2023高電壓和大電流試驗測量用儀器和軟件 第1部分：對沖擊試驗用儀器的要求

1目 次前 言 IV引 言 V范圍 1規(guī)范引文件 1術(shù)語定義 1字錄的關(guān)義 1定的關(guān)義 2度數(shù)有定義 3態(tài)性有定義 3確度有定義 4驗有定義 4使用件 5校準(zhǔn)試方法 6度數(shù)時的準(zhǔn) 6擊準(zhǔn) 6躍準(zhǔn) 6定間圍刻數(shù)的定試驗 7基準(zhǔn) 7擊度數(shù)線驗 7部聲平 8擾驗 8沖擊量要求 8用認(rèn)測系數(shù)字錄的體求 8項求 8用標(biāo)測系數(shù)字錄的求 106.4峰值壓的求 12整套量統(tǒng)不定分量 12性能錄 12附錄A 13概述 13預(yù)措施 13瞬感電場驗 13附錄B 15標(biāo)沖波準(zhǔn) 15階校準(zhǔn) 15沖刻因誤差 錯誤未定義書簽。附錄C 17IIIIIIII刻因不定定 17時參測誤不確度估 19圖1 階校準(zhǔn) 7圖A.1 電和場驗 14表1 使條件 5表2 對準(zhǔn)擊生的要求 6表3 認(rèn)數(shù)記儀需開的驗 表C.1 數(shù)記儀擊度因校結(jié)果 17表C.2 數(shù)記儀擊度因校的確分表 19表C.3 0.84/60時參校準(zhǔn)果 20表C.4 1.56/60時參校準(zhǔn)果 21表C.5 波時示誤的不定分表 22表C.6峰時示差的確度量表 2211高電壓和大電流試驗測量用儀器和軟件第1部分：對沖擊試驗用儀器的要求范圍本文件適用于沖擊高電壓和沖擊大電流試驗過程中測量用數(shù)字記錄儀，包括數(shù)字示波器。本文件為滿足GB/T16927.2—2013和GB/T16927.4—2014中測量不確定度和測試方法的要求，規(guī)定了數(shù)字記錄儀的性能要求和校準(zhǔn)方法。本文件包括：——數(shù)字記錄儀專用術(shù)語和定義；——規(guī)定了數(shù)字記錄儀的基本要求，以保證其滿足沖擊高電壓和沖擊大電流試驗的要求；——滿足這些要求所必須的試驗項目和方法；——適用于可從永久或臨時存儲介質(zhì)訪問原始數(shù)據(jù)的數(shù)字記錄儀；——適用于測量雷電沖擊電壓極值、操作沖擊電壓或沖擊電流峰值的峰值表。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，僅所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/T16927.1—2011高電壓試驗技術(shù)第1部分：一般定義及試驗要求（IEC60060-1:2010,MOD）GB/T16927.2—2013高電壓試驗技術(shù)第2部分：測量系統(tǒng)（IEC60060-2:2010,MOD）GB/T16927.4—2014高電壓試驗技術(shù)第4部分：試驗電流和測量系統(tǒng)的定義和要求（IEC62475:2010,MOD）GB/T18268.1測量、控制和實驗室用的電設(shè)備電磁兼容性要求第1部分：通用要求（IEC61326-1:2005,IDT）GB/T27418-2017（ISO/IECGuide98-3:2008,MOD）注：GB/T16927.1、GB/T16927.2、GB/T16927.4和GB/T18268.1、GB/T27418各文件被引用的內(nèi)容與IEC60060-1、IEC60060-2、IEC62475和IEC61326-1、ISO/IECGuide98-3:2008各國際標(biāo)準(zhǔn)化文件被引用的內(nèi)容沒有技術(shù)上的差異。數(shù)字記錄儀的有關(guān)定義3.1.1數(shù)字錄儀 digitalrecorder/digitiser將波形以數(shù)字形式記錄在磁性介質(zhì)、光學(xué)介質(zhì)或者固態(tài)存儲介質(zhì)上的儀器。注：所記錄數(shù)據(jù)的波形通常用于屏幕顯示、繪圖或打印。以上處理過程可能改變波形形狀。223.1.2認(rèn)可數(shù)記儀 approveddigitalrecorder滿足本文件要求的數(shù)字記錄儀。3.1.3標(biāo)定量圍 assignedmeasurementrange滿足本文件規(guī)定不確定度限值的輸入電壓范圍。3.1.4數(shù)字記錄儀的輸出outputofadigitalrecorder數(shù)字記錄儀在特定時刻記錄的數(shù)值。3.1.5滿刻度偏轉(zhuǎn)full-scaledeflection在給定量程下使儀器產(chǎn)生最大標(biāo)稱輸出的最小輸入電壓。3.1.6偏置offset儀器零輸入時的輸出。3.1.7原始據(jù) rawdata數(shù)字記錄儀將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式時采集到的量化信息的原始記錄。進(jìn)行偏置校正或?qū)⒂涗洺艘阅骋怀?shù)比例因子后的結(jié)果仍可視為原始數(shù)據(jù)。3.1.8處理后數(shù)據(jù)processeddata對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的數(shù)據(jù)。處理過程不包括偏置校正或與某一常數(shù)比例因子相乘。注：本文件僅適用于可訪問原始數(shù)據(jù)的數(shù)字記錄儀。額定值的有關(guān)定義3.2.1額定辨率 ratedresolutionr2的N（A/D轉(zhuǎn)換器的額定位數(shù)）次冪的倒數(shù)，即r=2-N。3.2.2采樣率 samplingrate注：采樣間隔是采樣率的倒數(shù)。3.2.3記錄度 recordlength以時長或采樣點總數(shù)表示的記錄持續(xù)時間。333.2.4預(yù)熱間 warm-uptime數(shù)字記錄儀從首次開機(jī)到滿足使用要求的時間間隔。刻度因數(shù)的有關(guān)定義3.3.1刻度數(shù) scalefactor與校正偏置后的輸出值相乘可確定輸入值的因數(shù)。注：數(shù)字記錄儀的刻度因數(shù)應(yīng)包括任何內(nèi)置或外部衰減器的倍數(shù)，并通過校準(zhǔn)確定。3.3.2靜態(tài)度數(shù) staticscalefactor確定直流電壓或直流電流輸入量的刻度因數(shù)。3.3.3沖擊度數(shù) impulsescalefactor用于表示相關(guān)沖擊波形輸入值的刻度因數(shù)。3.3.4標(biāo)定擊度數(shù) assignedimpulsescalefactor數(shù)字記錄儀最近一次校準(zhǔn)所確定的沖擊刻度因數(shù)。3.3.5基線 baseline在沖擊記錄的初始平坦部分，取至少20個樣本的平均值。動態(tài)特性的有關(guān)定義3.4.1標(biāo)稱段 nominalepochτN決定數(shù)字記錄儀是否被認(rèn)可的沖擊電壓或沖擊電流相關(guān)時間參數(shù)的最小值（tmin）和最大值（tmax）之間的時間范圍，其中相關(guān)時間參數(shù)為：——全波、波尾截斷的雷電沖擊電壓和指數(shù)型沖擊電流的波前時間T1；——波前截斷的雷電沖擊電壓的截斷時間Tc；——操作沖擊電壓的峰值時間Tp；——矩形沖擊電流總持續(xù)時間Tt與持續(xù)時間Td差值的1/2。1：T1、T2、Tc、TpGB/T16927.1-2011，沖擊T1、T2、Tt、TdGB/T16927.4-2014。注2：針對不同的測量波形，數(shù)字記錄儀可能具有一個、兩個或多個標(biāo)稱時段。例如，某數(shù)字記錄儀可以被認(rèn)可測量如下沖擊波形：44——標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波和波尾截斷的雷電沖擊，標(biāo)定沖擊刻度因數(shù)F1的標(biāo)稱時段τN1為：T1=0.84μs（tmin）~1.56μs（tmax）；——雷電沖擊全波，標(biāo)定沖擊刻度因數(shù)F2的標(biāo)稱時段τN2為：T1=2.0μs（tmin）~5.0μs（tmax）；——波前截斷的雷電沖擊，標(biāo)定沖擊刻度因數(shù)F3的標(biāo)稱時段τN3為：Tc=0.5μs（tmin）~0.9μs（tmax）；——標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊，標(biāo)定沖擊刻度因數(shù)F4的標(biāo)稱時段τN4為：Tp=150μs（tmin）~500μs（tmax）。3.4.2階躍校準(zhǔn)時段stepcalibrationepoch使用階躍校準(zhǔn)方法確定沖擊刻度因數(shù)的時間范圍，其下限為標(biāo)稱時段下限的0.5倍（0.5tmin），上限為標(biāo)稱時段上限的2倍（2tmax），兩者均從記錄的電壓階躍信號的起始時刻開始計算。3.4.3上升間 risetime數(shù)字記錄儀響應(yīng)階躍信號時，記錄曲線上穩(wěn)態(tài)幅值的10%和90%兩點間的時間間隔。3.4.4時基 timebase數(shù)字記錄儀水平刻度單位，可用于測量時間間隔。不確定度的有關(guān)定義3.5.1誤差error測得的量值減去參考量值。3.5.2測量不確定度measurementuncertainty根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測量量值分散性的非負(fù)參數(shù)。1：2：3.5.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度standarduncertainty以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測量不確定度。3.5.4A類評定typeAevaluation對在規(guī)定測量條件下測得的量值用統(tǒng)計分析的方法進(jìn)行的測量不確定度分量的評定。3.5.5B類評定typeBevaluation用不同于A類評定方法對測量不確定度分量進(jìn)行的評定。試驗的有關(guān)定義3.6.1校準(zhǔn) calibration553.6.2型式驗 typetest對于同一型號規(guī)格的數(shù)字記錄儀，在一臺或多臺樣品上進(jìn)行的符合性試驗注：對于測量系統(tǒng)，型式試驗為對具有相同設(shè)計的單個組件或整套測量系統(tǒng)在其工作條件下開展的特性試驗。3.6.3例行試驗routinetest單臺數(shù)字記錄儀在生產(chǎn)期間或生產(chǎn)完成后進(jìn)行的符合性試驗注：例行試驗為對每個組件或每套測量系統(tǒng)在其工作條件下開展的特性試驗。3.6.4性能驗 performancetest對整套測量系統(tǒng)在其工作條件下開展的特性試驗。3.6.5性能校核performancecheck驗證最近一次性能試驗是否仍有效的簡化程序。3.6.6性能記錄recordofperformance在表1表1 使用條件條件范圍環(huán)境溫度+5°C~+40°C相對濕度（不凝露）10%~90%電源電壓額定電壓±10%（有效值）±12%（交流峰值）頻率50Hz±5%注：測量、控制和實驗室用電氣設(shè)備電磁兼容性試驗的一般要求在GB/T18268.1中進(jìn)行了規(guī)定。66刻度因數(shù)和時基的校準(zhǔn)刻度因數(shù)和時基應(yīng)采用以下方法之一進(jìn)行校準(zhǔn)：——覆蓋標(biāo)稱時段的兩組沖擊波形校準(zhǔn)（5.2）；——階躍校準(zhǔn)（5.3）、刻度因數(shù)恒定性試驗（5.4）和時基校準(zhǔn)（5.5）；——標(biāo)稱時段內(nèi)的一組沖擊波形校準(zhǔn)（5.2）和刻度因數(shù)恒定性試驗（5.4）。沖擊校準(zhǔn)22表2中給出的限值要求，不確定度實際值應(yīng)記錄在性能記錄中。校準(zhǔn)過程中需要有充分的重復(fù)次數(shù)，以保證所得到的A類不確定度更為客觀。沖擊刻度因數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器輸出電壓峰值與數(shù)字記錄儀測量峰值之比。標(biāo)定沖擊刻度因數(shù)是一組獨立沖擊校準(zhǔn)試驗確定的沖擊刻度因數(shù)的平均值。時間參數(shù)誤差是一組獨立沖擊校準(zhǔn)試驗確定的時間參數(shù)誤差的平均值。沖擊校準(zhǔn)應(yīng)在數(shù)字記錄儀的每個通道的各個量程上開展。對于標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷），數(shù)字記錄儀也可使用雷電沖擊全波進(jìn)行校準(zhǔn)。對于指數(shù)型沖擊電流，數(shù)字記錄儀可使用與沖擊電流波形參數(shù)最接近的雷電沖擊全波或操作沖擊全波進(jìn)行校準(zhǔn)。表2 對準(zhǔn)擊生的要求沖擊類型被測參數(shù)數(shù)值擴(kuò)展不確定度%短期穩(wěn)定性a%半峰時間55μs~65μs≤2≤0.2雷電沖擊全波和標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷）波前時間0.8μs~1.0μs或0.8μs~1.0μs和1.5μs~1.7μs≤2≤2≤0.5≤0.5電壓峰值標(biāo)定測量范圍內(nèi)≤0.7≤0.2波前截斷的雷電沖擊截斷時間電壓峰值0.45μs~0.55μs標(biāo)定測量范圍內(nèi)≤2≤2≤1≤0.2峰值時間200μs~300μs≤2≤0.2操作沖擊半峰時間1000μs~4000μs≤2≤0.2電壓峰值標(biāo)定測量范圍內(nèi)≤0.7≤0.2矩形沖擊電流持續(xù)時間電壓峰值0.5ms~3.5ms標(biāo)定測量范圍內(nèi)≤2≤2≤0.5≤1a短期穩(wěn)定性是指至少10次連續(xù)沖擊測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。階躍校準(zhǔn)5.25.4、5.5將幅值在儀器標(biāo)定測量范圍內(nèi)且不確定度小于0.1%的直流電壓VCAL施加至數(shù)字記錄儀的輸入端，O(t)（10取平均值。階躍校準(zhǔn)時段內(nèi)，各瞬時的O(t)值與其平均值Osm的偏差應(yīng)在標(biāo)定沖擊刻度因數(shù)的不確定度77規(guī)定限值內(nèi)。Osm為階躍校準(zhǔn)時段內(nèi)所有O(t)值的平均值。沖擊刻度因數(shù)為輸入電壓VCAL與Osm的比值。階躍上升時間應(yīng)小于階躍校準(zhǔn)時段下限的10%。0.55.2圖中tL和tU是階躍校準(zhǔn)時段的下限和上限，或者是刻度因數(shù)恒定性試驗的時間間隔（見5.4）圖1 階校準(zhǔn)規(guī)定時間范圍內(nèi)刻度因數(shù)的恒定性試驗（1）0.5tmin~T2max 0.5tmin~tmax 0.5Tp~T2max 10/350μs0.5(Tt-Td~Td 其中T2max是數(shù)字記錄儀被認(rèn)可測量的沖擊波形半峰值時間的最大值。在以上時間范圍內(nèi)，階躍響應(yīng)的輸出幅值O(t)應(yīng)穩(wěn)定在本文件規(guī)定的限值內(nèi)。可對若干次階躍波響應(yīng)輸出結(jié)果取平均以降低隨機(jī)噪聲。刻度因數(shù)的恒定性試驗應(yīng)在數(shù)字記錄儀的每個量程下進(jìn)行。注：T1、T2、TC的定義參見GB/T16927.1-2011，tmin、tmax的定義參見本文件3.4.1，T2max為認(rèn)可數(shù)字記錄儀測量的最大T2值。時基校準(zhǔn)數(shù)字記錄儀的時間參數(shù)誤差無法根據(jù)5.2進(jìn)行校準(zhǔn)，則應(yīng)進(jìn)行時基校準(zhǔn)。時基校準(zhǔn)應(yīng)通過與已知頻率的標(biāo)準(zhǔn)矩形信號比對進(jìn)行。矩形信號的周期應(yīng)為待測沖擊的半峰值時間T2。校準(zhǔn)應(yīng)在一個完整的周期內(nèi)進(jìn)行。沖擊刻度因數(shù)非線性試驗在數(shù)字記錄儀標(biāo)定測量范圍內(nèi)，評估依據(jù)5.2或5.3獲得的不同量程下刻度因數(shù)的非線性度。本試驗是認(rèn)可數(shù)字記錄儀的合格性試驗之一，還用于評估由非線性引入的沖擊電壓峰值測量不確定度分量。88試驗電壓極性應(yīng)包括正、負(fù)兩種極性，輸入電壓幅值應(yīng)覆蓋整個標(biāo)定測量范圍。沖擊刻度因數(shù)的非線性度為各個量程設(shè)置下獲得的刻度因數(shù)Rg與該組數(shù)據(jù)平均值Rm的最大偏差。該最大偏差用于計算由非線性引入的沖擊刻度因數(shù)不確定度B類分量：式中：

uB1

b3Rg1max 3Rg1g1

（1）R1…Rb——根據(jù)線性電壓源（或不同型號數(shù)字記錄儀）在標(biāo)定測量范圍內(nèi)的各個量程設(shè)置下確定的比值、刻度因數(shù)或誤差；Rm——R1…Rb的平均值；b——量程設(shè)置數(shù)量，在每個量程設(shè)置下僅需測試一個電壓幅值，測試電壓幅值宜不低于滿量程的50%；uB1——沖擊刻度因數(shù)非線性引入的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。注：如果通過某一電壓源不能獲得足夠低的非線性，可以嘗試使用其他的電壓源進(jìn)行測試，以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。內(nèi)部噪聲水平施加一幅值在數(shù)字記錄儀量程內(nèi)的直流電壓，以某采樣率采集不少于1000個采樣點數(shù)據(jù)。該組采樣點數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差即為內(nèi)部噪聲水平。干擾試驗干擾試驗按本文件附錄A進(jìn)行。對用于認(rèn)可測量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀的總體要求根據(jù)GB/T16927.2—2013，用于認(rèn)可沖擊測量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不超過（置信度水平不低于95%）：——2%，對于雷電沖擊全波、標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷）、操作沖擊電壓、指數(shù)型沖擊電流和矩形沖擊電流的電壓（電流）峰值的測量；——3%，對于波前截斷雷電沖擊電壓峰值的測量；——4%，對于沖擊波形時間參數(shù)（波前時間、截斷時間等）的測量。數(shù)字記錄儀可被認(rèn)可用于一種、多種、或所有類型的沖擊測量。數(shù)字記錄儀的不確定度應(yīng)根據(jù)GB/T27418進(jìn)行評估。注：根據(jù)GB/T16927.2或GB/T16927.4，數(shù)字記錄儀評估的不確定度為整套測量系統(tǒng)的不確定度分量之一。數(shù)字記錄儀應(yīng)能夠保存原始數(shù)據(jù)。 單項要求概述用于認(rèn)可測量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀宜滿足6.2中各單項性能要求，以保證其擴(kuò)展不確定度不超過6.1中規(guī)定的限值。在某些情況下，一項或多項單獨的性能指標(biāo)可能不滿足6.2的要求，但根據(jù)JJF1059.1評定的擴(kuò)展不確定度不應(yīng)超過6.1中的限值。采樣率采樣率應(yīng)不小于30/Tx，Tx為待測的時間間隔。99Tx0.6T1T30和T901.250T的允許下限為0.4。60MS/s0.15MS/s。8注：對于涉及頻譜分析或波形變換的試驗，額定分辨率位數(shù)通常不低于9位（量化誤差為滿刻度偏轉(zhuǎn)的0.2%）。采用5.15.25.31%5.35.4對于采用5.2沖擊校準(zhǔn)方法或5.3階躍波校準(zhǔn)方法，5.6中評估的由非線性引入的沖擊刻度因數(shù)不確定度分量uB1均應(yīng)不大于0.5%。根據(jù)5.2沖擊校準(zhǔn)確定的時間參數(shù)誤差應(yīng)小于：——3%，對于各類型沖擊的波前時間T1的測量；——2%，對于各類型沖擊的半峰值時間T2的測量；——3%，對于標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷）的截斷時間Tc的測量；——5%，對于波前截斷雷電沖擊的截斷時間Tc的測量；——3%，對于操作沖擊的峰值時間Tp的測量；——3%，對于矩形沖擊電流的持續(xù)時間Td和總持續(xù)時間Tt的測量。若未進(jìn)行5.2規(guī)定的沖擊校準(zhǔn)，但是數(shù)字記錄儀滿足6.2.4規(guī)定的沖擊刻度因數(shù)恒定性要求和6.2.6規(guī)定的時基誤差要求，則數(shù)字記錄儀仍可被認(rèn)可開展時間參數(shù)的測量。根據(jù)5.5測量的時基誤差應(yīng)小于0.1%，測量平均周期值的最大相對標(biāo)準(zhǔn)偏差也應(yīng)小于10%。上升時間應(yīng)不超過Tx的3%，其中Tx是待測時間間隔。在附錄A規(guī)定的干擾試驗中，任何偏離基準(zhǔn)值的最大幅度應(yīng)小于沖擊試驗所用量程的滿刻度偏轉(zhuǎn)的1%。注：整套沖擊測量系統(tǒng)的干擾試驗參照GB/T16927.2—2013中5.12的方法開展。記錄長度應(yīng)足夠長，以滿足所需參數(shù)（如T2或Tp）的計算或特定現(xiàn)象的觀察。數(shù)字記錄儀應(yīng)給出其輸入電阻值和電容值及其不確定度。1010（0.1%。注：噪聲水平影響雷電沖擊極值、操作沖擊峰值以及時間參數(shù)的評估。數(shù)字記錄儀性能滿足6.2.3、6.2.4、6.2.5和6.2.6要求的測量范圍為其標(biāo)定測量范圍。對用于標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀的要求10次測量的平均值確定。根據(jù)GB/T16927.2—2013（95%）：——0.7%，對于雷電全波和標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷）、操作沖擊電壓和矩形沖擊電流的電壓（電流）峰值的測量；——2%，對于波前截斷雷電沖擊電壓的峰值測量；——2%，對于各類型沖擊波前時間T1的測量；——1.5%，對于各類型沖擊半峰值時間T2的測量；——2%，對于標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷）的截斷時間Tc測量；——4%，對于波前截斷雷電沖擊的截斷時間Tc的測量；——2%，對于操作沖擊的峰值時間Tp的測量；——2%，對于矩形沖擊電流的持續(xù)時間Td和總持續(xù)時間Tt的測量。采樣率采樣率應(yīng)不小于60/Tx，其中Tx為測量時間間隔。數(shù)字記錄儀用于測量沖擊參數(shù)時，額定分辨率位數(shù)應(yīng)不低于9位，且測量峰值應(yīng)至少為滿刻度偏轉(zhuǎn)值的20%；根據(jù)5.5測量的時基誤差應(yīng)小于0.1%，測量平均周期值的最大相對標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于10%。上升時間應(yīng)不超過TX的2%，其中TX為測量時間間隔。在附錄A規(guī)定的干擾試驗中，任何偏離基準(zhǔn)值的最大幅度應(yīng)小于沖擊試驗所用量程的滿刻度偏轉(zhuǎn)的0.5%。記錄長度應(yīng)足夠長，以滿足所需參數(shù)（如T2或Tp）的計算或特定現(xiàn)象的觀察。0.1%。1111數(shù)字記錄儀的沖擊刻度因數(shù)的擴(kuò)展不確定應(yīng)不大于0.5%。在5.4中規(guī)定的時間范圍內(nèi)，沖擊刻度因數(shù)應(yīng)恒定在±0.5%以內(nèi)。試驗概述為滿足本文件要求，數(shù)字記錄儀需開展表3所示的相關(guān)試驗。所有校準(zhǔn)設(shè)備均應(yīng)直接或間接溯源至國際或國家標(biāo)準(zhǔn)，并記錄校準(zhǔn)過程。表3 認(rèn)數(shù)記儀需開的試驗項目合格/不合格試驗方法試驗要求試驗類別在某個量程開展在各個量程開展型式試驗例行試驗性能試驗性能校核沖擊刻度因數(shù)及時基5.16.2.4、6.2.6×××刻度因數(shù)非線性5.66.2.4×××上升時間×3.4.36.2.7×內(nèi)部噪聲水平×5.76.2.11×干擾試驗a×5.8、附錄A6.2.8×對同一型號數(shù)字記錄儀取一臺開展型式試驗。型式試驗由數(shù)字記錄儀的制造商委托具有資質(zhì)的試驗機(jī)構(gòu)完成。如制造商沒有提供型式試驗結(jié)果，則使用者應(yīng)安排試驗進(jìn)行設(shè)備檢驗。對每臺數(shù)字記錄儀均應(yīng)開展例行試驗。例行試驗由數(shù)字記錄儀制造商完成。如果制造商沒有提供例行試驗結(jié)果，則使用者應(yīng)安排試驗進(jìn)行設(shè)備檢驗。數(shù)字記錄儀維修后也應(yīng)開展例行試驗。對每臺新生產(chǎn)的數(shù)字記錄儀均應(yīng)開展性能試驗（校準(zhǔn)）。性能試驗間隔周期應(yīng)根據(jù)儀器以往的穩(wěn)定性確定。建議每年進(jìn)行一次性能試驗，最大間隔周期不應(yīng)超過五年。數(shù)字記錄儀大修后應(yīng)開展性能試驗。數(shù)字記錄儀的刻度因數(shù)變化超過1%時，應(yīng)開展性能試驗。僅當(dāng)整套測量系統(tǒng)的性能校核表明其刻度因數(shù)有顯著變化時，才應(yīng)對儀器開展性能校核。性能校核應(yīng)對沖擊試驗中需用的每一檔都進(jìn)行。若使用外部衰減器，且該衰減器未與分壓器或分流器一起校準(zhǔn)，則其應(yīng)包括在儀器的性能校核中。1212根據(jù)GB/T16927.2，用于認(rèn)可測量系統(tǒng)中的峰值電壓表的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于（置信度水平不低于95%，參見GB/T16927.2—2013的附錄A和附錄B）：——2%，對于雷電全波和標(biāo)準(zhǔn)雷電截波（波尾截斷）的電壓極值的測量；——2%，對于操作沖擊電壓、指數(shù)型沖擊電流和矩形沖擊電流的電壓（電流）峰值的測量。注：峰值電壓表只能測量電壓極值（Ue），不滿足測量標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊的試驗電壓（Ut）、波前截斷的雷電截波的峰值電壓或時間參數(shù)的要求。本文件規(guī)定測量不確定度的主要目的包括：——規(guī)定認(rèn)可數(shù)字記錄儀的測量不確定度限值?！鶕?jù)GB/T16927.2和GB/T16927.4等其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，數(shù)字記錄儀的不確定度是評估整套測量系統(tǒng)測量不確定度的必要分量。如GB/T16927.2和GB/T16927.4）性能記錄應(yīng)包括下述內(nèi)容：）；–/注：測量儀器的性能記錄可以是測量系統(tǒng)性能記錄的一部分。1313附錄A（規(guī)范性）高電壓大電流實驗室和試驗場的電磁干擾通用測量儀器應(yīng)用于高電壓或大電流實驗室和試驗場時，其電磁屏蔽性能可能滿足不了試驗要求。電磁干擾可能由空間瞬變電磁場感應(yīng)產(chǎn)生，也可能由信號線或電源線通過傳導(dǎo)引入。試驗過程中電磁干擾可能達(dá)到很高水平，尤其是在閃絡(luò)或擊穿的情況下。雖然此類現(xiàn)象通常與實際測量無關(guān)，但測量儀器應(yīng)確保在此類情況下也能夠正常工作。以下預(yù)防措施可降低電磁干擾，電磁場試驗可驗證儀器的抗干擾性能。將儀器置于對有關(guān)頻段具有足夠衰減作用的法拉第籠內(nèi)，可衰減直接透入儀器的電磁場干擾。這種法拉第籠由金屬箱體構(gòu)成，箱體上固定或活動的聯(lián)接點都應(yīng)有良好的導(dǎo)電性。這種金屬箱體可以是電磁屏蔽室或儀器箱殼，儀器箱殼可由兩部分組成，一是高效全屏蔽殼體（將數(shù)字記錄儀完全封閉起來），以滿足實時記錄和顯示信號的抗干擾要求；另一部分是可打開的箱殼，以便在沖擊波形記錄完成后連接計算機(jī)、繪圖儀和打印機(jī)，進(jìn)行后續(xù)操作。kHzMHz通過電壓分壓器側(cè)良好接地，采用雙屏蔽同軸電纜且外層屏蔽在電纜輸入端和儀器接入端兩端接地，以及（或）將電纜穿入兩端接地的金屬管內(nèi)等措施，可以減弱由于電流流經(jīng)測量電纜屏蔽層引起的干擾。另外，內(nèi)層和外層屏蔽應(yīng)在輸入端連接在一起，避免測量電纜和接地回路之間形成環(huán)路，也可以減弱干擾。盡可能提高輸入電壓，使數(shù)字記錄儀在其最大電壓量程內(nèi)工作，或在電纜末端和儀器間插入外部衰減器等措施，可減弱由于感應(yīng)或作用在測量電纜兩端的電位差而引起的干擾。采用光學(xué)方法（模擬或數(shù)字方式）傳輸信號可減小干擾，這種信號傳輸方法的傳輸特性要滿足GB/T16927.2的要求。不帶測量電纜的儀器，包括附加的任何屏蔽，應(yīng)能夠承受高電壓和大電流試驗回路產(chǎn)生的瞬態(tài)電場和磁場作用。在實驗室進(jìn)行的這類試驗表明，電場可達(dá)100kV/m，磁場可達(dá)1000A/m。這些電磁場可由充電的電容器通過球隙放電產(chǎn)生（見圖A.1）。1414對于電場試驗，與電容器相連的傳輸線末端應(yīng)連接匹配電阻（R=Z）。對于磁場試驗，與電容器相連的傳輸線應(yīng)短路（R=0）。這兩種試驗對應(yīng)的瞬態(tài)特性由試驗回路參數(shù)確定，試驗電壓為上升時間約50ns的階躍波，試驗電流為頻率約0.5MHz的阻尼振蕩波。注：使用浸在油中或壓縮氣體中的球隙來校核用于沖擊測試的儀器，可分別產(chǎn)生更短上升時間（數(shù)ns）的瞬態(tài)電壓和更高初始振蕩頻率（幾十MHz）的瞬態(tài)電流。實驗不適用于儀器工作在屏蔽良好的區(qū)域（例如在屏蔽的控制室中）的場合。U0——充電電壓；C——電容器；Z——傳輸線波阻抗；I——置于傳輸線末端的儀器C=20nF；L1=5m；L2=1m電場試驗：U0=40kV（R=Z）；磁場試驗：U0=100kV（R=0）圖A.1 場磁試驗1515附錄B（資料性）數(shù)字記錄儀刻度因數(shù)校準(zhǔn)示例采用沖擊校準(zhǔn)時，試驗接線如圖B.1所示。50%10被校數(shù)字記錄儀的實測沖擊刻度因數(shù)Fi按式（B.1）計算：FU0

（B.1）UiUsm式中：Fi——被校數(shù)字記錄儀的實測沖擊刻度因數(shù)，無量綱；U0——標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器的輸出電壓，V；Usm——被校數(shù)字記錄儀的多次重復(fù)測量電壓平均值，V。標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器同軸電纜標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器

被檢數(shù)字記錄儀接地端 接地端圖B.1數(shù)字記錄儀沖擊刻度因數(shù)校準(zhǔn)接線原理圖數(shù)字記錄儀沖擊刻度因數(shù)（電壓峰值）的相對誤差用公式（B.2）表示。式中：δFi——沖擊刻度因數(shù)的相對誤差，%。

FxFi100%Fi

（B.2）Fx——被校數(shù)字記錄儀的標(biāo)稱沖擊刻度因數(shù)；Fi——被校數(shù)字記錄儀的實測沖擊刻度因數(shù)。使用沖擊校準(zhǔn)還可以同時校準(zhǔn)數(shù)字記錄儀的時間參數(shù)測量誤差，同時記錄標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器的標(biāo)準(zhǔn)值和數(shù)字記錄儀的測量值，時間參數(shù)測量誤差用公式（B.3）表示。δTs——時間參數(shù)測量誤差

TSTN100%TN

（B.3）Ts——數(shù)字記錄儀時間參數(shù)的測量值；TN——標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器輸出波形的時間參數(shù)。161610%Osm。階躍校準(zhǔn)應(yīng)在數(shù)字記錄儀每個量程上進(jìn)行，直流電壓的幅值宜不低于滿量程偏轉(zhuǎn)的50%。被校數(shù)字記錄儀的實測沖擊刻度因數(shù)按公式（B.4）計算：iFU0i

（B.4）式中：U0——階躍波電源輸出直流電壓值，V；

OsmOsm——被校記錄儀的在標(biāo)稱時段內(nèi)多次重復(fù)測量電壓的總平均值，V。1717附錄C（）Fi（C.1）計算：FU0

（C.1）UiUsm式中：Fi——被校數(shù)字記錄儀的實測沖擊刻度因數(shù)，無量綱；U0——標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器的輸出電壓，V；Usm——被校數(shù)字記錄儀的多次重復(fù)測量電壓平均值，V。沖擊用數(shù)字記錄儀刻度因數(shù)校準(zhǔn)的不確定度來源包括：a）標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1r(U0)；b）電壓示值重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2r(Usm)；c）刻度因數(shù)線性度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3r(Usm)；u4rl(Usm)；u5r(Usm)；各輸入量之間不相關(guān)，刻度因數(shù)的不確定度傳播率可用公式（C.2）表示，評定結(jié)果為相對測量不確定度。u2)u2)u2)r 0r smcr iu2u2)u2)u2)u2)u2)1r 0 2r sm 3r sm 4r sm 5r sm

ucr(Fi)

（C.2）ucr（Fi）——刻度因數(shù)相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。u1r(U0)試驗中所使用的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓幅值的相對擴(kuò)展不確定度為6.0×10-3，包含因子k=2，則由標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：6.0103 3U0 3.010ks 2u2r(Usm)50V~1000V80.84/60μs、1.56/60μs1021?C40%C.1表C.1沖擊刻度因數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果1818輸入電壓值(V)0.84/601.56/60刻度因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(×10-4)刻度因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差(×10-4)正極性負(fù)極性正極性501.0032.31.81.0022.02.1801.0021.01.41.0021.21.71001.0020.60.71.0020.70.91501.0010.91.51.0010.61.62001.0001.11.01.0001.21.43000.9991.51.50.9991.11.55000.9991.01.20.9990.91.310000.9991.81.10.9991.10.9n1.000560.84/60μs波50V（）u2r(Usm)nurUm

smax7.2106u3r(Usm)根據(jù)表C.1計算刻度因數(shù)線性度引入的測量不確定度分量，假設(shè)為均勻分布，按B類方法進(jìn)行評定：u3r

U

0.0025553 1.48100.0025553u4r(Usm)0.00553數(shù)字記錄儀的使用環(huán)境溫度為10℃~30℃，根據(jù)數(shù)字記錄儀制造廠家的數(shù)據(jù)，數(shù)字記錄儀的溫度系數(shù)為0.05%/℃。假設(shè)為均勻分布，按B0.00553u4r

U

3.2103u5r(Usm)0.0023根據(jù)干擾試驗結(jié)果，有干擾引入的測量誤差為0.2%。假設(shè)為均勻分布，按B0.0023u5r

U

1.15103不確定度分量表件表C.2。1919表C.2 字錄沖刻度數(shù)準(zhǔn)不定量表不確定度分量不確定度分量來源評定方法分布類型相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度（×10-3）u1r(U0)標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓源B正態(tài)分布3u2r(Usm)測量重復(fù)性A正態(tài)分布0.0072u3r(Usm)刻度因數(shù)線性度B均勻分布1.48u4r(Usm)環(huán)境溫度變化B均勻分布3.2u5r(Usm)干擾電平B均勻分布1.15合成相對標(biāo)準(zhǔn)確定不確定度為：ucr(Fi)

u2)u2u2)u2)u2)u2)u2)1r 0 2r sm 3r sm4r sm 5r smC1.6擴(kuò)展不確定度的確定取包含因子k=2，擴(kuò)展相對不確定度U為：r Uku24.631031102（k=2r C1.7測量結(jié)果表達(dá)數(shù)字記錄儀沖擊刻度因數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果為：Fi=1.00056（1±1%）（k=2）。

TSTN100%TN

（C.3）Ts——數(shù)字記錄儀時間參數(shù)的測量值；TN——標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器的輸出時間參數(shù)。δTs——時間參數(shù)測量誤差沖擊用數(shù)字記錄儀刻度因數(shù)校準(zhǔn)的不確定度來源包括：u1r(TN)；u2r(TS)；u3r(TS)；u4r(TS)；各輸入量之間不相關(guān)，時間參數(shù)測量誤差的不確定度傳播率可用公式（C.4）表示，評定結(jié)果為相對測量不確定度。2020u2(Tu2(T)u2(T)u2(T)u2(T)1r N2r S3r S4r S

(TS)

（C.4）ucr(TS)——時間參數(shù)測量誤差相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。u1r(TN)若標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器輸出波形的時間參數(shù)擴(kuò)展不確定度為Us，則由標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓發(fā)生器不確定度引入的相對不確定度分量應(yīng)由下式計算得到：uT

（C.5）1r N k其中：k——包含因子，對于滿足正態(tài)分布的95%置信概率時，k=2。-22 1.010 1.010 5102半峰值時間測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：1.0102 3 5102u2r(TS)（0.84/60）μs、（1.56/60）μs10C.3C.4。表C.3 0.84/60間數(shù)校結(jié)果沖擊標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器δT1%δT2%s（T1）s（T2）校準(zhǔn)電壓點波前時間T1μs半峰值時間T2μs500.7959.85-1.0-0.540.00130.0008800.7959.85-1.1-0.520.00100.00061000.7959.85-1.3-0.500.00120.00051500.7959.85-1.1-0.530.0010.00052000.7959.85-1.2-0.580.00120.00043000.7959.85-1.1-0.520.00140.