GB/T 38888-2020 数据采集软件的性能及校准方法

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GB/T 38888-2020 数据采集软件的性能及校准方法

4.4.9模拟输入带宽

4.4.10通道切换误差

确定ADM的通道切换误差,提供输人电平接近但不超过ADM的最大和最小输人电平的源。通 道切换误差测试按下列测试步骤进行: a)将低于ADM的正满量程输人约10%的信号连接到ADM的一个通道; b)将高于ADM负满量程输人约10%的信号连接到ADM的第二个通道; 给ADM编程以便从第一个通道在理想的采样率上获取多个数据点,这些数据点的平均值表 示ADM测量接近正满量程信号而不受切换影响时的返回值; d)给ADM编程以便从第二个通道在理想的采样率上获取多个数据点,这些数据点的平均值表 示ADM测量接近负满量程信号而不受切换影响时的返回值

NB/T 35121-2018 水电工程沟水治理设计规范GB/T 388882020

e 给ADM编程使得两个通道切换,在理想的采样率上获取多个数据点,这将强制ADM在两个 差别很大的输人值之间切换,显露由切换引起的误差,通过每个通道获取平均数据; c)步和d)步中的单通道值与e)步的值之间的差表示由开关引起的误差,两个数字的模数的较 大值表示在选定的采样频率下的最坏情况的通道切换误差; g 通道切换误差随ADM输入范围和采样频率而变化,对于不同的采样频率和输入范围,可重复 列出测试步

4.4.11单通道测量的稳定时间偏差

4.4.12测量不确定度估计

表2DAQ测量不确定度估计的ADM参数规范示例

主:在直流或极低频输入信号下,测量不确定度估计的一般性示例参见附录C

ADM应支持调整其测量精度和存储校准信息的方法。这些特性应确保ADM可进行校准以保

为了保持校准的完整性,ADM及其相关的应用编程接口(API)或软件驱动程序宜在外部校准期 首基本校准信息,这些信息被电子密封锁定,包括: 校准常数一一这些常数用于调整ADM的测量精度; 校准日期一一通过校准设备执行的最后一次外部校准的日期:

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5.3硬件调整的一般测量

ADM应有一种方法来调整其测量值,以补偿时间和环境对测量精度的影响。可在ADM上进行调 整,也可在ADM软件中进行调整。无论在何处进行调整,为了降低测量的不确定度,ADM可支持某些 硬件功能。硬件校准可包括: 温度传感器一一温度传感器监测ADM经历的温度变化。测量系统开发人员能根据需要利用 校准API读取温度并自动校准ADM。校准API在外部校准和自校准中也使用温度传感器, 用来确定ADM的温度 内建信号基准一在自校准期间使用信号基准以便计入环境变化调整ADM的测量值

为了补偿环境影响并保持测量精度,ADM可进行自校准。自校准不需要与ADM的任何外部连 接。 相反,ADM包含调整其自身测量所需的所有硬件, 与自校准有关的硬件包括: 信号基准: 地基准; 温度传感器。 在自校准期间,通过ADM测量地基准或信号基准。ADM调整自已的测量值,计入被测值和基准 的实际值之间的差异。通过外部校准确定内建基准并使其可道溯

ADM应写人软件来验证和调整其测量能力。为了提供一个合格的接口去实现验证和调整,A 造商应提供一个API。如果适用,校准API应支持ADM的外部校准和自校准

6.2校准应用程序编程接口(API)

校准API用于更新校准常数、校准日期等的软件接口。应提供API,以供测量系统开发人员又 ADM进行实际验证和调整, 校准API可支持以下功能: 外部校准ADM; 自校准ADM; 一验证ADM完成的测量; 从ADM中检索校准日期,在适用的情况下,包括检索外部校准日期和自校准日期; 从ADM中检索校准计数,在适用的情况下,包括检索外部校准计数和自校准计数:

从ADM中检索校准温度,在适用的情 更改ADM的校准密码

自校准为测量ADM的自带基准,应按基准来校正ADM的测量值。自校准不影响可追溯性,不需 要密码来执行自校准, 如果ADM支持自校准,校准API应提供一种简单方法用来执行自校准。测量系统开发人员应编 写校准API自校准ADM的软件。自校准软件可包括: 一个单独功能,即一步调整插件式测量系统的所有测量模式、范围和通道; 组功能,即可独立调整每个范围、模式或通道 当进行自校准时,校准计数、日期、温度等自校准信息将被自动更新

外部校准应按外部基准调整ADM的测量值,这种类型的调整提高了测量精度并确保测量的可追 朔性。外部校准应确保ADM的可追溯性,密码保护应“电子密封”校准信息。 为了执行外部校准,测量系统开发人员应使用校准API来编写调整软件。测量系统开发人员应使 用ADM的校准程序作为编写调整软件的指南。外部校准应: a 要求测量系统开发人员在更改任何校准信息之前输入密码或以某种方式取消对ADM的 保护; b) 依据外部的可溯源标准器更新内建基准; ) 更新ADM使用的校准常数; 在调整程序结束时自动更新ADM的外部校准日期; e 在调整程序结束时自动更新ADM的外部校准计数; f 在调整程序结束时自动更新ADM的外部校准温度

外部校准应按外部基准调整ADM的测量值,这种类型的调整提高了测量精度并确保测量的可追 性。外部校准应确保ADM的可道溯性,密码保护应“电子密封”校准信息, 为了执行外部校准,测量系统开发人员应使用校准API来编写调整软件。测量系统开发人员应使 ADM的校准程序作为编写调整软件的指南。外部校准应: a)要求测量系统开发人员在更改任何校准信息之前输入密码或以某种方式取消对ADM的 保护; 依据外部的可溯源标准器更新内建基准; C 更新ADM使用的校准常数; d) 在调整程序结束时自动更新ADM的外部校准日期; e) 在调整程序结束时自动更新ADM的外部校准计数; f 在调整程序结束时自动更新ADM的外部校准温度

ADM应配备详细的校准程序,用以解释说明外部校准程序。校准程序应提供有关如何验证AL 以及在必要的情况下如何调整ADM的测量能力的信息, 校准程序应符合GB/T27025一2008中的相关要求

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附 录 A (规范性附录) 通过方法B进行静态测试的伪代码和数值示例

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A.2通过方法B(见4.4.1.3)进行静态测试的"主循环”的伪代码

A.3通过方法B(见4.4.1.3)进行静态测试中“将N,转换电平组合并为单个块"的伪代码

A.3通过方法B(见4.4.1.3)进行静态测试中"将N,转换电平组合并为单个块"的伪代码

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A.4通过方法B(见4.4.1.3)计算静态测试的测试条件的数值示

Q ADM的分辨力; 实际满量程电压范围: ADM的位数 降低的满量程电压按式(A.2)计

V 降低的满量程电压; VFsR 实际满量程电压范围; Q ADM的分辨力

列如,如果由三角波非线性引起的最大允许误差是0.007LSB(B:),则最大三角波幅值Amax应 是非线性度0.17%(NL),Amx按式(A.3)计算:

Amax=B,·Q/NL=0.007×0.645V/0.0017=2.657V A.3) 式中: Amax一小波最大幅值; B:一一实际满量程电压范围; Q 一ADM的分辨力; NL 一三角形发生器的非线性。 c 超速转换 如果相加噪声作为0.1V(o)的标准偏差.那么所需的超速转换电压按式(A.4)计算:

式中: M —样本数; Ef 采样频率的精度 Ef 输入频率的精度

激励信号频率; 采样频率; M 一样本数。

对于在0.01LSB的转换电平上的不确定度边界B。,一个覆盖因子为3.29的K.,对应99.9% 的概率以及对于1mV(c。)的相位噪声标准偏差,要获取的最小记录数按式(A.13)计算:

按4.4.1.3要求计算得到的直方图测试结果和相应转换电压如表A.2所示

按4.4.1.3要求计算得到的直方图测试结果和相应转换电压如表A.2所示

GB/T388882020

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通过表A,2的最后一列中显示的已 不确定度的增益分量和偏移 使用式(6)计算ADM的分辨力,计算的数值 例式(A.15

表A.3从测量的转换电压导出INL和DNI

使用表A.2中k=2处的数据计算ToLk],TideaLk],INLk],WLk],DNL[k] Tmm[k7按式(A.18)计算:

式中 T.arr——增益和偏移校正之后的转换电压; —1,2,**,(2"—1); VFs 负满量程;

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一ADM的分辨力。 T..[k的数值示例见式(A.19).

Tcor———增益和偏移校正之后的转换电压。 Tida「k按式(A.20)计算:

图B.1双极过零ADM

图B.2双极非过零ADM

.3偏移(在000步规定

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图B.4不确定度的增益分量(在偏移校正后)(在011步规定)

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附 录 C (资料性附录) 模块化DAQ系统不确定度的计算示例

以下参数影响使用ADM的直流或极低频输入信号测量不确定度: 不确定度增益分量和偏移及其温度漂移(如GUM中的B型不确定度)见4.3.7、4.3.8、4.3 (不确定度增益分量和偏移还包括校准影响和随时间的漂移); 积分非线性(如GUM中的B型不确定度)见4.3.12; 包括量化的噪声(如GUM中的A型不确定度)见4.3.15。 式(C.1)式(C.5)的扩展不确定度使用的覆盖因子k=2。 假设没有其他已知的随机影响效应河南2019版造价文件汇编,使用ADM测量的组合扩展不确定度(Uc)可以用式(C 小

式中: U 组合扩展不确定度; UB.ADM 通过不确定度的增益分量、偏移以及它们的温度漂移、ADM的非线性(整数非线性)给 出的扩展不确定度,为了规范的一致性,宜使用覆盖因子尺三2乘以参数的标准偏差来 获得扩展不确定度; UA 来自噪声的扩展不确定度,它的值等于2倍的量化噪声的有效值。 示例1: 如果温度在指定范围内,则UB.ADM的构成由不确定度的增益分量、偏移和积分非线性决定,按式(C.2)计算: U.ADM = (0GX/100)2 +orr +(INLmxQ) 2 式中: UB.ADM 通过不确定度的增益分量、偏移以及它们的温度漂移、ADM的非线性(整数非线性)给出的扩展不确 定度; G 一不确定度增益分量,%; X 一测量值: of 偏移; INLmx— 积分非线性的最大值; Q 一ADM的分辨力。 按表2规定,输人电压为3V、输入范围为士5V以及16位的ADM参数选择如下: 不确定度的增益分量:0G=0.0228%; 偏移:△of=48μV; 5ZC ADM的分辨力:Q=Vrsk/(2*1)=10V/(2161)=153μV; INLmax=1 LSB; INLmaxXQ=1X153 μV=153 μV; 量化噪声的有效值:9.=22.9&V,对应2×22.9xV=45.8^V的扩展不确定度; 一扩展不确定度使用覆盖因子尺=2。 组合扩展不确定度Uc按式(C.3)计算:

Je=/U.ADM+U=(0gX/100)+40+INLmQ)*+(20.) =(0.022 8×3/100)*+(48×10)+(153×10)+(45.8×10) .···· ( 704uV

C = VUi.ADM +U

V(0GX /1(O) 100 1 + (10 V × 8 × 106) 2 + (45.8 V × 106) 2 728.2V 式中: U 组合扩展不确定度; UB.ADM 通过不确定度的增益分量、偏移以及它们的温度漂移、ADM的非线性(整数非线性)给出的扩展不确 定度 U 来自噪声的扩展不确定度,它的值等于2倍的量化噪声的有效值:

O 不确定度增益分量,%; X 测量值; 4off 偏移; INLmx 积分非线性最大值; Q ADM的分辨力; 8aG 增益的温度漂移,以FSR/℃的百分数表示; A 外部温度与标称值的偏差,单位为摄氏度(℃); Aao 偏移的温度漂移,单位为微伏每摄氏度(μV/℃); 6 量化噪声的有效值

DB11/T 1579-2018 生产安全事故应急预案实施情况评估规范GB/T388882020

OG 不确定度增益分量,%; X 测量值; 4off 偏移; INLmx 积分非线性最大值; Q ADM的分辨力; 8G 增益的温度漂移,以FSR/℃的百分数表示; 4 外部温度与标称值的偏差,单位为摄氏度(℃); 4oof 偏移的温度漂移,单位为微伏每摄氏度(μV/℃): 6 量化噪声的有效值

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