（免费下载）GB/T 16896.2-2016 高电压和大电流试验测量用仪器和软件 第2部分：对冲击电压和冲击电流试验用软件的要求
1 范 围
1 范 围
对满足GB／T 16927.1-2011、GB／T 16927.2-2013、GB／T 16927.3-2010和GB／T 16927.4-2014所规定的测量不确定度和程序的软件，GB／T 16896的本部分规定了冲击电压和冲击电流试验波形和标准值。
本部分适用于计算冲击试验中记录到的冲击电压和冲击电流参数的软件。
本部分不适用于具有无法接受外部输入数据的内置固件的硬件。
本部分包括：
——确定必要的试验以表明软件的性能符合相关国家标准的要求；
——定义与数字处理有关的术语；
——规定标准冲击波的标准值和可接受的限值；
——规定性能记录的要求；
——规定评估测量不确定度软件分量的方法。
2 规范性引用文件
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB／T 16896.1-2005 高电压冲击测量仪器和软件 第1部分：对仪器的要求(IEC 61083-1：2001，MOD)
GB／T 16927.1-2011 高电压试验技术 第1部分：一般定义及试验要求(IEC 60060-1：2010，MOD)
GB／T 16927.2-2013 高电压试验技术 第2部分：测量系统(IEC 60060-2：2010，MOD)
GB／T 16927.3-2010 高电压试验技术 第3部分：现场试验的定义及要求(IEC 60060-3：2006，MOD)
GB／T 16927.4-2014 高电压和大电流试验技术 第4部分：试验电流和测量系统的定义和要求(IEC 62475：2010，MOD)
JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示
3 术语和定义
3.1
原始数据 raw data
数字记录仪将模拟信号转化为数码形式时采集并量化信息的原始记录，它可能已校正了偏置或乘了刻度因数。
3.2
处理后数据 processed data
原始数据通过任何处理(偏置校正和／或与固定的刻度因数相乘除外)后获得的数据。
3.3
内部噪声水平 internal noise level
当恒定电压施加在数字记录仪的输入端时，所记录采样值的标准偏差。
3.4
标准冲击 reference impulse
由试验数据发生器(TDG)提供的波形。
3.5
采样率(采样频率) sampling rate
单位时间内采样数。
3.6
分辨率(数字化处理中的) resolution(in digital processing)
准确度的量度，通过数字化系统能将两个信号采样的大小区分出来。
注：分辨率通常以位数来表示，它是对可能的不同信号水平表达为二进制形式时系统能够识别的最大数量。
3.7
试验数据发生器 test data generator；TDG
生成数字化标准数据文件的计算机程序，提供了合成的和记录的标准冲击波形。
表1 冲击电压参数定义对应标准条款
表2 冲击电流参数定义对应标准条款
4 试验数据发生器(TDG)
4.1 原则
用被试软件对试验数据发生器(TDG)提供的标准冲击波形进行处理，由处理得到的数据计算出的参数应在附录A给出的可接受限值内，以验证被试软件的性能。
TDG是本部分的组成部分，其编译代码适用于Windows1)操作系统，它是一个有内置帮助文件的菜单操作程序。附录C给出TDG的说明。
4.2 数据格式
由TDG产生的标准数据文件是模拟从用户的数字记录仪得到的原始数据。标准数据文件编写成两列ASCII码格式。它们各自的值以秒和伏(或安培)为单位给出。如果被试软件要求的数据格式或数值范围与TDG提供的数据格式或数值范围不对应，应使用适当的变换程序。
注：本部分不适用于不能直接或以变换的方式读出TDG标准冲击波形的软件。
1)Windows是微软公司产品的商标名称。给出此信息是为了标准使用者的便利，并不包含对此产品的认可。如果能够表明有相同的结果也可以使用等效的产品。
5 标准冲击参数值和可接受限值
5 标准冲击参数值和可接受限值
经过多个实验室的多轮试验，各实验室依据表1和表2独立计算出标准冲击波形的参数值。试验的统计平均值取为参数的标准值。
为了使用方便，本部分已经给出了可接受限值。
标准冲击波形的参数值见表A.1～表A.6。
6 软件测试
6.1 概述
TDG提供数据文件模拟数字记录仪的输出，来测试用于确定GB／T 16927.1-2011、GB／T 16927.3-2010和GB／T 16927.4-2014所规定的冲击参数的被试软件。这些标准的相关条款见表1和表2。
按照冲击类型，TDG将冲击波形分为6组：
——LI：雷电冲击全波；
——LIC：雷电冲击截波；
——SI：操作冲击波；
——IC：冲击电流波；
——OLI：振荡雷电冲击波；
——OSI：振荡操作冲击波。
6.2 性能测试
通过计算所选组(如LI组)的所有标准冲击波形来进行一种算法的性能测试。
应对每种计算方法以及与应用相关的每组波形的采样率、分辨率和噪声水平进行性能测试。
在试验中实际使用的计算方法与依据本标准验证的算法(其结果也被记入性能记录中)一致性的证明依据应作为性能记录的一部分。
可以对表1和表2所列冲击组的一种、多种或者所有的计算方法进行性能测试。
TDG的设置应选择与使用该软件的数字记录仪(或多台记录仪)的设置相匹配，包括采样率、分辨率和内部噪声水平的选择。由此产生的TDG记录，模拟了数字记录仪记录时所选择的标准冲击波输出。标准冲击波形在附录A中给出。
用户选择的用来评估算法的每个标准冲击波由TDG产生，并作为软件的输入替代数字记录仪的实际输出。测试时，由软件确定的参数值与附录A中给出的可接受限值进行比较。如果被试软件对某一组所有冲击计算的参数值在该组规定的可接受限值范围内，则可判断被试软件通过该组测试。
6.3 GB／T 16927.2-2013和／或GB／T 16927.4-2014中软件的不确定度分量
依据GB／T 16927.2-2013和／或GB／T 16927.4-2014标准进行不确定度计算时，应包括来自所采用软件的不确定度分量，由附录A相关参数的可接受限值来获得。对于某个参数的软件标准不确定度分量，可按B类不确定度，通过如下简化方法从附录A所示的相关波形(i＝1…n)的可接受限值半宽的最大值计算获得：
这些标准不确定度分量列在表3中。
关于术语和定义见GB／T 16927.2-2013或GB／T 16927.4-2014，尤其是两个标准的3.6、4.6、5.9和附录A。符号uB7中B7与这两个标准中编号一致(5.2.1.3～5.9)。
根据本部分被测参数的可接受范围是附录A中给出的标准值加上／减去其可接受限值。
当用软件来计算不同类型的冲击波形时(见表1和表2)，每个类型可能有不同的标准不确定度。如果计算的标准不确定度过大，可以使用附录B给出的替代方法或者用符合JJF 1059.1-2012的方法进行计算。
表3 采用简化程序时总不确定度中的软件标准不确定度分量
7 软件性能记录
7 软件性能记录
应在测量系统的性能记录中给出验证软件有效的计算方法(见GB／T 16896.1-2005、GB／T 16927.2-2013和GB／T 16927.4-2014)。
性能记录应包括：
——TDG的版本号及其相关设置；
——被试软件的名称、版本号及发布日期；
——软件测试时所采用的算法类型；
——软件测试和通过测试的参数清单。
附录A TDG冲击波形参数的标准值及其可接受的限值
附录A TDG冲击波形参数的标准值及其可接受的限值
表A.1 雷电冲击全波(LI)参数的标准值及其可接受的限值
表A.2 雷电冲击截波(LIC)的标准值及其可接受的限值
表A.3 操作冲击波(SI)参数的标准值及其可接受的限值
表A.4 冲击电流波(IC)参数的标准值及其可接受的限值
表A.5 振荡雷电冲击波(OLI)参数的标准值及其可接受的限值
表A.6 振荡操作冲击(OSI)参数的标准值及其可接受的限值
附录B 不确定度计算的替代方法
B.1 标准值的不确定度
表B.1～表B.6给出了计算过程。参数的标准值是这个参数n个独立实验室计算值的平均值x：
其中t分布上的因数置信因数水平为95％(k＝2)。
注：超过总体样本标准偏差3倍的样本，不包括在平均值x及其扩展不确定度Ux的计算中。
计算的标准不确定度应低于表A.1～表A.6给出的可接受限值，高于估算的标准不确定度；另一方面，表A.1～表A.6给出的可接受限值在计算标准不确定度和GB／T 16927.2-2013和GB／T 16927.4-2014为系统设定的总不确定度之间。
B.2 软件不确定度分量的计算
作为6.3的替代方法，可用参数的标准值xREF和被试软件的计算值之间的差值来计算不确定度。
在关于描述的软件的算法被试软件在识别对n个波形计算后，用计算观察到值的与标准值的最大差值来计算不同可以用来获得标准不确定度的第一个分量：
此外，应考虑标准值的不确定度。为此，在表B.1～表B.6中列出了确定每个标准值的平均值(x)、扩展不确定度(Ux)及观察到的次数n。在表中，扩展不确定度给出的置信水平为95％(k＝2)。
附录C 试验数据发生器(TDG)程序的说明
C.1 TDG程序概述
TDG程序是给用于确定冲击波形参数(GB／T 16927.1-2011、GB／T 16927.3-2010、GB／T 16927.4-2014)的被试软件提供数据组(相应标准暂态数字记录仪的输出文件)的软件程序。
这种综合的试验数据发生器包括一些综合冲击波形以及数字记录波形库。每个波形可以作为ASCII文件输出，并作为评价软件的冲击波形输入与一个给定的数字仪器结合来验证软件参数计算的不确定度。
为提供与数字记录仪性能匹配的试验数据输入，设定的参数应模拟数字记录仪的参数，包括有效的分辨率和采样率。本软件的处理所得的GB／T 16927.1-2011中定义的参数与本部分给出的参考值比较以确定评估算法的不确定度。
程序打开两个窗口，设置窗口：数字化仪参数和波形参数输入，图形窗口：显示波形。随着数字记录仪和波形设置的改变，结果会在图形窗口更新。模拟数据文件以文本文件输出，同时作为验证分析软件的输入文件。
