（免費下載）GB/T 16896.2-2016 高電壓和大電流試驗測量用儀器和軟件 第2部分：對沖擊電壓和沖擊電流試驗用軟件的要求
1 范 圍
1 范 圍
對滿足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波形和標(biāo)準(zhǔn)值。
本部分適用于計算沖擊試驗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：
——確定必要的試驗以表明軟件的性能符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求；
——定義與數(shù)字處理有關(guān)的術(shù)語；
——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)定評估測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 高電壓沖擊測量儀器和軟件 第1部分：對儀器的要求(IEC 61083-1：2001，MOD)
GB／T 16927.1-2011 高電壓試驗技術(shù) 第1部分：一般定義及試驗要求(IEC 60060-1：2010，MOD)
GB／T 16927.2-2013 高電壓試驗技術(shù) 第2部分：測量系統(tǒng)(IEC 60060-2：2010，MOD)
GB／T 16927.3-2010 高電壓試驗技術(shù) 第3部分：現(xiàn)場試驗的定義及要求(IEC 60060-3：2006，MOD)
GB／T 16927.4-2014 高電壓和大電流試驗技術(shù) 第4部分：試驗電流和測量系統(tǒng)的定義和要求(IEC 62475：2010，MOD)
JJF 1059.1-2012 測量不確定度評定與表示
3 術(shù)語和定義
3.1
原始數(shù)據(jù) raw data
數(shù)字記錄儀將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)碼形式時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，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，通過數(shù)字化系統(tǒng)能將兩個信號采樣的大小區(qū)分出來。
注：分辨率通常以位數(shù)來表示，它是對可能的不同信號水平表達(dá)為二進制形式時系統(tǒng)能夠識別的最大數(shù)量。
3.7
試驗數(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)文件的計算機程序，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)定義對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)條款
表2 沖擊電流參數(shù)定義對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)條款
4 試驗數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)
4.1 原則
用被試軟件對試驗數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)提供的標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形進行處理，由處理得到的數(shù)據(jù)計算出的參數(shù)應(yīng)在附錄A給出的可接受限值內(nèi)，以驗證被試軟件的性能。
TDG是本部分的組成部分，其編譯代碼適用于Windows1)操作系統(tǒng)，它是一個有內(nèi)置幫助文件的菜單操作程序。附錄C給出TDG的說明。
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。給出此信息是為了標(biāo)準(zhǔn)使用者的便利，并不包含對此產(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)過多個實驗室的多輪試驗，各實驗室依據(jù)表1和表2獨立計算出標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形的參數(shù)值。試驗的統(tǒng)計平均值取為參數(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)值見表A.1～表A.6。
6 軟件測試
6.1 概述
TDG提供數(shù)據(jù)文件模擬數(shù)字記錄儀的輸出，來測試用于確定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)條款見表1和表2。
按照沖擊類型，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 性能測試
通過計算所選組(如LI組)的所有標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形來進行一種算法的性能測試。
應(yīng)對每種計算方法以及與應(yīng)用相關(guān)的每組波形的采樣率、分辨率和噪聲水平進行性能測試。
在試驗中實際使用的計算方法與依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)驗證的算法(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。
可以對表1和表2所列沖擊組的一種、多種或者所有的計算方法進行性能測試。
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。
用戶選擇的用來評估算法的每個標(biāo)準(zhǔn)沖擊波由TDG產(chǎn)生，并作為軟件的輸入替代數(shù)字記錄儀的實際輸出。測試時，由軟件確定的參數(shù)值與附錄A中給出的可接受限值進行比較。如果被試軟件對某一組所有沖擊計算的參數(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該組測試。
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)進行不確定度計算時，應(yīng)包括來自所采用軟件的不確定度分量，由附錄A相關(guān)參數(shù)的可接受限值來獲得。對于某個參數(shù)的軟件標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，可按B類不確定度，通過如下簡化方法從附錄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)語和定義見GB／T 16927.2-2013或GB／T 16927.4-2014，尤其是兩個標(biāo)準(zhǔn)的3.6、4.6、5.9和附錄A。符號uB7中B7與這兩個標(biāo)準(zhǔn)中編號一致(5.2.1.3～5.9)。
根據(jù)本部分被測參數(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)用軟件來計算不同類型的沖擊波形時(見表1和表2)，每個類型可能有不同的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。如果計算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度過大，可以使用附錄B給出的替代方法或者用符合JJF 1059.1-2012的方法進行計算。
表3 采用簡化程序時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)在測量系統(tǒng)的性能記錄中給出驗證軟件有效的計算方法(見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的版本號及其相關(guān)設(shè)置；
——被試軟件的名稱、版本號及發(fā)布日期；
——軟件測試時所采用的算法類型；
——軟件測試和通過測試的參數(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給出了計算過程。參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值是這個參數(shù)n個獨立實驗室計算值的平均值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及其擴展不確定度Ux的計算中。
計算的標(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和被試軟件的計算值之間的差值來計算不確定度。
在關(guān)于描述的軟件的算法被試軟件在識別對n個波形計算后，用計算觀察到值的與標(biāo)準(zhǔn)值的最大差值來計算不同可以用來獲得標(biāo)準(zhǔn)不確定度的第一個分量：
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中列出了確定每個標(biāo)準(zhǔn)值的平均值(x)、擴展不確定度(Ux)及觀察到的次數(shù)n。在表中，擴展不確定度給出的置信水平為95％(k＝2)。
附錄C 試驗數(shù)據(jù)發(fā)生器(TDG)程序的說明
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。每個波形可以作為ASCII文件輸出，并作為評價軟件的沖擊波形輸入與一個給定的數(shù)字儀器結(jié)合來驗證軟件參數(shù)計算的不確定度。
為提供與數(shù)字記錄儀性能匹配的試驗數(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估算法的不確定度。
程序打開兩個窗口，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)果會在圖形窗口更新。模擬數(shù)據(jù)文件以文本文件輸出，同時作為驗證分析軟件的輸入文件。
