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1、高电压和大电流试验测量用仪器和软件 第 3 部分：对交直流电压和电流试验用硬件的要求目次前言III引言IV1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义13.1 数字记录仪器13.2 额定值23.3 因数33.4 动态性能33.5 不确定度53.6 试验54 使用条件55 校准和试验方法65.1 适用性65.2 数字记录仪器的性能检验65.3 参考发生器的要求65.4 校验数字记录仪器的方法65.5 校准65.6 替代试验方法65.7 不确定度分量75.8 输入阻抗76 交流和直流测量的要求76.1 对用于认可测量系统的数字记录仪器的要求76.2 单项要求76.3 对用于参考测量系统的数字记录仪
2、器的要求86.4 试验87 对整个测量系统的不确定度影响98 性能记录9附录A（规范性）高电压大电流实验室和试验现场的电磁干扰11A.1 一般要求11A.2 预防措施11A.3 暂态感应电磁场试验11A.4 电流注入试验12附录B（资料性）高电压大电流实验室和试验现场的电磁干扰数字记录仪器的建议13附录C（资料性）采样仪器幅值非线性的确定流程15附录D（资料性）示例和注意事项18D.1 用于交流和直流电压测量的数字记录仪器的建议18D.2 待测量的相关电压和电流的特性示例19D.3 仪器必要上升时间的确定20D.4 各种交流与直流测量的补充注意事项21图 1数码 k 对应的整体非线性 s(k)
3、3图 2直流条件下微分非线性 d(k)和数码宽度 w(k)4I图 A.1 电磁场试验原理图12图 A.2 电流注入电缆屏蔽层12图 C.1 采用 4 位A/D 转换对正弦波形进行数字化15图 C.2 采用 4 位A/D 对正弦波数字化时的理想的数码分布16图 C.3 对理想的正弦波信号进行非理想测量时的示例16图 C.4 积分非线性产生的差异的示例17表 1使用条件6表 2数字记录仪器的试验要求8表 B.1 建议用于高电压环境中的数字记录仪器电磁干扰抗扰度水平13表 D.1 相关电压和电流19II高电压和大电流试验测量用仪器和软件 第 3 部分：对交直流电压和电流试验用硬件的要求1 范围本文件
4、适用于交直流高电压和大电流试验中测量用数字记录仪器。本文件规定了数字记录仪器的测量特性和校准要求，以满足相关国家标准（如 GB/T 16927.1，GB/T 16927.2，GB/T 16927.3，GB/T 16927.4，GB/T 17627）规定的测量不确定度及程序要求。本文件适用于依据本文件设计和型式试验的数字记录仪器。本文件：确定了数字记录仪器在进行交流（AC）或直流（DC）电压、电流试验时的性能要求；规定了数字记录仪器需满足的必要要求，以确保其在相关标准下使用；制定了数字记录仪器的试验方法和流程；定义了具有记录功能和获取原始数据功能的数字记录仪器的有关术语。注：附件 D 中列出了需
5、要测量的相关交直流电压和电流的例子。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 16927.2 高电压试验技术 第 2 部分：测量系统（IEC 60060-2:2010, MOD）GB/T 16927.4 高电压试验技术 第 4 部分：试验电流和测量系统的定义和要求（IEC 62475:2010, MOD）GB/T 17627 低压电气设备的高电压试验技术定义、试验和程序要求、试验设备（IEC 61180:2016, MOD）
6、GB/T 27418-2017 测量不确定度评定和表示（ISO/IEC Guide 98-3:2008, MOD）注：GB/T 16927.2、GB/T 17627、GB/T 16927.4 和 GB/T 27418-2017 各文件被引用的内容与 IEC 60060-2、IEC 61180、IEC 62475 和 ISO/IEC Guide 98-3:2008 各国际标准化文件被引用的内容没有技术上的差异。 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 数字记录仪器3.1.1 3.1.1认可的仪器approved instrument满足本文件各条款要求的测量设备。3.1.2 3.1.2
7、数字记录仪器digital recording instrument具有记录输入（信号）并进行数字输出功能的设备。注 1：本定义包括数字记录仪、数字示波器、数字峰值电压表和其他适用的含数字记录功能的仪器。注 2：记录数据的波形通常显示在屏幕上，用于作图或打印。由于此过程进行了处理，可能会改变波形的形状。3.1.3 3.1.31标定测量范围 assigned measurement range满足本文件规定不确定度限值的输入电压范围。3.1.4 3.1.4输出output数字记录仪器在特定瞬间的显示值或数字量。3.1.5 3.1.5满刻度偏转full-scale deflection在给定量程下
8、使仪器产生最大标称输出的最小输入值。 3.1.6 3.1.6偏置offset数字记录仪器零输入时的输出。3.1.7 3.1.7原始数据 raw data当数字记录仪器将模拟信号转换为数字形式时经抽样和量化信息获得的原始记录。进行偏置校正或乘以某常数比例因子后仍可认为是原始数据。3.1.8 3.1.8试验持续时间test duration完成试验所需的时间间隔。3.1.9 3.1.9读取速率reading rate仪器显示或存储被测交直流电压或电流读数的速率。注：采样仪器的读数一般通过计算后给出，例如若干采样值的平均值（DC）或方均根值（AC）。3.2 额定值3.2.1 3.2.1额定分辨力ra
9、ted resolutionr2 的-N 次幂，其中 N 为 A/D 转换器的有效位数。定义为：r = 2-N3.2.2 3.2.2采样率sampling rate单位时间内的采样个数。3.2.3 3.2.3记录长度record length以时间单位或采样总数表示的记录持续长度。3.2.4 3.2.4预热时间warm-up time2从仪器首次开机到满足使用要求的时间间隔。3.3 因数3.3.1 3.3.1刻度因数scale factor与经偏置校正的输出相乘得到被测输入量的因数。注：刻度因数包含任何内置或外置的衰减器的比例，其通过校准确定。3.3.2 3.3.2静态刻度因数static s
10、cale factor确定直流电压或直流电流输入量的刻度因数。3.3.3 3.3.3幅值非线性non-linearity of amplitude数字记录仪器的实际输出与标称值之间的偏差，通过将输入电压或输入电流除以刻度因数来确定。注：直流电压或电流输入时的静态非线性与动态条件下的非线性不同。3.3.4 3.3.4峰值因数peak factor由测量的峰值除以测量的方均根值（RMS）后得到的数值。3.4 动态性能3.4.1 3.4.1积分非线性integral non-linearitys(k)对应测量点上，测量的量化特性与基于静态刻度因数的理想量化特性之间的偏差（见图 1）。3.4.2 3.
11、4.2量化特性quantization characteristic表示数字记录仪器输出与产生此输出的直流输入电压之间关系的特性（见图 1）。12s(k)注：量化特性的平均斜率等于 A/D 转换器的静态刻度因数的倒数。数码k输入电压/ V曲线 1：理想 5 位数字记录仪器的量化特性曲线 2：非线性的 5 位数字记录仪器的量化特性（图中选择 5 位的低分辨力进行说明）图1 数码 k 对应的积分非线性 s(k)33.4.3 3.4.3数码code用于标识数字水平的整数。3.4.4 3.4.4数码宽度code bin widthw(k)归属数码 k 的输入电压或电流范围（见图 2）。3.4.5 3.
12、4.5平均数码宽度average code bin widthw0满刻度偏转与额定分辨力的乘积。（见图 2）注：平均数码宽度约等于静态刻度因数。3.4.6 3.4.6微分非线性differential non-linearityd(k)数码 k 测得的数码宽度 w(k)与平均数码宽度 w0 的差值除以平均数码宽度 w0（见图 2）。d (k ) = w(k ) - w0w0Bw01w (4)2w (2)A数码76543210输入电压/V曲线 1：理想的 3 位数字记录仪器的量化特性。曲线 2： 在数码 k=2,3 和 4 处有较大 d(k)的 3 位数字数字记录仪器的量化特性。直线 AB：理想
13、数字记录仪器码宽中点所连的直线（图中选择 3 位的低分辨力进行说明）。图2 直流条件下微分非线性 d(k)和数码宽度 w(k)3.4.7 3.4.7上升时间rise timetR数字记录仪器响应阶跃信号时，记录曲线上稳态幅值的 10%和 90%两点间的时间间隔。43.4.8 3.4.8时基time base数字记录仪器的水平刻度单位，用于测量时间间隔。3.5 不确定度3.5.1 3.5.1不确定度uncertainty利用可获得的信息，表征赋予被测量量值分散性的参数。注 1：不确定度是一个无符号的正数。注 2：测量不确定度不应与试验值容差混淆。3.5.2 3.5.2标准不确定度standard
14、 uncertainty用标准偏差表示的测量结果的不确定度。3.6 试验3.6.1 3.6.1校准calibration在规定条件下，通过参照标准建立示值和测量结果之间的关系的一组操作。3.6.2 3.6.2型式试验type test对一台或多台样品开展的符合性试验。注：对于测量系统，可理解为对组件或对相同设计的完整测量系统开展的试验，以表征其在工作条件下的特性。3.6.3 3.6.3例行试验routine test生产过程中或生产完成后对每个产品进行的符合性试验。注：可理解为在运行工况下对每个元件或整机进行的表征其性能的试验。3.6.4 3.6.4性能试验performance test对整
15、套测量系统在工作条件下检测其性能的试验。3.6.5 3.6.5性能校核performance check验证最近一次性能试验仍然有效的简化程序。 3.6.6 3.6.6性能记录record of performance由用户建立和维护的详细记录，含测量系统的描述及已满足本文件要求的证据，包括初始性能试验的记录、后续性能试验和性能校核的试验计划和试验记录。4 使用条件在表 1 所示的使用条件限值范围内，数字记录仪器应能正常工作并满足规定的不确定度要求。5表1 使用条件6使用条件范围环境温度5C40C相对湿度（不凝露）10%90%电源电源电压额定电压10%（RMS）额定电压12%（AC 峰值）电源
16、频率额定频率5%任何表 1 之外的使用条件，应明确而清楚地记录于性能记录中。注：GB/T 18268.1 描述了用于测量、控制和实验室用的电气设备电磁兼容性的通用要求。5 校准和试验方法5.1 适用性数字记录仪器可满足本文件的全部要求，或适用的部分要求。5.2 数字记录仪器的性能检验用于高电压和/或大电流测量的数字记录仪器应通过与可追溯至国家标准的参考系统进行比较测量， 以确认其准确度及动态性能同时满足要求。数字记录仪器的性能检验包含对每种类型仪器的型式试验,对每台仪器的例行试验，及对每台仪器的定期校准。高电压大电流实验室和现场的电磁干扰试验，可参考附录 B。5.3 参考发生器的要求仅当数字记
17、录仪器含有用作参考的测量组件时，才有必要对参考波形发生器进行校准（见 6.3）。其它波形发生器，若能满足幅值、频率稳定性和噪声一般要求即可。注：获认可的波形发生器，当其输出幅值和频率的稳定性在 0.1%以内、输出噪声小于 1%时，可认为满足资质要求。5.4 校验数字记录仪器的方法校验数字记录仪器的方法包括： a） 校准（确定刻度因数），见 5.5； b） 动态性能试验，见 5.6.2；c） 内部噪声，见 5.6.3； d） 干扰试验，见 5.6.4； e） 显示性能，见 5.6.5。5.5 校准校准是确定认可的数字记录仪器刻度因数的推荐方法，也是核查数字记录仪器所记录的时间参数的推荐方法。实际
18、值应记录在原始记录中。在直流电压和直流电流情况下，校准信号的极性应与被测信号的极性保持一致。在每个测量量程内，应选择足够数量的测试值，以对数字记录仪器的输出信号和对应的校准信号进行评估。刻度因数是输入值和输出值之商的平均值，不同的刻度因数可由不同的电压和电流参数或由不同波形的频率来确定（例如：峰值和偏差、方均根值）。所记录的相关频率和时间参数应与可溯源的参考值进行评估和比较。每个试验所用的量程都应进行校准，可建立校准曲线或刻度因数表来减小非线性变换特性的影响。5.6 替代试验方法5.6.1 一般要求当本文件条文 5.5 规定的校准方法不适用时，应采用替代试验方法。虽然校准是推荐的性能检验方法，
19、替代试验方法可用于无法开展校准试验的仪器类型，也可作为除校准外的补充试验方法。5.6.2 上升时间和阶跃响应试验施加阶跃信号的上升时间应小于规定限值的 20%（见条文 6.2.5），测量输出信号的上升时间为响应曲线上稳定幅值的 10%和 90%两点的时间间隔。阶跃信号的幅值应为满刻度偏转值的(955)% 。在工作范围内，上升时间应在不少于 5 个等级下测量（各等级之间宜保持恒定间隔，如 1、2、5、10 序列）。注：由于试验频率通常低于 400Hz，所以可以使用可产生几 kHz 的标准波形发生器开展本试验（见附录 D.1）。5.6.3 内部噪声水平应施加幅值在数字记录仪器量程内的直流电压。应以
20、规定的采样率进行足够的记录，以获得至少 10 个样本。这些样本的标准偏差被作为内部噪声水平。5.6.4 干扰试验附录A 给出了干扰试验要求。5.6.5 读取速率在试验过程中，读数率应足以捕捉到击穿前的电压，并达到所需的精度。注：读取速率不是采样率。5.7 不确定度分量制造商应提供与预期应用有关的数量的不确定度估计值。然后，依据 GB/T 16927.2、GB/T 16927.4、GB/T 17627 和 IEC 61083-4 1)进行测量不确定度评定，不确定度贡献可用于评估不确定度。5.8 输入阻抗根据所使用的测量系统的类型，仪器的输入阻抗可能影响测量系统的刻度因数和响应。出于这个原因，数字
21、记录仪器的输入阻抗（电阻和电容）应予以说明。6 交流和直流测量的要求6.1 对用于认可测量系统的数字记录仪器的要求认可测量系统应满足 GB/T 16927.2，GB/T 17627 和GB/T 16927.4 的规定，以及依据本文件开展测量的数字记录仪器的扩展不确定度应不大于（置信度水平不低于 95%）：a） 测量电压（电流）：1%；b） 测量时间和频率参数：1%。此不确定度应根据GB/T 27418-2017 评估。注：根据 GB/T 16927.2，GB/T 17627 和 GB/T 16927.4，数字化仪的不确定度评估值应作为完整测量系统的一个不确定度来源。6.2 单项要求6.2.1
22、一般要求为保证满足 6.1 给出的限值，单个参数性能通常应满足 6.2 给出的限值要求。某些情况下，在整体不确定度不超过 6.1 规定的前提下，单个或多个参数可超过限值要求。6.2.2 刻度因数在规定的时间间隔和频率范围内，刻度因数在1%内保持稳定，且不确定度不超过 1%。1)正在起草中. 在本标准发布时处于 IEC ACD 61083-4:2022.76.2.3 采样率经信号处理后的采样率应足够高，应能捕捉到峰值且满足不确定度要求（见附录D.1）。满足上述要求的采样率通常不低于 N/T，其中 N 是每个周期内最高次谐波的采样数量，T 是在指定的不确定度𝑈SR时测得的最高次谐波
23、的周期持续时间。N 为𝜋/arcos(1 𝑈SR)。注：当𝑈SR为 1%时，N 为每周期 23 次采样。这表示交流信号所需的最低采样率为 1.2kS/s（f=50Hz、无谐波），1.4kS/s（f=60Hz、无谐波）。当𝑈SR为 0.3%时，对含 7 次谐波的交流信号进行测量，N 为 284。这表示交流信号所需的最低采样率为 14.2kS/s（f=50Hz），17.0kS/s（f=60Hz）。6.2.4 额定分辨力要求的额定分辨力取决于被测参数和要求的不确定度（见附录 D.1）。6.2.5 上升时间（带宽）数字记录仪器所需的上升时
24、间取决于不确定度的要求（见 6.1），并与数字记录仪器的模拟带宽直接相关。上升时间𝑡R应不超过1/(18 𝑓MAX)，其中𝑓MAX是不确定度不超过 1%的被测信号中包含的最高频率。更多信息见附录 D.3。6.2.6 噪声水平正常使用时内部噪声水平应小于指定测量范围下限值的 0.1%。6.2.7 干扰数字记录仪器（或数字记录仪器及配套屏蔽装置）满足以下的电磁兼容要求时，被认为适用于电磁环境。按附录 A 中规定的干扰试验基本幅值的最大偏转幅度应小于各试验量程满刻度偏转的 1%。注：应按 GB/T 16927.2 对于完整冲击测量系统的要求开展干扰性能
25、试验。6.2.8 幅值非线性静态和动态试验中，动态积分非线性和微分非线性测量应满足条文 6.1 要求。确定幅值非线性的试验流程见附录C。注：当动态积分非线性在满刻度偏转的0.5%之内，微分非线性在0.8%𝜔0之内，满足 6.1 条的要求。6.2.9 数字记录仪器的记录长度应具有足够的记录长度，以保证所需的参数均能被评估或特征现象能够被观测（见附录 D.1）。6.3 对用于参考测量系统的数字记录仪器的要求参考数字记录仪器用于 GB/T 16927.2 规定的参考测量系统，通过比较测量对被认可测量系统进行校准。根据 GB/T 16927.2 的要求，参考测量系统中的数字记录仪器的扩
26、展不确定度应不超过(置信度水平不小于 95%)：a） 测量电压（电流）：0.3%；b） 测量频率 0.3%（如适用）。6.2 的所有单项要求均适用，无其他单项要求。6.4 试验6.4.1 一般要求数字记录仪器的试验要求如表 2 所示。校准中使用的所有仪器应直接或间接溯源至国家标准，同时应记录校准流程。表2 数字记录仪器的试验要求试验项目合格/ 不合格试验方法试验要求试验分类某个输入范围完整记录每个输入范围完整记录型式试验例行试验性能试验性能校核动态积分和微分非6.2.88线性 a表 2 数字记录仪器的试验要求（续）试验项目合格/ 不合格试验方法试验要求试验分类 某个输入范围完整记录每个输入范围
27、完整记录型式试验例行试验 性能试验 性能校核 刻度因数（线性度）5.56.2.2上升时间（带宽）5.6.26.2.5内部噪声水平5.6.36.2.6干扰（EMC）5.6.46.2.7读取速率 a5.6.52a 如适用。b 本文件无特殊要求。6.4.2 型式试验对同一型号数字记录仪器取一台开展型式试验。型式试验由数字记录仪器的制造商委托具有资质的试验机构完成。如制造商没有提供型式试验结果，则使用者应安排试验进行设备检验。6.4.3 例行试验对每台数字记录仪器均应开展例行试验。例行试验由数字记录仪器制造商完成。如果制造商没有提供例行试验结果，则使用者应安排试验进行设备检验。数字记录仪器维修或改进后
28、也需进行例行试验。6.4.4 性能试验每台新的数字记录仪器应进行性能试验（校准），使用中宜每年进行 1 次，最长时间间隔不超过 5年。每次性能试验的数据和结果应保存在性能记录中。当数字记录仪器的性能校核表明其刻度因数的变化超过 1%时，也需对其进行性能试验。6.4.5 性能校核当整个测量系统进行的性能校核表明指定的刻度因数发生了明显变化，则需要对数字记录仪器进行性能校核。性能校核应对试验中数字记录仪器的每一项设置进行。7 对整个测量系统的不确定度影响本文件规定试验中的不确定度值,有两个目的。主要目的是用于确定认可数字记录仪器的测量不确定度限值。次要目的是在该数字记录仪器的不确定度作为必要影响分
29、量情况下，用于实现对相关国家标准（如 GB/T 16927.2 和GB/T 16927.4）规定的整个测量系统测量不确定度的评定。应依据整个测量系统的相关标准（如 GB/T 16927.2 和 GB/T 16927.4）规定的程序，将认可数字记录仪器的不确定度作为一个分量包含在整个测量系统的合成不确定度中。8 性能记录性能记录应包含以下信息（若适用）：a) 标称特性1） 标识（序列号、型号等）；2） 额定分辨力；3） 采样率范围；4） 最大记录长度；5） 触发功能；96） 输入电压最大和最小值；7） 输入阻抗；8） 波形类型；9） 预热时间；10） 使用条件范围；b) 型式试验结果c) 例行试
30、验结果d) 性能试验1） 每项性能试验的日期和时间；2） 每项性能试验的结果。e) 性能校核1） 每项性能校核的日期和时间2） 结果 合格/不合格（如果不合格，记录处置情况）注：测量仪器的性能记录可以作为测量系统性能记录的一部分。10附录A（规范性）高电压大电流实验室和试验现场的电磁干扰A.1 一般要求用于高电压或大电流实验室和试验现场时，通用数字记录仪器的电磁屏蔽可能不够。干扰可能由暂态电磁场产生，也可能通过信号或电源线传导引入。干扰可能达到很高水平，尤其是在出现闪络或击穿的情况下更为突出。虽然上述情况不会经常出现在实际测量中，但应确保数字记录仪器有应对这些情况的能力。下述对数字记录仪器的要
31、求和预防措施可降低这种干扰。A.2 预防措施A.2.1 电磁屏蔽电磁场直接透入数字记录仪器产生的干扰，可通过将数字记录仪器放置于对相关频段具有足够衰减作用的法拉第笼内来减弱。这种法拉第笼由金属箱体构成，箱体上固定的或活动的联结点具有良好的导电性。这个金属箱体可以是带屏蔽的控制室或仪器的箱壳。仪器的箱壳可由两部分组成：一部分具有高屏蔽效率（将数字记录仪器完全封闭起来），以满足实时的信号记录或显示的要求；另一部分可打开， 以便计算机、示波器或打印机在记录完成后进行操作。A.2.2 降低电源线的传导干扰主电源的传导干扰可通过接入滤波器（有效频段为几十 kHz 到几十 MHz）来降低，应在数字记录仪器
32、和主电源之间接入绕组间电容较小的隔离变压器。A.2.3 降低信号线的干扰电流流经测量电缆屏蔽层产生的干扰，可通过将电压分压器侧有效接地，采用外层屏蔽在输入端和数字记录仪器侧两端接地的三轴电缆，和（或）将电缆穿过两端同时接地的金属导管等措施来降低，内外屏蔽层应在输入端短接。避免测量电缆与接地回线之间形成环路也可以减少干扰。由在测量电缆两端间感应或作用的电位差产生的干扰，可通过尽可能提高输入电压或输入电流，使数字记录仪器在其最大量程工作，或在电缆末端与数字记录仪器之间插入一外部衰减器来降低。A.2.4 光信号传输光信号传输可（模拟或数字）降低干扰，这种传输链路的特性应满足GB/T 16927.2
33、的要求。A.3 暂态感应电磁场试验不含测量电缆的数字记录仪器，包括其上添加的任何附加屏蔽，应能承受高电压或大电流试验电路中产生的快速变化电磁场。实验室进行这类试验的结果表明，电场可达 100kV/m，磁场可达 1000A/m。电磁场可通过可充电电容器通过球隙放电获得，如图 A.1 所示。进行电场试验时，与电容器连接的线路应串联浪涌阻抗（R=Z）。进行磁场试验时，与电容器连接的线路应短路（R=0）。相关暂态性能参数由试验电路的参数决定，电压信号为上升时间为 50ns 的阶跃波，电流信号为频率为 0.5MHz 的阻尼振荡波。112ZU0Cl1RIl图中：I 为位于线路末端的数字记录仪器Z 为特征阻
34、抗，C=20 nF；l1=5 m；l2=1 m； 电场试验时，U0=40 kV（R=Z）磁场试验时，U0=100 kV（R=0）图 A.1 电磁场试验原理图注：油或压缩气体浸泡的球隙能用于检查监测用 SF6 绝缘的交流/直流测试用数字记录仪器。相应的电压和电流瞬态将分别显示较短的上升时间（几纳秒）和较高的初始振荡频率（几十兆赫）。数字记录仪器在具有良好屏蔽的区域（如屏蔽控制室内）工作时，则无需进行本试验。A.4 电流注入试验可按照下列方法注入测量和控制电缆屏蔽层的电流，开展校核：IU0CS电缆应按正常工作方式连接到数字记录仪器上。注入电缆屏蔽层的暂态电流宜采用峰值为 100A、频率为 1MHz
35、 的主阻尼振荡波，并叠加一个峰值为 10A、频率 10MHz20MHz、持续时间不小于 10ms 的振荡。一种可能的试验电路如图A.2。图中：S=测量分流器U0=充电电压 I=数字记录仪器C=电容器图 A.2 电流注入电缆屏蔽层12附录B（资料性）高电压大电流实验室和试验现场的电磁干扰数字记录仪器的建议高电压大电流实验室和试验现场的电磁环境差异较大，可能会更恶劣或更好，对电磁干扰抗扰度提出了更高的要求。为适应上述电磁环境，数字记录仪器的性能评价可能受益于表 B.1 中给出的部分抗扰度试验。并非所有数字记录仪器都需要进行这些测试。性能判据如下所述。判据A：在测试过程中和测试结束后，在规定范围内性
36、能正常。注：性能正常包括在指定测量不确定度限值范围内正常运行和通讯。判据B：在测试过程中，功能或性能出现可自恢复的暂时丧失或降低。在干扰停止后，数字记录仪器在规定范围内性能正常。判据C：在测试过程中，功能或性能出现暂时丧失或降低，需要操作人员干预操作控制或重置系统才能恢复。在干扰停止以及完成干预或重置后，数字记录仪器在规定范围内性能正常。表 B.1 建议用于高电压环境中的数字记录仪器电磁干扰抗扰度水平端口现象基础标准测试值性能判据外壳静电放电GB/T 17626.2(IEC 61000-4-2, IDT)6 kV(接触)8 kV(空气)A辐射、射频和电磁场GB/T 17626.3(IEC 61
37、000-4-3, IDT)20 V/m (80 MHz to1 GHz)A暂态感应电磁场无标准参照附录 A 描述参照附录 A 评估A工频磁场GB/T 17626.8(IEC 61000-4-8, IDT)30 A/m aA交流电源传导干扰(电快速脉冲群)GB/T 17626.4(IEC 61000-4-4, IDT)4 kV (5/50 ns, 5 kHz) bA传导干扰(浪涌)GB/T 17626.5(IEC 61000-4-5, IDT)2 kV 线-线4 kV 线-地A传导干扰射频电磁场感应GB/T 17626.6(IEC 61000-4-6, IDT)10 V (150 kHz80 M
38、Hz)A电压跌落抗扰度GB/T 17626.11(IEC 61000-4-11, IDT)0%(1 循环)40%(10/12 循环) c70%(25/30 循环) cA电压短时中断抗扰度GB/T 17626.11(IEC 61000-4-11, IDT)0%(250/300 循环) bC直流电源 5传导干扰（电快速脉冲群）GB/T 17626.4(IEC 61000-4-4, IDT)4 kV (5/50 ns, 5 kHz) bA传导干扰（浪涌）GB/T 17626.5(IEC 61000-4-5, IDT)1 kV 线-线2 kV 线-地A传导干扰射频电磁场感应GB/T 17626.6(I
39、EC 61000-4-6, IDT)10 V(150kHz80 MHz)A信号/控制线传导干扰（电快速脉冲群）GB/T 17626.4(IEC 61000-4-4, IDT)2 kV (5/50 ns, 5 kHz) bB传导干扰（浪涌）GB/T 17626.5(IEC 61000-4-5, IDT)2 kV 线-地 d传导干扰射频电磁场感应GB/T 17626.6(IEC 61 000-4-6, IDT)10 V(150kHz80 MHz) eA13表 B.1 建议用于高电压环境中的数字记录仪器电磁干扰抗扰度水平（续）端口 现象 基础标准测试值性能判据功能接地传导干扰（电快速脉冲群）GB/T
40、 17626.4(IEC 61000-4-4, IDT)4 kVAa 仅适用于含有易受磁场影响器件的设备。CRT 显示器干扰允许大于 1 A/m。b (5/50ns , 5kHz)是指上升时间为 5ns，脉冲持续时间为 50ns ( 50 % )，频率为 5kHz 的脉冲。c 40%(10/12 循环)1 表示在 50 Hz 下 10 周期或 60 Hz 下 12 周期内电压跌落高达施加电压的 40 %，25/30 循环和250/300 循环表示的意思类似）。d 仅适用于长距离线路（参见 3.6）。e 仅适用于线路大于 3m。f 未接入直流配电网的设备/系统部分之间的直流连接可被视为输入/输出
41、信号/控制端口。14输入电压(V)附录C（资料性）采样仪器幅值非线性的确定流程施加满足频率要求（无直流偏移）、幅值尽可能接近数字记录仪器满刻度偏转（无过载）、噪声小于幅值 0.1%的正弦交流电压信号（见图 C.1 和 C.2）。施加的正弦交流电压信号的频率是否满足要求与所使用的数字记录仪器的采样率有关，需要确保施加的正弦交流电压信号的频率不是采样率次谐波的频率。例如，对于 50kS/s 的采样率，交流电压的频率可以是 45Hz，但不能是 50Hz。记录定义的交流电压的周期数（如 1000 个周期）。统计每个数码的出现次数（w(k)的采样率），并与 w(k)的采样率的理论值进行比较（参见图C.3
42、 和C.4）。将每个数码的采样率除以记录的周期数（例如 1000 个周期）。如果计算采样率与理论采样率的差值除以理论采样率的绝对值小于 0.8%，则认为数字记录仪通过测试。微分非线性可按 3.4.6 节计算。k积分非线性可按微分非线性的试验结果计算：s (k ) = d (i )i =0如上面公式所示，积分非线性可通过求微分非线性的和来得到。4 位 A/D10正弦ADC 输出8642024681002468101214161820时间(ms)正弦电压信号的理想量化图 C.1 采用 4 位A/D 转换对正弦波形进行数字化15输出数码速率（ 1024 个采样点）速率180160140120100806040200051015数码图 C.2 采用 4 位A/D 对正弦波数字化时的理想的数码分布4 位 A/D105正弦ADC 输出0510 02468101214161820时间(ms)转换功能505理想非线性10864202输入电压46810输入电压(V)正弦电压信号的非线性量化输出数码图 C.3 对理想的正弦波信号进行非理想测量时的示例16输出数码速率(1024 个采样点)250理想200非线性15010050 0 10864202468数码非线性速率和理想速率的偏差604020020 40108642024