（免費(fèi)下載）GB/T 16896.2-2016 高電壓和大電流試驗(yàn)測(cè)量用儀器和軟件 第2部分：對(duì)沖擊電壓和沖擊電流試驗(yàn)用軟件的要求
1 范 圍
1 范 圍
對(duì)滿(mǎn)足GB／T 16927.1-2011、GB／T 16927.2-2013、GB／T 16927.3-2010和GB／T 16927.4-2014所規(guī)定的測(cè)量不確定度和程序的軟件，GB／T 16896的本部分規(guī)定了沖擊電壓和沖擊電流試驗(yàn)波形和標(biāo)準(zhǔn)值。
本部分適用于計(jì)算沖擊試驗(yàn)中記錄到的沖擊電壓和沖擊電流參數(shù)的軟件。
本部分不適用于具有無(wú)法接受外部輸入數(shù)據(jù)的內(nèi)置固件的硬件。
本部分包括：
——確定必要的試驗(yàn)以表明軟件的性能符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求；
——定義與數(shù)字處理有關(guān)的術(shù)語(yǔ)；
——規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)沖擊波的標(biāo)準(zhǔn)值和可接受的限值；
——規(guī)定性能記錄的要求；
——規(guī)定評(píng)估測(cè)量不確定度軟件分量的方法。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB／T 16896.1-2005 高電壓沖擊測(cè)量?jī)x器和軟件 第1部分：對(duì)儀器的要求(IEC 61083-1：2001，MOD)
GB／T 16927.1-2011 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求(IEC 60060-1：2010，MOD)
GB／T 16927.2-2013 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第2部分：測(cè)量系統(tǒng)(IEC 60060-2：2010，MOD)
GB／T 16927.3-2010 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第3部分：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的定義及要求(IEC 60060-3：2006，MOD)
GB／T 16927.4-2014 高電壓和大電流試驗(yàn)技術(shù) 第4部分：試驗(yàn)電流和測(cè)量系統(tǒng)的定義和要求(IEC 62475：2010，MOD)
JJF 1059.1-2012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示
3 術(shù)語(yǔ)和定義
3.1
原始數(shù)據(jù) raw data
數(shù)字記錄儀將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)碼形式時(shí)采集并量化信息的原始記錄，它可能已校正了偏置或乘了刻度因數(shù)。
3.2
處理后數(shù)據(jù) processed data
原始數(shù)據(jù)通過(guò)任何處理(偏置校正和／或與固定的刻度因數(shù)相乘除外)后獲得的數(shù)據(jù)。
3.3
內(nèi)部噪聲水平 internal noise level
當(dāng)恒定電壓施加在數(shù)字記錄儀的輸入端時(shí)，所記錄采樣值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
3.4
標(biāo)準(zhǔn)沖擊 reference impulse
由試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)提供的波形。
3.5
采樣率(采樣頻率) sampling rate
單位時(shí)間內(nèi)采樣數(shù)。
3.6
分辨率(數(shù)字化處理中的) resolution(in digital processing)
準(zhǔn)確度的量度，通過(guò)數(shù)字化系統(tǒng)能將兩個(gè)信號(hào)采樣的大小區(qū)分出來(lái)。
注：分辨率通常以位數(shù)來(lái)表示，它是對(duì)可能的不同信號(hào)水平表達(dá)為二進(jìn)制形式時(shí)系統(tǒng)能夠識(shí)別的最大數(shù)量。
3.7
試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生器 test data generator；TDG
生成數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件的計(jì)算機(jī)程序，提供了合成的和記錄的標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形。
表1 沖擊電壓參數(shù)定義對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)條款
表2 沖擊電流參數(shù)定義對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)條款
4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)
4.1 原則
用被試軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)提供的標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形進(jìn)行處理，由處理得到的數(shù)據(jù)計(jì)算出的參數(shù)應(yīng)在附錄A給出的可接受限值內(nèi)，以驗(yàn)證被試軟件的性能。
TDG是本部分的組成部分，其編譯代碼適用于Windows1)操作系統(tǒng)，它是一個(gè)有內(nèi)置幫助文件的菜單操作程序。附錄C給出TDG的說(shuō)明。
4.2 數(shù)據(jù)格式
由TDG產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件是模擬從用戶(hù)的數(shù)字記錄儀得到的原始數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件編寫(xiě)成兩列ASCII碼格式。它們各自的值以秒和伏(或安培)為單位給出。如果被試軟件要求的數(shù)據(jù)格式或數(shù)值范圍與TDG提供的數(shù)據(jù)格式或數(shù)值范圍不對(duì)應(yīng)，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)淖儞Q程序。
注：本部分不適用于不能直接或以變換的方式讀出TDG標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形的軟件。
1)Windows是微軟公司產(chǎn)品的商標(biāo)名稱(chēng)。給出此信息是為了標(biāo)準(zhǔn)使用者的便利，并不包含對(duì)此產(chǎn)品的認(rèn)可。如果能夠表明有相同的結(jié)果也可以使用等效的產(chǎn)品。
5 標(biāo)準(zhǔn)沖擊參數(shù)值和可接受限值
5 標(biāo)準(zhǔn)沖擊參數(shù)值和可接受限值
經(jīng)過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的多輪試驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)室依據(jù)表1和表2獨(dú)立計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形的參數(shù)值。試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)平均值取為參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。
為了使用方便，本部分已經(jīng)給出了可接受限值。
標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形的參數(shù)值見(jiàn)表A.1～表A.6。
6 軟件測(cè)試
6.1 概述
TDG提供數(shù)據(jù)文件模擬數(shù)字記錄儀的輸出，來(lái)測(cè)試用于確定GB／T 16927.1-2011、GB／T 16927.3-2010和GB／T 16927.4-2014所規(guī)定的沖擊參數(shù)的被試軟件。這些標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條款見(jiàn)表1和表2。
按照沖擊類(lèi)型，TDG將沖擊波形分為6組：
——LI：雷電沖擊全波；
——LIC：雷電沖擊截波；
——SI：操作沖擊波；
——IC：沖擊電流波；
——OLI：振蕩雷電沖擊波；
——OSI：振蕩操作沖擊波。
6.2 性能測(cè)試
通過(guò)計(jì)算所選組(如LI組)的所有標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形來(lái)進(jìn)行一種算法的性能測(cè)試。
應(yīng)對(duì)每種計(jì)算方法以及與應(yīng)用相關(guān)的每組波形的采樣率、分辨率和噪聲水平進(jìn)行性能測(cè)試。
在試驗(yàn)中實(shí)際使用的計(jì)算方法與依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證的算法(其結(jié)果也被記入性能記錄中)一致性的證明依據(jù)應(yīng)作為性能記錄的一部分。
可以對(duì)表1和表2所列沖擊組的一種、多種或者所有的計(jì)算方法進(jìn)行性能測(cè)試。
TDG的設(shè)置應(yīng)選擇與使用該軟件的數(shù)字記錄儀(或多臺(tái)記錄儀)的設(shè)置相匹配，包括采樣率、分辨率和內(nèi)部噪聲水平的選擇。由此產(chǎn)生的TDG記錄，模擬了數(shù)字記錄儀記錄時(shí)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)沖擊波輸出。標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形在附錄A中給出。
用戶(hù)選擇的用來(lái)評(píng)估算法的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沖擊波由TDG產(chǎn)生，并作為軟件的輸入替代數(shù)字記錄儀的實(shí)際輸出。測(cè)試時(shí)，由軟件確定的參數(shù)值與附錄A中給出的可接受限值進(jìn)行比較。如果被試軟件對(duì)某一組所有沖擊計(jì)算的參數(shù)值在該組規(guī)定的可接受限值范圍內(nèi)，則可判斷被試軟件通過(guò)該組測(cè)試。
6.3 GB／T 16927.2-2013和／或GB／T 16927.4-2014中軟件的不確定度分量
依據(jù)GB／T 16927.2-2013和／或GB／T 16927.4-2014標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度計(jì)算時(shí)，應(yīng)包括來(lái)自所采用軟件的不確定度分量，由附錄A相關(guān)參數(shù)的可接受限值來(lái)獲得。對(duì)于某個(gè)參數(shù)的軟件標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，可按B類(lèi)不確定度，通過(guò)如下簡(jiǎn)化方法從附錄A所示的相關(guān)波形(i＝1…n)的可接受限值半寬的最大值計(jì)算獲得：
這些標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列在表3中。
關(guān)于術(shù)語(yǔ)和定義見(jiàn)GB／T 16927.2-2013或GB／T 16927.4-2014，尤其是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的3.6、4.6、5.9和附錄A。符號(hào)uB7中B7與這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中編號(hào)一致(5.2.1.3～5.9)。
根據(jù)本部分被測(cè)參數(shù)的可接受范圍是附錄A中給出的標(biāo)準(zhǔn)值加上／減去其可接受限值。
當(dāng)用軟件來(lái)計(jì)算不同類(lèi)型的沖擊波形時(shí)(見(jiàn)表1和表2)，每個(gè)類(lèi)型可能有不同的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。如果計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度過(guò)大，可以使用附錄B給出的替代方法或者用符合JJF 1059.1-2012的方法進(jìn)行計(jì)算。
表3 采用簡(jiǎn)化程序時(shí)總不確定度中的軟件標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量
7 軟件性能記錄
7 軟件性能記錄
應(yīng)在測(cè)量系統(tǒng)的性能記錄中給出驗(yàn)證軟件有效的計(jì)算方法(見(jiàn)GB／T 16896.1-2005、GB／T 16927.2-2013和GB／T 16927.4-2014)。
性能記錄應(yīng)包括：
——TDG的版本號(hào)及其相關(guān)設(shè)置；
——被試軟件的名稱(chēng)、版本號(hào)及發(fā)布日期；
——軟件測(cè)試時(shí)所采用的算法類(lèi)型；
——軟件測(cè)試和通過(guò)測(cè)試的參數(shù)清單。
附錄A TDG沖擊波形參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
附錄A TDG沖擊波形參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
表A.1 雷電沖擊全波(LI)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
表A.2 雷電沖擊截波(LIC)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
表A.3 操作沖擊波(SI)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
表A.4 沖擊電流波(IC)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
表A.5 振蕩雷電沖擊波(OLI)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
表A.6 振蕩操作沖擊(OSI)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值及其可接受的限值
附錄B 不確定度計(jì)算的替代方法
B.1 標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度
表B.1～表B.6給出了計(jì)算過(guò)程。參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值是這個(gè)參數(shù)n個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室計(jì)算值的平均值x：
其中t分布上的因數(shù)置信因數(shù)水平為95％(k＝2)。
注：超過(guò)總體樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍的樣本，不包括在平均值x及其擴(kuò)展不確定度Ux的計(jì)算中。
計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)低于表A.1～表A.6給出的可接受限值，高于估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；另一方面，表A.1～表A.6給出的可接受限值在計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度和GB／T 16927.2-2013和GB／T 16927.4-2014為系統(tǒng)設(shè)定的總不確定度之間。
B.2 軟件不確定度分量的計(jì)算
作為6.3的替代方法，可用參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值xREF和被試軟件的計(jì)算值之間的差值來(lái)計(jì)算不確定度。
在關(guān)于描述的軟件的算法被試軟件在識(shí)別對(duì)n個(gè)波形計(jì)算后，用計(jì)算觀察到值的與標(biāo)準(zhǔn)值的最大差值來(lái)計(jì)算不同可以用來(lái)獲得標(biāo)準(zhǔn)不確定度的第一個(gè)分量：
此外，應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度。為此，在表B.1～表B.6中列出了確定每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的平均值(x)、擴(kuò)展不確定度(Ux)及觀察到的次數(shù)n。在表中，擴(kuò)展不確定度給出的置信水平為95％(k＝2)。
附錄C 試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)程序的說(shuō)明
C.1 TDG程序概述
TDG程序是給用于確定沖擊波形參數(shù)(GB／T 16927.1-2011、GB／T 16927.3-2010、GB／T 16927.4-2014)的被試軟件提供數(shù)據(jù)組(相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)暫態(tài)數(shù)字記錄儀的輸出文件)的軟件程序。
這種綜合的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括一些綜合沖擊波形以及數(shù)字記錄波形庫(kù)。每個(gè)波形可以作為ASCII文件輸出，并作為評(píng)價(jià)軟件的沖擊波形輸入與一個(gè)給定的數(shù)字儀器結(jié)合來(lái)驗(yàn)證軟件參數(shù)計(jì)算的不確定度。
為提供與數(shù)字記錄儀性能匹配的試驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入，設(shè)定的參數(shù)應(yīng)模擬數(shù)字記錄儀的參數(shù)，包括有效的分辨率和采樣率。本軟件的處理所得的GB／T 16927.1-2011中定義的參數(shù)與本部分給出的參考值比較以確定評(píng)估算法的不確定度。
程序打開(kāi)兩個(gè)窗口，設(shè)置窗口：數(shù)字化儀參數(shù)和波形參數(shù)輸入，圖形窗口：顯示波形。隨著數(shù)字記錄儀和波形設(shè)置的改變，結(jié)果會(huì)在圖形窗口更新。模擬數(shù)據(jù)文件以文本文件輸出，同時(shí)作為驗(yàn)證分析軟件的輸入文件。
