高電壓和大電流試驗(yàn)測(cè)量用儀器和軟件 第3部分：對(duì)交直流電壓和電流試驗(yàn)用硬件的要求

ICS19.080

CCSK40

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T16896.3—202X/IEC61083-3:2020

高電壓和大電流試驗(yàn)測(cè)量用儀器和軟件

第3部分：對(duì)交直流電壓和電流試驗(yàn)用硬

件的要求

Instrumentsandsoftwareusedformeasurement

inhigh-voltageandhigh-currenttests

Part3:Requirementsforhardwarefortestswithalternating

anddirectvoltagesandcurrents

（IEC61083-3：2020,IDT）

（在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上）

（征求意見稿）

20XX—XX—XX發(fā)布20XX—XX—XX實(shí)施

國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局

國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布

GB/TXXXX-202X

目次

前言....................................................................................................................................................................III

引言....................................................................................................................................................................IV

1范圍..................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件..............................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義......................................................................................................................................................1

3.1數(shù)字記錄儀器...........................................................................................................................................1

3.2額定值.......................................................................................................................................................2

3.3因數(shù)...........................................................................................................................................................3

3.4動(dòng)態(tài)性能...................................................................................................................................................3

3.5不確定度...................................................................................................................................................5

3.6試驗(yàn)...........................................................................................................................................................5

4使用條件..........................................................................................................................................................5

5校準(zhǔn)和試驗(yàn)方法..............................................................................................................................................6

5.1適用性.......................................................................................................................................................6

5.2數(shù)字記錄儀器的性能檢驗(yàn).......................................................................................................................6

5.3參考發(fā)生器的要求...................................................................................................................................6

5.4校驗(yàn)數(shù)字記錄儀器的方法.......................................................................................................................6

5.5校準(zhǔn)...........................................................................................................................................................6

5.6替代試驗(yàn)方法...........................................................................................................................................6

5.7不確定度分量...........................................................................................................................................7

5.8輸入阻抗...................................................................................................................................................7

6交流和直流測(cè)量的要求..................................................................................................................................7

6.1對(duì)用于認(rèn)可測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀器的要求.......................................................................................7

6.2單項(xiàng)要求...................................................................................................................................................7

6.3對(duì)用于參考測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀器的要求.......................................................................................8

6.4試驗(yàn)...........................................................................................................................................................8

7對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的不確定度影響..................................................................................................................9

8性能記錄..........................................................................................................................................................9

附錄A（規(guī)范性）高電壓大電流實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾................................................................11

A.1一般要求................................................................................................................................................11

A.2預(yù)防措施................................................................................................................................................11

A.3暫態(tài)感應(yīng)電磁場(chǎng)試驗(yàn)............................................................................................................................11

A.4電流注入試驗(yàn)........................................................................................................................................12

附錄B（資料性）高電壓大電流實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾——數(shù)字記錄儀器的建議.....................13

附錄C（資料性）采樣儀器幅值非線性的確定流程....................................................................................15

附錄D（資料性）示例和注意事項(xiàng)................................................................................................................18

D.1用于交流和直流電壓測(cè)量的數(shù)字記錄儀器的建議............................................................................18

D.2待測(cè)量的相關(guān)電壓和電流的特性示例................................................................................................19

D.3儀器必要上升時(shí)間的確定....................................................................................................................20

D.4各種交流與直流測(cè)量的補(bǔ)充注意事項(xiàng)................................................................................................21

圖1數(shù)碼k對(duì)應(yīng)的整體非線性s(k)...............................................................................................................3

圖2直流條件下微分非線性d(k)和數(shù)碼寬度w(k).......................................................................................4

I

GB/TXXXX-202X

圖A.1電磁場(chǎng)試驗(yàn)原理圖...............................................................................................................................12

圖A.2電流注入電纜屏蔽層...........................................................................................................................12

圖C.1采用4位A/D轉(zhuǎn)換對(duì)正弦波形進(jìn)行數(shù)字化.......................................................................................15

圖C.2采用4位A/D對(duì)正弦波數(shù)字化時(shí)的理想的數(shù)碼分布.......................................................................16

圖C.3對(duì)理想的正弦波信號(hào)進(jìn)行非理想測(cè)量時(shí)的示例................................................................................16

圖C.4積分非線性產(chǎn)生的差異的示例............................................................................................................17

表1使用條件..................................................................................................................................................6

表2數(shù)字記錄儀器的試驗(yàn)要求......................................................................................................................8

表B.1建議用于高電壓環(huán)境中的數(shù)字記錄儀器電磁干擾抗擾度水平........................................................13

表D.1相關(guān)電壓和電流...................................................................................................................................19

II

GB/TXXXX-202X

引言

數(shù)字記錄儀器是交直流電壓（電流）測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分，可將交直流電壓（電流）轉(zhuǎn)換裝置

輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，其測(cè)量準(zhǔn)確性直接影響整套測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量

性能。數(shù)字記錄儀器廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備生產(chǎn)廠家、高等院校、電網(wǎng)公司、檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)等單位，具有

應(yīng)用領(lǐng)域多、需求量大、性能要求高等特點(diǎn)。

2020年，國際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布了IEC61083-3:2020《高電壓和大電流試驗(yàn)測(cè)量用儀器和軟

件第3部分：對(duì)交直流電壓和電流試驗(yàn)用硬件的要求》，規(guī)定了數(shù)字記錄儀器在進(jìn)行交流或直流電流、

電壓試驗(yàn)時(shí)的功能、性能和數(shù)據(jù)接口要求，規(guī)定了其型式試驗(yàn)、例行試驗(yàn)和性能試驗(yàn)的流程方法，有利

于保障交流和直流試驗(yàn)中電壓和電流量值測(cè)量的準(zhǔn)確性，并已證明在不同實(shí)驗(yàn)室或測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)開展的試

驗(yàn)之間的等效性，對(duì)促進(jìn)數(shù)字記錄儀器的研發(fā)與生產(chǎn)，提升質(zhì)量檢測(cè)能力具有重要意義。

我國依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)制定本文件，有利于保證國內(nèi)外數(shù)字記錄儀器性能評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性，實(shí)現(xiàn)我

國檢測(cè)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)芰Φ膰H互認(rèn)；有利于將國內(nèi)對(duì)數(shù)字記錄儀器性能的特殊要求通過修改引用的方式

加強(qiáng)和完善，便于后續(xù)國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂；有利于消除貿(mào)易壁壘，為我國數(shù)字記錄儀器的生產(chǎn)企業(yè)打開

國際市場(chǎng)創(chuàng)造有利條件。

IV

GB/TXXXX-202X

高電壓和大電流試驗(yàn)測(cè)量用儀器和軟件第3部分：對(duì)交直流電壓

和電流試驗(yàn)用硬件的要求

1范圍

本文件適用于交直流高電壓和大電流試驗(yàn)中測(cè)量用數(shù)字記錄儀器。本文件規(guī)定了數(shù)字記錄儀器的

測(cè)量特性和校準(zhǔn)要求，以滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T16927.1，GB/T16927.2，GB/T16927.3，GB/T

16927.4，GB/T17627）規(guī)定的測(cè)量不確定度及程序要求。

本文件適用于依據(jù)本文件設(shè)計(jì)和型式試驗(yàn)的數(shù)字記錄儀器。

本文件：

——確定了數(shù)字記錄儀器在進(jìn)行交流（AC）或直流（DC）電壓、電流試驗(yàn)時(shí)的性能要求；

——規(guī)定了數(shù)字記錄儀器需滿足的必要要求，以確保其在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)下使用；

——制定了數(shù)字記錄儀器的試驗(yàn)方法和流程；

——定義了具有記錄功能和獲取原始數(shù)據(jù)功能的數(shù)字記錄儀器的有關(guān)術(shù)語。

注：附件D中列出了需要測(cè)量的相關(guān)交直流電壓和電流的例子。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；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/T16927.2高電壓試驗(yàn)技術(shù)第2部分：測(cè)量系統(tǒng)（IEC60060-2:2010,MOD）

GB/T16927.4高電壓試驗(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（IEC62475:2010,

MOD）

GB/T17627低壓電氣設(shè)備的高電壓試驗(yàn)技術(shù)定義、試驗(yàn)和程序要求、試驗(yàn)設(shè)備（IEC61180:2016,

MOD）

GB/T27418-2017測(cè)量不確定度評(píng)定和表示（ISO/IECGuide98-3:2008,MOD）

注：GB/T16927.2、GB/T17627、GB/T16927.4和GB/T27418-2017各文件被引用的內(nèi)容與IEC60060-2、IEC61180、

IEC62475和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。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1數(shù)字記錄儀器

3.1.1

認(rèn)可的儀器approvedinstrument

滿足本文件各條款要求的測(cè)量設(shè)備。

3.1.2

數(shù)字記錄儀器digitalrecordinginstrument

具有記錄輸入（信號(hào)）并進(jìn)行數(shù)字輸出功能的設(shè)備。

注1：本定義包括數(shù)字記錄儀、數(shù)字示波器、數(shù)字峰值電壓表和其他適用的含數(shù)字記錄功能的儀器。

注2：記錄數(shù)據(jù)的波形通常顯示在屏幕上，用于作圖或打印。由于此過程進(jìn)行了處理，可能會(huì)改變波形的形狀。

3.1.3

1

GB/TXXXX-202X

標(biāo)定測(cè)量范圍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

輸出output

數(shù)字記錄儀器在特定瞬間的顯示值或數(shù)字量。

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)稱輸出的最小輸入值。

3.1.6

偏置offset

數(shù)字記錄儀器零輸入時(shí)的輸出。

3.1.7

原始數(shù)據(jù)rawdata

當(dāng)數(shù)字記錄儀器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式時(shí)經(jīng)抽樣和量化信息獲得的原始記錄。進(jìn)行偏置校正

或乘以某常數(shù)比例因子后仍可認(rèn)為是原始數(shù)據(jù)。

3.1.8

試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間testduration

完成試驗(yàn)所需的時(shí)間間隔。

3.1.9

讀取速率readingrate

儀器顯示或存儲(chǔ)被測(cè)交直流電壓或電流讀數(shù)的速率。

注：采樣儀器的讀數(shù)一般通過計(jì)算后給出，例如若干采樣值的平均值（DC）或方均根值（AC）。

3.2額定值

3.2.1

額定分辨力ratedresolution

r

2的-N次冪，其中N為A/D轉(zhuǎn)換器的有效位數(shù)。定義為：

r=2?N

3.2.2

采樣率samplingrate

單位時(shí)間內(nèi)的采樣個(gè)數(shù)。

3.2.3

記錄長度recordlength

以時(shí)間單位或采樣總數(shù)表示的記錄持續(xù)長度。

3.2.4

預(yù)熱時(shí)間warm-uptime

2

GB/TXXXX-202X

從儀器首次開機(jī)到滿足使用要求的時(shí)間間隔。

3.3因數(shù)

3.3.1

刻度因數(shù)scalefactor

與經(jīng)偏置校正的輸出相乘得到被測(cè)輸入量的因數(shù)。

注：刻度因數(shù)包含任何內(nèi)置或外置的衰減器的比例，其通過校準(zhǔn)確定。

3.3.2

靜態(tài)刻度因數(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

幅值非線性non-linearityofamplitude

數(shù)字記錄儀器的實(shí)際輸出與標(biāo)稱值之間的偏差，通過將輸入電壓或輸入電流除以刻度因數(shù)來確定。

注：直流電壓或電流輸入時(shí)的靜態(tài)非線性與動(dòng)態(tài)條件下的非線性不同。

3.3.4

峰值因數(shù)peakfactor

由測(cè)量的峰值除以測(cè)量的方均根值（RMS）后得到的數(shù)值。

3.4動(dòng)態(tài)性能

3.4.1

積分非線性integralnon-linearity

s(k)

對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)上，測(cè)量的量化特性與基于靜態(tài)刻度因數(shù)的理想量化特性之間的偏差（見圖1）。

3.4.2

量化特性quantizationcharacteristic

表示數(shù)字記錄儀器輸出與產(chǎn)生此輸出的直流輸入電壓之間關(guān)系的特性（見圖1）。

注：量化特性的平均斜率等于A/D轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)刻度因數(shù)的倒數(shù)。

數(shù)碼

1

2

s(k)

k

輸入電壓/V

曲線1：理想5位數(shù)字記錄儀器的量化特性

曲線2：非線性的5位數(shù)字記錄儀器的量化特性（圖中選擇5位的低分辨力進(jìn)行說明）

圖1數(shù)碼k對(duì)應(yīng)的積分非線性s(k)

3

GB/TXXXX-202X

3.4.3

數(shù)碼code

用于標(biāo)識(shí)數(shù)字水平的整數(shù)。

3.4.4

數(shù)碼寬度codebinwidth

w(k)

歸屬數(shù)碼k的輸入電壓或電流范圍（見圖2）。

3.4.5

平均數(shù)碼寬度averagecodebinwidth

w0

滿刻度偏轉(zhuǎn)與額定分辨力的乘積。（見圖2）

注：平均數(shù)碼寬度約等于靜態(tài)刻度因數(shù)。

3.4.6

微分非線性differentialnon-linearity

d(k)

數(shù)碼k測(cè)得的數(shù)碼寬度w(k)與平均數(shù)碼寬度w0的差值除以平均數(shù)碼寬度w0（見圖2）。

w(k)?w

dk()=0

w0

數(shù)碼

B

7

6

w0

5

4

1

w(4)

3

2

2

w(2)

1

0

A

輸入電壓/V

曲線1：理想的3位數(shù)字記錄儀器的量化特性。

曲線2：在數(shù)碼k=2,3和4處有較大d(k)的3位數(shù)字?jǐn)?shù)字記錄儀器的量化特性。

直線AB：理想數(shù)字記錄儀器碼寬中點(diǎn)所連的直線（圖中選擇3位的低分辨力進(jìn)行說明）。

圖2直流條件下微分非線性d(k)和數(shù)碼寬度w(k)

3.4.7

上升時(shí)間risetime

tR

數(shù)字記錄儀器響應(yīng)階躍信號(hào)時(shí)，記錄曲線上穩(wěn)態(tài)幅值的10%和90%兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔。

4

GB/TXXXX-202X

3.4.8

時(shí)基timebase

數(shù)字記錄儀器的水平刻度單位，用于測(cè)量時(shí)間間隔。

3.5不確定度

3.5.1

不確定度uncertainty

利用可獲得的信息，表征賦予被測(cè)量量值分散性的參數(shù)。

注1：不確定度是一個(gè)無符號(hào)的正數(shù)。

注2：測(cè)量不確定度不應(yīng)與試驗(yàn)值容差混淆。

3.5.2

標(biāo)準(zhǔn)不確定度standarduncertainty

用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測(cè)量結(jié)果的不確定度。

3.6試驗(yàn)

3.6.1

校準(zhǔn)calibration

在規(guī)定條件下，通過參照標(biāo)準(zhǔn)建立示值和測(cè)量結(jié)果之間的關(guān)系的一組操作。

3.6.2

型式試驗(yàn)typetest

對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)樣品開展的符合性試驗(yàn)。

注：對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)，可理解為對(duì)組件或?qū)ο嗤O(shè)計(jì)的完整測(cè)量系統(tǒng)開展的試驗(yàn)，以表征其在工作條件下的特性。

3.6.3

例行試驗(yàn)routinetest

生產(chǎn)過程中或生產(chǎn)完成后對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行的符合性試驗(yàn)。

注：可理解為在運(yùn)行工況下對(duì)每個(gè)元件或整機(jī)進(jìn)行的表征其性能的試驗(yàn)。

3.6.4

性能試驗(yàn)performancetest

對(duì)整套測(cè)量系統(tǒng)在工作條件下檢測(cè)其性能的試驗(yàn)。

3.6.5

性能校核performancecheck

驗(yàn)證最近一次性能試驗(yàn)仍然有效的簡化程序。

3.6.6

性能記錄recordofperformance

由用戶建立和維護(hù)的詳細(xì)記錄，含測(cè)量系統(tǒng)的描述及已滿足本文件要求的證據(jù)，包括初始性能試驗(yàn)

的記錄、后續(xù)性能試驗(yàn)和性能校核的試驗(yàn)計(jì)劃和試驗(yàn)記錄。

4使用條件

在表1所示的使用條件限值范圍內(nèi)，數(shù)字記錄儀器應(yīng)能正常工作并滿足規(guī)定的不確定度要求。

5

GB/TXXXX-202X

表1使用條件

使用條件范圍

溫度5°C~40°C

環(huán)境

相對(duì)濕度（不凝露）10%~90%

額定電壓±10%（RMS）

電源電壓

額定電壓±12%（AC峰值）

電源

電源頻率額定頻率±5%

任何表1之外的使用條件，應(yīng)明確而清楚地記錄于性能記錄中。

注：GB/T18268.1描述了用于測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電氣設(shè)備電磁兼容性的通用要求。

5校準(zhǔn)和試驗(yàn)方法

5.1適用性

數(shù)字記錄儀器可滿足本文件的全部要求，或適用的部分要求。

5.2數(shù)字記錄儀器的性能檢驗(yàn)

用于高電壓和/或大電流測(cè)量的數(shù)字記錄儀器應(yīng)通過與可追溯至國家標(biāo)準(zhǔn)的參考系統(tǒng)進(jìn)行比較測(cè)量，

以確認(rèn)其準(zhǔn)確度及動(dòng)態(tài)性能同時(shí)滿足要求。

數(shù)字記錄儀器的性能檢驗(yàn)包含對(duì)每種類型儀器的型式試驗(yàn),對(duì)每臺(tái)儀器的例行試驗(yàn)，及對(duì)每臺(tái)儀器

的定期校準(zhǔn)。

高電壓大電流實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾試驗(yàn)，可參考附錄B。

5.3參考發(fā)生器的要求

僅當(dāng)數(shù)字記錄儀器含有用作參考的測(cè)量組件時(shí)，才有必要對(duì)參考波形發(fā)生器進(jìn)行校準(zhǔn)（見6.3）。

其它波形發(fā)生器，若能滿足幅值、頻率穩(wěn)定性和噪聲一般要求即可。

注：獲認(rèn)可的波形發(fā)生器，當(dāng)其輸出幅值和頻率的穩(wěn)定性在0.1%以內(nèi)、輸出噪聲小于1%時(shí)，可認(rèn)為滿足資質(zhì)要求。

5.4校驗(yàn)數(shù)字記錄儀器的方法

校驗(yàn)數(shù)字記錄儀器的方法包括：

a）校準(zhǔn)（確定刻度因數(shù)），見5.5；

b）動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)，見5.6.2；

c）內(nèi)部噪聲，見5.6.3；

d）干擾試驗(yàn)，見5.6.4；

e）顯示性能，見5.6.5。

5.5校準(zhǔn)

校準(zhǔn)是確定認(rèn)可的數(shù)字記錄儀器刻度因數(shù)的推薦方法，也是核查數(shù)字記錄儀器所記錄的時(shí)間參數(shù)

的推薦方法。實(shí)際值應(yīng)記錄在原始記錄中。

在直流電壓和直流電流情況下，校準(zhǔn)信號(hào)的極性應(yīng)與被測(cè)信號(hào)的極性保持一致。

在每個(gè)測(cè)量量程內(nèi)，應(yīng)選擇足夠數(shù)量的測(cè)試值，以對(duì)數(shù)字記錄儀器的輸出信號(hào)和對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)

行評(píng)估。刻度因數(shù)是輸入值和輸出值之商的平均值，不同的刻度因數(shù)可由不同的電壓和電流參數(shù)或由不

同波形的頻率來確定（例如：峰值和偏差、方均根值）。

所記錄的相關(guān)頻率和時(shí)間參數(shù)應(yīng)與可溯源的參考值進(jìn)行評(píng)估和比較。

每個(gè)試驗(yàn)所用的量程都應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，可建立校準(zhǔn)曲線或刻度因數(shù)表來減小非線性變換特性的影響。

5.6替代試驗(yàn)方法

5.6.1一般要求

6

GB/TXXXX-202X

當(dāng)本文件條文5.5規(guī)定的校準(zhǔn)方法不適用時(shí)，應(yīng)采用替代試驗(yàn)方法。雖然校準(zhǔn)是推薦的性能檢驗(yàn)方

法，替代試驗(yàn)方法可用于無法開展校準(zhǔn)試驗(yàn)的儀器類型，也可作為除校準(zhǔn)外的補(bǔ)充試驗(yàn)方法。

5.6.2上升時(shí)間和階躍響應(yīng)試驗(yàn)

施加階躍信號(hào)的上升時(shí)間應(yīng)小于規(guī)定限值的20%（見條文6.2.5），測(cè)量輸出信號(hào)的上升時(shí)間為響

應(yīng)曲線上穩(wěn)定幅值的10%和90%兩點(diǎn)的時(shí)間間隔。階躍信號(hào)的幅值應(yīng)為滿刻度偏轉(zhuǎn)值的(95±5)%。

在工作范圍內(nèi)，上升時(shí)間應(yīng)在不少于5個(gè)等級(jí)下測(cè)量（各等級(jí)之間宜保持恒定間隔，如1、2、5、

10序列）。

注：由于試驗(yàn)頻率通常低于400Hz，所以可以使用可產(chǎn)生幾kHz的標(biāo)準(zhǔn)波形發(fā)生器開展本試驗(yàn)（見附錄D.1）。

5.6.3內(nèi)部噪聲水平

應(yīng)施加幅值在數(shù)字記錄儀器量程內(nèi)的直流電壓。

應(yīng)以規(guī)定的采樣率進(jìn)行足夠的記錄，以獲得至少10個(gè)樣本。這些樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差被作為內(nèi)部噪聲

水平。

5.6.4干擾試驗(yàn)

附錄A給出了干擾試驗(yàn)要求。

5.6.5讀取速率

在試驗(yàn)過程中，讀數(shù)率應(yīng)足以捕捉到擊穿前的電壓，并達(dá)到所需的精度。

注：讀取速率不是采樣率。

5.7不確定度分量

制造商應(yīng)提供與預(yù)期應(yīng)用有關(guān)的數(shù)量的不確定度估計(jì)值。然后，依據(jù)GB/T16927.2、GB/T16927.4、

GB/T17627和IEC61083-41)進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，不確定度貢獻(xiàn)可用于評(píng)估不確定度。

5.8輸入阻抗

根據(jù)所使用的測(cè)量系統(tǒng)的類型，儀器的輸入阻抗可能影響測(cè)量系統(tǒng)的刻度因數(shù)和響應(yīng)。出于這個(gè)原

因，數(shù)字記錄儀器的輸入阻抗（電阻和電容）應(yīng)予以說明。

6交流和直流測(cè)量的要求

6.1對(duì)用于認(rèn)可測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀器的要求

認(rèn)可測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)滿足GB/T16927.2，GB/T17627和GB/T16927.4的規(guī)定，以及依據(jù)本文件開展測(cè)

量的數(shù)字記錄儀器的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于（置信度水平不低于95%）：

a）測(cè)量電壓（電流）：1%；

b）測(cè)量時(shí)間和頻率參數(shù)：1%。

此不確定度應(yīng)根據(jù)GB/T27418-2017評(píng)估。

注：根據(jù)GB/T16927.2，GB/T17627和GB/T16927.4，數(shù)字化儀的不確定度評(píng)估值應(yīng)作為完整測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)不

確定度來源。

6.2單項(xiàng)要求

6.2.1一般要求

為保證滿足6.1給出的限值，單個(gè)參數(shù)性能通常應(yīng)滿足6.2給出的限值要求。某些情況下，在整體

不確定度不超過6.1規(guī)定的前提下，單個(gè)或多個(gè)參數(shù)可超過限值要求。

6.2.2刻度因數(shù)

在規(guī)定的時(shí)間間隔和頻率范圍內(nèi)，刻度因數(shù)在±1%內(nèi)保持穩(wěn)定，且不確定度不超過1%。

1)正在起草中.在本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)處于IECACD61083-4:2022.

7

GB/TXXXX-202X

6.2.3采樣率

經(jīng)信號(hào)處理后的采樣率應(yīng)足夠高，應(yīng)能捕捉到峰值且滿足不確定度要求（見附錄D.1）。

滿足上述要求的采樣率通常不低于N/T，其中N是每個(gè)周期內(nèi)最高次諧波的采樣數(shù)量，T是在指定

的不確定度?SR時(shí)測(cè)得的最高次諧波的周期持續(xù)時(shí)間。N為?/arcos(1??SR)。

注：當(dāng)?SR為1%時(shí)，N為每周期23次采樣。這表示交流信號(hào)所需的最低采樣率為1.2kS/s（f=50Hz、無諧波），1.4kS/s

（f=60Hz、無諧波）。當(dāng)?SR為0.3%時(shí)，對(duì)含7次諧波的交流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，N為284。這表示交流信號(hào)所需的

最低采樣率為14.2kS/s（f=50Hz），17.0kS/s（f=60Hz）。

6.2.4額定分辨力

要求的額定分辨力取決于被測(cè)參數(shù)和要求的不確定度（見附錄D.1）。

6.2.5上升時(shí)間（帶寬）

數(shù)字記錄儀器所需的上升時(shí)間取決于不確定度的要求（見6.1），并與數(shù)字記錄儀器的模擬帶寬直接

相關(guān)。上升時(shí)間?R應(yīng)不超過1/(18??MAX)，其中?MAX是不確定度不超過1%的被測(cè)信號(hào)中包含的最高頻

率。更多信息見附錄D.3。

6.2.6噪聲水平

正常使用時(shí)內(nèi)部噪聲水平應(yīng)小于指定測(cè)量范圍下限值的0.1%。

6.2.7干擾

數(shù)字記錄儀器（或數(shù)字記錄儀器及配套屏蔽裝置）滿足以下的電磁兼容要求時(shí)，被認(rèn)為適用于電磁

環(huán)境。

按附錄A中規(guī)定的干擾試驗(yàn)基本幅值的最大偏轉(zhuǎn)幅度應(yīng)小于各試驗(yàn)量程滿刻度偏轉(zhuǎn)的1%。

注：應(yīng)按GB/T16927.2對(duì)于完整沖擊測(cè)量系統(tǒng)的要求開展干擾性能試驗(yàn)。

6.2.8幅值非線性

靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，動(dòng)態(tài)積分非線性和微分非線性測(cè)量應(yīng)滿足條文6.1要求。確定幅值非線性的試

驗(yàn)流程見附錄C。

注：當(dāng)動(dòng)態(tài)積分非線性在滿刻度偏轉(zhuǎn)的±0.5%之內(nèi)，微分非線性在±0.8%?0之內(nèi)，滿足6.1條的要求。

6.2.9數(shù)字記錄儀器的記錄長度

應(yīng)具有足夠的記錄長度，以保證所需的參數(shù)均能被評(píng)估或特征現(xiàn)象能夠被觀測(cè)（見附錄D.1）。

6.3對(duì)用于參考測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)字記錄儀器的要求

參考數(shù)字記錄儀器用于GB/T16927.2規(guī)定的參考測(cè)量系統(tǒng)，通過比較測(cè)量對(duì)被認(rèn)可測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行

校準(zhǔn)。根據(jù)GB/T16927.2的要求，參考測(cè)量系統(tǒng)中的數(shù)字記錄儀器的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不超過(置信度水

平不小于95%)：

a）測(cè)量電壓（電流）：0.3%；

b）測(cè)量頻率0.3%（如適用）。

6.2的所有單項(xiàng)要求均適用，無其他單項(xiàng)要求。

6.4試驗(yàn)

6.4.1一般要求

數(shù)字記錄儀器的試驗(yàn)要求如表2所示。

校準(zhǔn)中使用的所有儀器應(yīng)直接或間接溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)記錄校準(zhǔn)流程。

表2數(shù)字記錄儀器的試驗(yàn)要求

試驗(yàn)要求試驗(yàn)分類

合格/試驗(yàn)

試驗(yàn)項(xiàng)目某個(gè)輸入范圍每個(gè)輸入范圍型式試?yán)性囆阅茉囆阅苄?/p>

不合格方法

完整記錄完整記錄驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)核

動(dòng)態(tài)積分和微分非×6.2.8×

8

GB/TXXXX-202X

線性a

表2數(shù)字記錄儀器的試驗(yàn)要求（續(xù)）

試驗(yàn)要求試驗(yàn)分類

合格/試驗(yàn)

試驗(yàn)項(xiàng)目某個(gè)輸入范圍每個(gè)輸入范圍型式試?yán)性囆阅茉囆阅苄?/p>

不合格方法

完整記錄完整記錄驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)核

刻度因數(shù)（線性

5.56.2.2×××

度）

上升時(shí)間（帶寬）×5.6.26.2.5×

內(nèi)部噪聲水平×5.6.36.2.6×

干擾（EMC）×5.6.46.2.7×

讀取速率a5.6.5×2×

a如適用。

b本文件無特殊要求。

6.4.2型式試驗(yàn)

對(duì)同一型號(hào)數(shù)字記錄儀器取一臺(tái)開展型式試驗(yàn)。型式試驗(yàn)由數(shù)字記錄儀器的制造商委托具有資質(zhì)

的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)完成。如制造商沒有提供型式試驗(yàn)結(jié)果，則使用者應(yīng)安排試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)備檢驗(yàn)。

6.4.3例行試驗(yàn)

對(duì)每臺(tái)數(shù)字記錄儀器均應(yīng)開展例行試驗(yàn)。例行試驗(yàn)由數(shù)字記錄儀器制造商完成。如果制造商沒有提

供例行試驗(yàn)結(jié)果，則使用者應(yīng)安排試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)備檢驗(yàn)。

數(shù)字記錄儀器維修或改進(jìn)后也需進(jìn)行例行試驗(yàn)。

6.4.4性能試驗(yàn)

每臺(tái)新的數(shù)字記錄儀器應(yīng)進(jìn)行性能試驗(yàn)（校準(zhǔn)），使用中宜每年進(jìn)行1次，最長時(shí)間間隔不超過5

年。每次性能試驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)果應(yīng)保存在性能記錄中。

當(dāng)數(shù)字記錄儀器的性能校核表明其刻度因數(shù)的變化超過1%時(shí)，也需對(duì)其進(jìn)行性能試驗(yàn)。

6.4.5性能校核

當(dāng)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行的性能校核表明指定的刻度因數(shù)發(fā)生了明顯變化，則需要對(duì)數(shù)字記錄儀器進(jìn)

行性能校核。

性能校核應(yīng)對(duì)試驗(yàn)中數(shù)字記錄儀器的每一項(xiàng)設(shè)置進(jìn)行。

7對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的不確定度影響

本文件規(guī)定試驗(yàn)中的不確定度值,有兩個(gè)目的。主要目的是用于確定認(rèn)可數(shù)字記錄儀器的測(cè)量不確

定度限值。次要目的是在該數(shù)字記錄儀器的不確定度作為必要影響分量情況下，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)國家標(biāo)

準(zhǔn)（如GB/T16927.2和GB/T16927.4）規(guī)定的整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量不確定度的評(píng)定。

應(yīng)依據(jù)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T16927.2和GB/T16927.4）規(guī)定的程序，將認(rèn)可數(shù)字記

錄儀器的不確定度作為一個(gè)分量包含在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的合成不確定度中。

8性能記錄

性能記錄應(yīng)包含以下信息（若適用）：

a)標(biāo)稱特性

1）標(biāo)識(shí)（序列號(hào)、型號(hào)等）；

2）額定分辨力；

3）采樣率范圍；

4）最大記錄長度；

5）觸發(fā)功能；

9

GB/TXXXX-202X

6）輸入電壓最大和最小值；

7）輸入阻抗；

8）波形類型；

9）預(yù)熱時(shí)間；

10）使用條件范圍；

b)型式試驗(yàn)結(jié)果

c)例行試驗(yàn)結(jié)果

d)性能試驗(yàn)

1）每項(xiàng)性能試驗(yàn)的日期和時(shí)間；

2）每項(xiàng)性能試驗(yàn)的結(jié)果。

e)性能校核

1）每項(xiàng)性能校核的日期和時(shí)間

2）結(jié)果–合格/不合格（如果不合格，記錄處置情況）

注：測(cè)量儀器的性能記錄可以作為測(cè)量系統(tǒng)性能記錄的一部分。

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GB/TXXXX-202X

附錄A

（規(guī)范性）

高電壓大電流實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾

A.1一般要求

用于高電壓或大電流實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，通用數(shù)字記錄儀器的電磁屏蔽可能不夠。干擾可能由暫

態(tài)電磁場(chǎng)產(chǎn)生，也可能通過信號(hào)或電源線傳導(dǎo)引入。

干擾可能達(dá)到很高水平，尤其是在出現(xiàn)閃絡(luò)或擊穿的情況下更為突出。雖然上述情況不會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)

在實(shí)際測(cè)量中，但應(yīng)確保數(shù)字記錄儀器有應(yīng)對(duì)這些情況的能力。

下述對(duì)數(shù)字記錄儀器的要求和預(yù)防措施可降低這種干擾。

A.2預(yù)防措施

A.2.1電磁屏蔽

電磁場(chǎng)直接透入數(shù)字記錄儀器產(chǎn)生的干擾，可通過將數(shù)字記錄儀器放置于對(duì)相關(guān)頻段具有足夠衰

減作用的法拉第籠內(nèi)來減弱。這種法拉第籠由金屬箱體構(gòu)成，箱體上固定的或活動(dòng)的聯(lián)結(jié)點(diǎn)具有良好的

導(dǎo)電性。這個(gè)金屬箱體可以是帶屏蔽的控制室或儀器的箱殼。儀器的箱殼可由兩部分組成：一部分具有

高屏蔽效率（將數(shù)字記錄儀器完全封閉起來），以滿足實(shí)時(shí)的信號(hào)記錄或顯示的要求；另一部分可打開，

以便計(jì)算機(jī)、示波器或打印機(jī)在記錄完成后進(jìn)行操作。

A.2.2降低電源線的傳導(dǎo)干擾

主電源的傳導(dǎo)干擾可通過接入濾波器（有效頻段為幾十kHz到幾十MHz）來降低，應(yīng)在數(shù)字記錄

儀器和主電源之間接入繞組間電容較小的隔離變壓器。

A.2.3降低信號(hào)線的干擾

電流流經(jīng)測(cè)量電纜屏蔽層產(chǎn)生的干擾，可通過將電壓分壓器側(cè)有效接地，采用外層屏蔽在輸入端和

數(shù)字記錄儀器側(cè)兩端接地的三軸電纜，和（或）將電纜穿過兩端同時(shí)接地的金屬導(dǎo)管等措施來降低，內(nèi)

外屏蔽層應(yīng)在輸入端短接。避免測(cè)量電纜與接地回線之間形成環(huán)路也可以減少干擾。

由在測(cè)量電纜兩端間感應(yīng)或作用的電位差產(chǎn)生的干擾，可通過盡可能提高輸入電壓或輸入電流，使

數(shù)字記錄儀器在其最大量程工作，或在電纜末端與數(shù)字記錄儀器之間插入一外部衰減器來降低。

A.2.4光信號(hào)傳輸

光信號(hào)傳輸可（模擬或數(shù)字）降低干擾，這種傳輸鏈路的特性應(yīng)滿足GB/T16927.2的要求。

A.3暫態(tài)感應(yīng)電磁場(chǎng)試驗(yàn)

不含測(cè)量電纜的數(shù)字記錄儀器，包括其上添加的任何附加屏蔽，應(yīng)能承受高電壓或大電流試驗(yàn)電路

中產(chǎn)生的快速變化電磁場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行這類試驗(yàn)的結(jié)果表明，電場(chǎng)可達(dá)100kV/m，磁場(chǎng)可達(dá)1000A/m。

電磁場(chǎng)可通過可充電電容器通過球隙放電獲得，如圖A.1所示。

進(jìn)行電場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，與電容器連接的線路應(yīng)串聯(lián)浪涌阻抗（R=Z）。進(jìn)行磁場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，與電容器連接

的線路應(yīng)短路（R=0）。相關(guān)暫態(tài)性能參數(shù)由試驗(yàn)電路的參數(shù)決定，電壓信號(hào)為上升時(shí)間為50ns的階躍

波，電流信號(hào)為頻率為0.5MHz的阻尼振蕩波。

11

GB/TXXXX-202X

Z

U02

lR

Cl1

I

圖中：

I為位于線路末端的數(shù)字記錄儀器

Z為特征阻抗，C=20nF；l1=5m；l2=1m；

電場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，U0=40kV（R=Z）

磁場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，U0=100kV（R=0）

圖A.1電磁場(chǎng)試驗(yàn)原理圖

注：油或壓縮氣體浸泡的球隙能用于檢查監(jiān)測(cè)用SF6絕緣的交流/直流測(cè)試用數(shù)字記錄儀器。相應(yīng)的電壓和電流瞬態(tài)

將分別顯示較短的上升時(shí)間（幾納秒）和較高的初始振蕩頻率（幾十兆赫）。

數(shù)字記錄儀器在具有良好屏蔽的區(qū)域（如屏蔽控制室內(nèi)）工作時(shí)，則無需進(jìn)行本試驗(yàn)。

A.4電流注入試驗(yàn)

可按照下列方法注入測(cè)量和控制電纜屏蔽層的電流，開展校核：

電纜應(yīng)按正常工作方式連接到數(shù)字記錄儀器上。注入電纜屏蔽層的暫態(tài)電流宜采用峰值為100A、

頻率為1MHz的主阻尼振蕩波，并疊加一個(gè)峰值為10A、頻率10MHz~20MHz、持續(xù)時(shí)間不小于10ms

的振蕩。一種可能的試驗(yàn)電路如圖A.2。

I

U0

C

S

圖中：

S=測(cè)量分流器

U0=充電電壓

I=數(shù)字記錄儀器

C=電容器

圖A.2電流注入電纜屏蔽層

12

GB/TXXXX-202X

附錄B

（資料性）

高電壓大電流實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾——數(shù)字記錄儀器的建議

高電壓大電流實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境差異較大，可能會(huì)更惡劣或更好，對(duì)電磁干擾抗擾度提

出了更高的要求。為適應(yīng)上述電磁環(huán)境，數(shù)字記錄儀器的性能評(píng)價(jià)可能受益于表B.1中給出的部分抗擾

度試驗(yàn)。并非所有數(shù)字記錄儀器都需要進(jìn)行這些測(cè)試。性能判據(jù)如下所述。

判據(jù)A：在測(cè)試過程中和測(cè)試結(jié)束后，在規(guī)定范圍內(nèi)性能正常。

注：性能正常包括在指定測(cè)量不確定度限值范圍內(nèi)正常運(yùn)行和通訊。

判據(jù)B：在測(cè)試過程中，功能或性能出現(xiàn)可自恢復(fù)的暫時(shí)喪失或降低。在干擾停止后，數(shù)字記錄儀

器在規(guī)定范圍內(nèi)性能正常。

判據(jù)C：在測(cè)試過程中，功能或性能出現(xiàn)暫時(shí)喪失或降低，需要操作人員干預(yù)操作控制或重置系統(tǒng)

才能恢復(fù)。在干擾停止以及完成干預(yù)或重置后，數(shù)字記錄儀器在規(guī)定范圍內(nèi)性能正常。