成标准不确定度：
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4
2   2 2   2 2   4
c x 0 2 0
0 0
u (I )  u I +(- 1 ) u V  (- V ) u R =7.510  pA
R R
C.6 扩展不确定度的确定
取包含因子k=2，则+0.2pA 扩展不确定度为：
3
rel c U (I )  k u (I ) 1.510 pA 。