一、制定背景
直流电子负载能模拟直流用电设备的不同用电状态，用于测量各种直流电源性能。电子负载通过控制电子功率器件的功耗，吸收被测电源的电能起到负载的作用。电子负载通常应用于以下测试场合:电源的负载调整率、电池放电时间及寿命、燃料电池、模拟雨刷带载电流(恒定电流模式)；充电器、电源的电流限制、电流源(恒定电压模式)；通信用电源的缓开机、发光二极管的恒流驱动器、模拟汽车温度控制器的带载情况(恒定电阻模式)；恒功率电源、电池容量及电池寿命(恒定功率模式)。
《直流电子负载校准规范》是首次制定的国家计量校准规，在规范实施前，部分计量机构校准电子负载时参考JJG598-1989《直流数字电流表试行检定规程》和JJG315-1983《直流数字电压表试行检定规程》。但直流电子负载与这两种仪器有很大差异，电子负载由两个主要功能部件组成:直流数字电流表和直流数字电压表组成的测量部分；吸收由另一器件或电力系统电能的负载部分。电子负载能模拟恒定电压模式(CV)、恒定电流模式(CC)、恒定功率模式(CP)、恒定电阻模式(CR)，还可以模拟用电设备的非正常工作状态，如瞬间短路、过流、大电流启动、故障出现时的大电流。该功能与直流数字电压表和直流数字电流表完全不同。考虑上述原因，为满足计量溯源和市场需求，2014年4月21日国家质检总局批准发布了JJF1462-2014《直流电子负载校准规范》，该规范于2014年7月21日正式实施。
二、制定依据与适用范围
JJF1462-2014依据国家计量技术规范JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》、JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》编制，参考了JJG315-1983、JJG598-1989、GB/T13978-2008《数字多用表》、GB/T14714-2008《微小型计算机系统设备用开关电源通用规范》、GB/T17478-2004《低压直流电源设备的性能特性》等文件。实验中分别选取多个厂家型号的仪器，进行计量性能实验，确定校准项目及技术指标。
本规范适用于直流电子负载校准，具有直流电子负载功能的电源测试系统或电池测试系统相应项目的校准也可以参照本规范。例如，一些不同命名的电源测试系统、电池测试系统、蓄电池监测系统中集成了电子负载的功能，其内部原理和直流电子负载相同的负载部分，可以参考本规范进行校准。本规范不适用于交流电子负载的校准。
三、规范的主要内容
JJF1462-2014规定了规范的适用范围、引用文件、术语和计量单位、校准方法及校准所用的仪器设备的要求。其主要校准项目为:(1)直流电压；(2)恒定电压；(3)直流电流；(4)恒定电流；(5)恒定电阻；(6)直流功率；(7)恒定功率；(8)动态电流上升速率与下降速率；(9)动态电流加载时间与卸载时间；(10)恒定电流模式的电流稳定度；(11)恒定电流模式或恒定电压模式负载调整率；(12)短路电阻；(13)输入电阻；(14)最低工作电压。
这些校准项目，已基本包含电子负载的主要技术指标。通过测量电压、电流和时间及其组合完成各项目校准。数字多用表有很高的准确度等级，使用也比较普遍，其直流电压量程范围基本覆盖了电子负载的电压量程，可基本满足电压项目校准要求。测量电流有很多方法，可以使用直流数字电流表直接测量，也可以用直流分流器、直流电流电压转换器、标准电阻伏安法或多量程大电流表等方法进行量程扩展。直流分流器通常用于测量大电流，该方法和标准电阻器方法类似，规程中没有单独列出分流器法。通常，直流电子负载使用电流比较大，用直流分流器或标准电阻测量电流时会产生大量热量，压降也较大。如使用零磁通测量原理的多量程电流表或直流电流电压转换器可以获得较小的电压降和功率消耗，减少对测量结果的影响。在校准规范中编写了直流电流电压转换器的校准电流的方法。
四、规范执行中应注意的问题
电子负载工作时吸收电能，内部积累大量热量。电子负载的电流测量单元易受温度的影响，准确度较高的直流电子负载电流采样单元设计有单独通风散热结构、通过内部测量单元和功耗单元隔离、增加温度补偿等措施来获得较好的温度系数。校准时应注意按说明书的要求保证散热条件，满足通风口到障碍物的距离等要求。
开始加载时，电子负载测量电流的分流器升温，分流器和环境温差变大，热传递加快，最终达到热平衡，电子负载的电流测量和控制到达稳定状态。电子负载稳定电流的能力形成“时间——温度”相关曲线。以某款电子负载的校准数据为例，加载后，每30s记录一个数据点，如图1所示。从测量数据得出，电子负载恒定小电流能力优于大电流，所以校准恒定电流稳定性应选最大电流量程的90%点进行，其结果有代表性。从图1可看到，在恒流210s后进入平衡状态，为保证可靠，增加3个数据点(共300s)，即可以充分测量电子负载的恒定电流稳定性。
动态特性主要是通过两个指标来衡量。一是衡量电流的变化率，包含动态电流的上升速率和下降速率。一是动态电流变化时间，包含加载时间和卸载时间。由于历史和电源行业习惯等原因，我国电子负载厂家使用的术语和台湾地区同行类似。比如“定态恒流模式”、“吃载”、“电流回显”，对应我国的计量术语应该为“恒定电流模式”、“加载”、“电流示值”。电子负载说明书一般以图形标注动态电流各参数，比如“加载”过程标注为Load 1，卸载过程标注为Load 2，加载时间表示为T1，卸载时间表示为T2。规范中均以我国的计量术语来替代行业内的习惯用语。
动态(电流)模式的校准选点需考虑电子负载工作原理，不能简单地将卸载电流和加载电流设定为某一电流量程的10%和90%。被测电源经常进行空载——加载——卸载(或空载)测试。电子负载使用场效应管消耗电能，场效应管在空载——加载的过程需建立沟道，建立沟道的时间影响电子负载的开启时间，限制了电子负载的动态性能，是电流上升速率误差的一个重要来源。校准规范选择校准点时考虑了开启时间，将卸载电流设为0%，使加载周期包含开启时间。电子负载经常满电流量程使用，加载电流达到电流量程的100%时，设计不合理的电子负载电流波形将产生过冲并伴随震荡。规范编制时将加载电流设定为电流量程的100%，考虑了最不利的因素。
动态电流加载时间T1与卸载时间T2选择在最小量程的10%点进行校准。电子负载动态时间使用单片机数字化控制，一般标称的最大允许误差为(±0.01%+10μs)。时间越长，开启时间对误差的影响越小，单片机执行指令带来的时间误差是固定的，除非客户有要求，选择动态时间最小量程的10%点校准即可。加载时间T1和卸载时间T2构成一个动态周期，其倒数等于频率。所以，规范中不将频率列为一个单独参数。同理，占空比等于T1/(T1+T2)，占空比也不列入校准项目，避免重复。
电子负载的恒定电压功能、恒定电流功能、恒定电阻功能是一个吸收功率的过程，其设定值的最大允许误差和示值的最大允许误差不一样。通常，设定值的允差大于示值允差2倍或以上。实际应用中，设定值通常用来预设测试条件，示值用来获得产品测试数据。在满足客户要求情况下，校准机构可使用标准电压源和标准电流源进行电压示值和电流示值校准，校准将快捷经济。
电子负载产业界常有的说法:“开路不开路、短路不短路”，电子负载的输入受功率器件I0的影响，其输入电阻值和万用表的高阻输入不可比拟。电子负载开路输入电阻典型值一般为100kΩ。该参数对电子负载的应用有一定影响，开关电源测试待机功率时，电子负载过低的输入电阻产生的电流导致开关电源从待机状态进入工作状态。设计不良或维修后功率器件不配对的电子负载I0变大，反映在端口的输入电阻变小。电子负载的短路功能并非真正的物理短接，其原理是通过功率器件的饱和导通实现模拟短路功能，在输入端口形成压降，等效为一定阻值的短路电阻。该量值反映的是端口在模拟“短路”功能时的电压/电流特性。该量值和输入电流有关，厂家一般在说明书中给出典型电流值下的短路电阻。
恒定电阻模式的电阻值在说明书中以Ω为单位，有时使用电导S为单位。实际上，大多数电子负载通过调节电流实现恒定电阻功能，电阻可调节范围依赖电流的可调节范围。电子负载电阻量程可变换成以电导为单位的电导量程以避免对满量程的误解。比如，某电子负载说明书的恒定电阻量程标称为(0.1067～2)Ω；该恒定电阻的满量程是0.1067Ω，而不是2Ω。可将其表示为电导量程(0.5S～9.372S)，满量程为9.372S。在校准时应注意满量程的意义。电子负载消耗功率的器件为MOSFET，源极和漏极需一定的压降才能导通，并按设定值进入正常工作状态。该量值称为最低工作电压，反映的是电子负载的低电压操作特性。
由于电子负载功能较多，其预期用途各不一样，校准时应根据客户预期用途和需要进行项目组合。规范中只给出校准方法，不作合格判断，解决量值溯源的途径。客户根据自身的使用要求对校准证书数据和不确定度进行确认。
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