(高清版)GB∕T 38888-2020 數(shù)據(jù)采集軟件的性能及校準(zhǔn)方法

N22中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集軟件的性能及校準(zhǔn)方法p2020-06-02發(fā)布2020-12-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)ⅠGB／T38888—2020前言 引言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義、符號(hào)和縮略語(yǔ) 3.1術(shù)語(yǔ)和定義 3.2符號(hào)和縮略語(yǔ) 4測(cè)試軟件的通用性能要求 4.1測(cè)試程序和測(cè)量不確定度估計(jì) 4.2ADM的通用要求 4.3參數(shù)的描述 4.4可測(cè)量參數(shù)的測(cè)試方法 5硬件功能校準(zhǔn) 5.2內(nèi)建校準(zhǔn)信息 5.3硬件調(diào)整的一般測(cè)量 6軟件校準(zhǔn)方法 6.2校準(zhǔn)應(yīng)用程序編程接口（API） 6.4外部校準(zhǔn)方法 7校準(zhǔn)程序 附錄A（規(guī)范性附錄）通過(guò)方法B進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試的偽代碼和數(shù)值示例 附錄B（資料性附錄）ADM特征 附錄C（資料性附錄）模塊化系統(tǒng)不確定度的計(jì)算示例 ⅢGB／T38888—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)電工儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC104)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：哈爾濱電工儀表研究所有限公司、國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院、丹東華通測(cè)控有限公司、廈門一希智能科技有限公司、國(guó)網(wǎng)四川省電力公司計(jì)量中心、云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司計(jì)量中心、黑龍江省電工儀器儀表工程技術(shù)研究中心有限公司、浙江晨泰科技股份有限公司、國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院、深圳市江機(jī)實(shí)業(yè)有限公司、深圳市科陸電子科技股份有限公司、許繼集團(tuán)有限公司、深圳市星龍科技股份有限公司、華立科技股份有限公司、國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院、國(guó)電南瑞科技股份有限公司、浙江萬(wàn)勝智能科技股份有限公司、杭州西力智能科技股份有限公司、西安久鑫長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司。ⅣGB／T38888—2020引言全自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在制造業(yè)測(cè)試、研究及涉及測(cè)量的各個(gè)領(lǐng)域。測(cè)量自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了廣泛的數(shù)據(jù)共享、儀器間通信和遠(yuǎn)程測(cè)量控制。多功能數(shù)據(jù)采集設(shè)備(則滿足了這些測(cè)量需求。依靠標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員能夠充分利用開放的計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行的測(cè)量是準(zhǔn)確并可溯源的。要保證測(cè)量完整性，不僅需要為測(cè)量硬件制定標(biāo)準(zhǔn)，而且還需要為校準(zhǔn)硬件的軟件制定標(biāo)準(zhǔn)。1GB／T38888—2020數(shù)據(jù)采集軟件的性能及校準(zhǔn)方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)采集軟件的性能特征及校準(zhǔn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)涵蓋：制造商提供描述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADM)性能的最小規(guī)范；—用來(lái)驗(yàn)證最小規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)策略；存儲(chǔ)在上的ADM所需的最低校準(zhǔn)信息；的ADM的外部校準(zhǔn)和自校準(zhǔn)的最低校準(zhǔn)軟件要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于低頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的示例：應(yīng)用在設(shè)備控制、振動(dòng)測(cè)量、振動(dòng)診斷、聲學(xué)、超聲波測(cè)量、溫度測(cè)量、壓力測(cè)量、電力電子測(cè)量等方面的低頻信號(hào)轉(zhuǎn)換。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)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/T27025—2008檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求(ISO/IEC17025:2005,IDT)測(cè)量不確定度第3部分)半導(dǎo)體器件集成電路第4部分接口集成電路()IEC60748-4-3:2006半導(dǎo)體器件集成電路第4-3部分：接口集成電路模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(3術(shù)語(yǔ)和定義、符號(hào)和縮略語(yǔ)下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊多功能數(shù)據(jù)采集設(shè)備的模擬輸入。應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)化的子程序或函數(shù)集合以及程序能調(diào)用的參數(shù)。用于數(shù)據(jù)采集設(shè)備的應(yīng)用程序接口允許程序員用來(lái)交互和控制設(shè)備的操作。GB／T38888—20203.1.3編碼轉(zhuǎn)換電平在兩個(gè)相鄰輸出編碼之間轉(zhuǎn)換點(diǎn)處的ADM的輸入?yún)?shù)值。注：作為一個(gè)輸入值的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，這一輸入值會(huì)導(dǎo)致50%的輸出編碼小于轉(zhuǎn)換的上層編碼，50%大于或等于轉(zhuǎn)換的上層編碼。轉(zhuǎn)換電平T［k位于編碼k-和編碼k之間。3.1.4數(shù)據(jù)采集設(shè)備用于輸入或收集數(shù)據(jù)的設(shè)備。注：多功能依靠個(gè)人電腦（商用PC、工業(yè)PC、緊湊型PCI、筆記本等）進(jìn)行控制。這些設(shè)備的設(shè)計(jì)目的為滿足測(cè)量系統(tǒng)的一般需求，而非用于特定類型的測(cè)量。DAQ通常提供多種測(cè)量模式，如模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出和計(jì)時(shí)器功能。本標(biāo)準(zhǔn)僅涉及DAQ的ADM。3.1.5臺(tái)階中心值步中心的模擬值。注：不包括模擬值總范圍兩端的步。對(duì)于步的末端，步中心值為當(dāng)相鄰步轉(zhuǎn)換的模擬值被適當(dāng)?shù)販p小或放大步長(zhǎng)的標(biāo)稱值一半時(shí)產(chǎn)生的模擬值。3.1.6標(biāo)稱臺(tái)階中心值由相應(yīng)的數(shù)字輸出編碼理想地表示并摒除錯(cuò)誤的步內(nèi)的規(guī)定模擬值。3.1.7額定工作條件在測(cè)量期間應(yīng)滿足的一組條件，以確定測(cè)量不確定度參數(shù)的有效性。3.1.8模擬輸入值的小數(shù)范圍和相應(yīng)的數(shù)字輸出值。3.1.9步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一步的模擬值范圍兩端之間差值的絕對(duì)值。3.2符號(hào)和縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(應(yīng)用程序接口(共模抑制比(數(shù)據(jù)采集設(shè)備(差分差分非線性(有效比特位數(shù)(積分非線性(最低有效位(非參考單端(23GB／T38888—2020個(gè)人電腦(參考單端(無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(下列符號(hào)適用于本文件。V標(biāo)稱滿刻度電壓范圍。VVV4測(cè)試軟件的通用性能要求4.1測(cè)試程序和測(cè)量不確定度估計(jì)提出的一組通用規(guī)范，針對(duì)不同制造商生產(chǎn)的ADM,可用于比較兩個(gè)的ADM。包含一組可以并行比較ADM功能的核心信息。應(yīng)滿足它們發(fā)布的規(guī)范。如果需要驗(yàn)證這些規(guī)范，可通過(guò)測(cè)試ADM的步驟來(lái)確認(rèn)規(guī)范。的ADM的測(cè)量不確定度應(yīng)符合4.2的規(guī)定。4.2ADM的通用要求描述ADM的最小子集基本參數(shù)應(yīng)包括：—通道數(shù)量；—輸入類型；—滿量程輸入范圍；—過(guò)電壓保護(hù)；—分辨力；—采樣率；—輸入阻抗；—最大工作電壓；—額定工作條件?？蓽y(cè)量的參數(shù)應(yīng)按照以下內(nèi)容被測(cè)試：—不確定度的增益分量；—偏移；—共模抑制比；—增益和偏移的溫度漂移；—積分非線性；—差分非線性；—噪聲；—穩(wěn)定時(shí)間；—通道切換誤差；4GB／T38888—2020—串?dāng)_；—模擬輸入帶寬。注：本標(biāo)準(zhǔn)不包含中高頻部分。中高頻的技術(shù)要求按IEC60748-4-3:2006處理。在輸入為正弦波信號(hào)時(shí)，還應(yīng)測(cè)試以下參數(shù)：—信納比(SINAD);—有效比特位數(shù)(ENOB);—無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR);—總諧波失真(THD);—信號(hào)與非諧波比(SNHR)。4.3參數(shù)的描述通道數(shù)量應(yīng)為ADM支持的能同時(shí)或順序采樣的輸入信號(hào)數(shù)。輸入類型為輸入信號(hào)如何能被連接到ADM?？赡艿哪Ｊ桨ǎ簠⒖紗味?RSE)。在RSE連接中，的模擬輸入信號(hào)應(yīng)參考于一個(gè)可被其他輸入信號(hào)共享的共同接地。非參考單端(NRSE)。在NRSE連接中，DAQ的模擬輸入信號(hào)應(yīng)參考于信號(hào)局部接地。局部接地應(yīng)與測(cè)量系統(tǒng)的模擬接地不同。差分(DIFF)。在差分連接中，的模擬輸入信號(hào)應(yīng)具有自己的參考信號(hào)或信號(hào)返回路徑。帶差動(dòng)輸入的ADM可將輸入阻抗指定為ADM的正輸入和負(fù)輸入之間的阻抗。帶差動(dòng)輸入的ADM還可將輸入阻抗指定為正輸入和地之間或負(fù)輸入和地之間的阻抗。4.3.3滿量程輸入范圍應(yīng)為通過(guò)總步數(shù)以恒定的精度進(jìn)行編碼的模擬值的總范圍。滿量程輸入過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)對(duì)ADM輸入電路保護(hù)，以防潛在的損壞電壓。在上電和關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)應(yīng)顯示過(guò)電壓保護(hù)。過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)以伏特表示。分辨力應(yīng)為模擬輸入量等效值能被辨別的程度（見(jiàn)IEC60748-4:1997中2.2.1)。數(shù)字分辨力用于表示總步數(shù)所需的位數(shù)（n見(jiàn)IEC60748-4:1997中2.2.2)。模擬分辨力為步長(zhǎng)的標(biāo)稱值見(jiàn)采樣率應(yīng)為每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)換次數(shù)。采樣率宜以每秒采樣數(shù)表示。4.3.7不確定度的增益分量不確定度的增益分量應(yīng)為偏移量調(diào)整為零后，轉(zhuǎn)換圖中指定增益點(diǎn)處的實(shí)際電壓和理想轉(zhuǎn)換電壓5GB／T38888—2020之間的差值。不確定度的增益分量應(yīng)以滿量程輸入范圍的百分?jǐn)?shù)表示，并應(yīng)包括所需的校準(zhǔn)時(shí)間間隔偏移應(yīng)為實(shí)際和理想的第一次轉(zhuǎn)換電平之間的差值（見(jiàn)圖B.3)。偏移應(yīng)以ADM測(cè)量單位表示，宜注：第一個(gè)轉(zhuǎn)換電平為ADM輸出從0變?yōu)?的轉(zhuǎn)換電平。4.3.9共模抑制比（CMRR）共模抑制比應(yīng)為在規(guī)定電路中，將規(guī)定的參考點(diǎn)和ADM輸入端子連接在一起時(shí)，該參考點(diǎn)和ADM輸入端子之間施加的電壓與產(chǎn)生相同輸出時(shí)ADM輸入端子之間所需的電壓之間的比率。注：共模抑制比宜以分貝表示，可取決于頻率。輸入阻抗應(yīng)為ADM的信號(hào)輸入和信號(hào)共用線之間的阻抗。輸入阻抗應(yīng)在ADM通電、斷電和隔離輸入限制過(guò)載的情況下規(guī)定。增益的溫度漂移應(yīng)以每攝氏度滿量程輸入范圍的百分?jǐn)?shù)表示。偏移的溫度漂移以每攝氏度的ADM測(cè)量單位表示。4.3.12積分非線性（INL）積分非線性(INL)應(yīng)為偏移和不確定度的增益分量之間的差已被調(diào)整為零后，任何兩個(gè)相鄰步之間轉(zhuǎn)換的實(shí)際模擬值與其理想值之間的差值。INL應(yīng)描述實(shí)際值和模擬量的理想值之間的差值。INL以LSB表示。差分非線性(DNL)應(yīng)為實(shí)際步長(zhǎng)與理想值的差值。DNL以LSB表示。最大工作電壓應(yīng)為正常使用中宜施加于ADM的最高電壓。工作電壓宜在安全裕度的擊穿電壓以下。最大工作電壓應(yīng)為實(shí)際信號(hào)電壓和共模電壓之和，以伏特表示。噪聲應(yīng)為ADM輸出信號(hào)（轉(zhuǎn)換為輸入單元）與ADM輸入信號(hào)之間的偏差［不包括由線性時(shí)間不變系統(tǒng)響應(yīng)（增益和相移）和直流電平偏移或采樣率偏差引起的偏差例如，噪聲包括隨機(jī)偏差、固定模式偏差、非線性，時(shí)基偏差（采樣時(shí)間和孔徑不確定度的固定偏差，也稱為抖動(dòng)）以及內(nèi)部數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬部分的不良滲透的影響。噪聲以ADM測(cè)量單位表示。對(duì)于直流或極低頻輸入信號(hào)，用4.4.7測(cè)量方式描述系統(tǒng)噪聲時(shí)，不包括非線性和時(shí)基偏差的影響。SINAD和ENOB包括非線性和時(shí)基偏差的影響。4.3.16單通道測(cè)量的穩(wěn)定時(shí)間單通道測(cè)量的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)為ADM達(dá)到一定精度并保持在精度內(nèi)的所需時(shí)間。穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)以達(dá)到6GB／T38888—2020給定精度范圍所需的秒表示。ADM應(yīng)在單通道上測(cè)量步進(jìn)信號(hào)來(lái)確定單通道測(cè)量的穩(wěn)定時(shí)間。通道切換誤差應(yīng)為通道之間切換ADM引入的最大幅值偏差。通道切換誤差以FSR的百分?jǐn)?shù)表示。信納比對(duì)于純正弦波輸入，信納比(SINAD)應(yīng)為ADM輸出信號(hào)在輸入頻率處的有效值幅值與ADM輸出中所有其他信號(hào)的有效值幅值之比（見(jiàn)IEC60748-4-3:2006中3.4)。注：SINAD信息宜在輸入和采樣頻率范圍內(nèi)以一系列增益的形式提供。串?dāng)_應(yīng)為另一個(gè)信道上存在信號(hào)而導(dǎo)致的信道中不希望出現(xiàn)的能量，可由感應(yīng)、傳導(dǎo)或非線性等引起。串?dāng)_應(yīng)為一個(gè)通道上輸出的有效值與另一個(gè)通道上輸入正弦波的有效值之比。串?dāng)_以dB表示。注：串?dāng)_信息宜在兩個(gè)通道和輸入頻率范圍內(nèi)以一系列增益的形式提供。模擬輸入帶寬應(yīng)為ADM在頻率范圍內(nèi)傳輸信號(hào)而無(wú)顯著衰減的能力測(cè)量。模擬輸入帶寬宜在信號(hào)幅值減小到低于通帶頻率3dB的較低和較高頻率點(diǎn)之間測(cè)量。模擬輸入帶寬以Hz表示。有效比特位數(shù)(ENOB)應(yīng)為內(nèi)在噪聲和非線性而導(dǎo)致ADM分辨力的實(shí)際極限。ENOB為ADM工作時(shí)的理想ADM的位數(shù)（見(jiàn)IEC60748-4-3:2006中3.6)。注：有效比特位數(shù)信息宜在輸入和采樣頻率范圍內(nèi)以一系列增益的形式提供。無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍對(duì)于正弦波信號(hào)，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)應(yīng)為輸入頻率達(dá)到最大持續(xù)值時(shí)，輸出信號(hào)的有效值與其他單個(gè)頻率輸出信號(hào)的有效值之比。SFDR以dB表示。對(duì)于正弦波信號(hào)，總諧波失真(THD)應(yīng)為所有諧波功率的和。THD以表示。信號(hào)與非諧波比信號(hào)與非諧波比(SNHR)應(yīng)為所有諧波信號(hào)功率與總噪聲的比值。SNHR以dB表示。注：4.3中輸入值指電壓信號(hào)。4.4可測(cè)量參數(shù)的測(cè)試方法編碼轉(zhuǎn)換電平的測(cè)量可用于確定多個(gè)ADM參數(shù)，例如：ADM傳遞函數(shù)、不確定度的增益分量、偏移量、INL和DNL。ADM品質(zhì)因數(shù)隨輸入和時(shí)鐘頻率變化。它們應(yīng)以接近預(yù)期使用頻率的頻率表征。當(dāng)ADM用于7GB／T38888—2020測(cè)量時(shí)間變量時(shí)，宜進(jìn)行動(dòng)態(tài)表征。按IEC60748-4-3:2006中動(dòng)態(tài)表征的測(cè)試方法，如果ADM用于測(cè)量緩慢變化的信號(hào)，則通過(guò)以下列出的靜態(tài)測(cè)試對(duì)ADM進(jìn)行表征是充分和可取的。測(cè)試中，為測(cè)試所有編碼轉(zhuǎn)換電平，ADM采用可變直流輸入?？勺冎绷鬏斎胧怯煽删幊淘串a(chǎn)生的，其精度應(yīng)至少比測(cè)量編碼轉(zhuǎn)換電平精度（P）高2倍?？删幊淘撮_始施加一個(gè)略低于ADM第一個(gè)轉(zhuǎn)換電平（T[1])期望值的輸入電平，對(duì)M個(gè)樣本進(jìn)行記錄，大于或等于編碼1的樣本數(shù)將被計(jì)數(shù)。如果計(jì)數(shù)值小于M/2,則輸入電平增加2P，不斷重復(fù)該過(guò)程，直到找到第一個(gè)轉(zhuǎn)換電平(的樣本數(shù)大于或等于輸出編碼1)。后續(xù)的編碼轉(zhuǎn)換電平通過(guò)向被試ADM施加連續(xù)輸入電平進(jìn)行確定。對(duì)于每個(gè)編碼轉(zhuǎn)換電平，大于編碼k的編碼百分比將被評(píng)價(jià)，如果編碼百分比小于則輸入電平將被提高2P。當(dāng)百分比大于時(shí)，該轉(zhuǎn)換電平視作已通過(guò)。通過(guò)基于最后兩個(gè)施加的輸入電平的記錄和百分比的線性插值來(lái)計(jì)算編碼轉(zhuǎn)換電平。用于確定轉(zhuǎn)換電平T［k的起始點(diǎn)是T［k］的轉(zhuǎn)換電平測(cè)量碼。由于噪聲不可避免地存在，編碼轉(zhuǎn)換電平的位置是一個(gè)概率過(guò)程。測(cè)量結(jié)果應(yīng)具有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。選擇更大的樣本數(shù)記錄長(zhǎng)度（M）能減少結(jié)果的不確定度。表1給出了具有3σ置信水平的結(jié)果精度，以噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差的百分比表示（考慮零均值的高斯并計(jì)算了多個(gè)記錄長(zhǎng)度。宜選擇P可編程源的增量為1/4LSB。注意在本測(cè)量過(guò)程中，開始采集數(shù)據(jù)之前，應(yīng)在輸入源的變化之間至少等待其穩(wěn)定時(shí)間。注意確?？删幊淘吹妮敵鲎杩购虯DM的輸入阻抗不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。表1針對(duì)不同記錄長(zhǎng)度的編碼轉(zhuǎn)換電平的估計(jì)精度樣本記錄長(zhǎng)度M編碼轉(zhuǎn)換電平的估計(jì)精度（噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的百分?jǐn)?shù)表示）23%12%6%采用該流程，編碼轉(zhuǎn)換檢測(cè)之間的平均嘗試次數(shù)約為Q/2P，其中Q是ADM的分辨力。由于要找到2n-1個(gè)編碼轉(zhuǎn)換電平，并且應(yīng)在每個(gè)增量之后應(yīng)采用M個(gè)樣本，所以，如果對(duì)高分辨力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測(cè)試（n大并且／或者噪聲有效值與量化步長(zhǎng)相比較大（M大就可能導(dǎo)致在測(cè)試期間的大量樣本需求。采用在遞增的直流偏移電平上疊加小幅值三角波，作為測(cè)試信號(hào)，并使用直方圖程序2。通過(guò)逐步增加偏移電平（cj）來(lái)掃描輸入范圍（圖1)。分別與轉(zhuǎn)換器范圍和轉(zhuǎn)換速率相比，小振幅和小斜率產(chǎn)生準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)條件。獲取相同不確定度所需的樣本數(shù)遠(yuǎn)低于靜態(tài)測(cè)試（見(jiàn)4.4.1.2)。此外，校準(zhǔn)器直流電平的變化數(shù)數(shù)量級(jí)減少。由于源穩(wěn)定的總等待時(shí)間相應(yīng)減少，測(cè)試持續(xù)時(shí)間將大幅減少。單個(gè)ADM測(cè)試時(shí)間能從幾個(gè)小時(shí)縮短到幾分鐘。測(cè)試程序的復(fù)雜性將提高。通過(guò)方法B進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試的偽代碼和數(shù)值示例見(jiàn)附錄A。校準(zhǔn)的線性信號(hào)（三角波）用于在ADM范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻的激勵(lì)條件。通過(guò)使用幅值遠(yuǎn)低于ADM滿量程的單獨(dú)信號(hào)，放寬了對(duì)三角波發(fā)生器線性失真的約束。通過(guò)在Ns步內(nèi)采用相同小幅值三角波，GB／T38888—2020但偏移電平Cj［j測(cè)試流程如圖2所示。首先，設(shè)置儀器。在每個(gè)Ns步中，ADM獲得幅值為A的小三角波的M個(gè)樣本數(shù)的R個(gè)記錄。為了讓M個(gè)均勻分布的相位被采樣，選擇采樣頻率fs和小波頻率f。采樣頻率fs和小波頻率f之間的關(guān)系見(jiàn)式（1）：式中：f—小波頻率；J—M的互質(zhì)整數(shù)；fs—采樣頻率；M—樣本數(shù)。J為M的互質(zhì)整數(shù)。M和J沒(méi)有共同因子（最大公約數(shù)為1且按照推薦頻率，在一次記錄中有J個(gè)循環(huán)。如果M是2的冪，則J的任何奇數(shù)值滿足互質(zhì)條件。為了偏移量Cj的值連續(xù)增加，數(shù)據(jù)采集被重復(fù)Ns次。利用每步中獲得的樣本，計(jì)算累積直方圖CHj［k］。通過(guò)對(duì)輸出編碼等于或小于編碼k的樣本數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲得累積直方圖的第k類的值。連續(xù)累積直方圖的示例在圖3中針對(duì)5位ADM和具有4步的測(cè)試中給出。數(shù)值示例見(jiàn)附錄A。說(shuō)明：T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；C—偏移量；Ns—相同步的步數(shù)；Δs—每步激勵(lì)的范圍；A—小波幅值；的位數(shù)；v—電壓；t—時(shí)間。8圖1應(yīng)用于ADM的測(cè)試信號(hào)9GB／T38888—2020對(duì)于每步j(luò)，具有轉(zhuǎn)換電壓的向量按式（2）計(jì)算：j式中：T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；j—步數(shù)jk—編碼nC—偏移量；A—小波幅值；CH—累計(jì)直方圖；R—記錄數(shù)；M—樣本數(shù)。在所有步完成之后，Ns轉(zhuǎn)換電壓陣列被組合成單個(gè)陣列（T［k。每個(gè)Ns步中都需要超速以及激勵(lì)信號(hào)的不準(zhǔn)確性導(dǎo)致一些位在兩個(gè)連續(xù)步中計(jì)算得到兩個(gè)值（圖3）。在這種情況下，選擇距離步極限最遠(yuǎn)的值用于組合陣列，由于導(dǎo)數(shù)的不連續(xù)性，三角波在波包含獲得轉(zhuǎn)換電壓k的步長(zhǎng)指數(shù)j。最終的轉(zhuǎn)換電壓向量按式（3）計(jì)算：式中：T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；k—編碼nj—步數(shù)j具有編碼位寬度的向量按式（4）計(jì)算：式中：W—具有編碼位寬度的向量；k—編碼nT—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量。GB／T38888—2020說(shuō)明：j—步數(shù)Ns—相同步的步數(shù)；C—偏移量；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；Δs—每步激勵(lì)的范圍；CH—累計(jì)直方圖；k—編碼n的位數(shù)；A—小波幅值；R—記錄數(shù)；M—樣本數(shù)。圖2測(cè)試程序GB／T38888—2020說(shuō)明：M—樣本數(shù)；CH—累計(jì)直方圖；k—編碼的位數(shù)。圖3在5位ADM和4步測(cè)試的情況下，每步中計(jì)算的累積直方圖用不同灰度色調(diào)表示在測(cè)試設(shè)計(jì)中，主要參數(shù)值應(yīng)包括：—小三角波的幅值A(chǔ)；第j步中的偏移量cj；—每個(gè)記錄中的樣本數(shù)M；—小三角波的頻率f。a）小波幅值（A）小三角波的幅值A(chǔ)：—應(yīng)足夠小，以允許函數(shù)發(fā)生器的低線性度；—應(yīng)包含一個(gè)超速，以提高準(zhǔn)確性并激勵(lì)第j步中的所有編碼。三角形發(fā)生器的非線性（NL）為實(shí)際和理想三角波之間的最大差值，歸一化為理想三角波的幅值?？紤]n位ADM的分辨力，當(dāng)為該誤差為最大值Bi，三角波幅值A(chǔ)的相應(yīng)邊界計(jì)算見(jiàn)式中：A—小波幅值；B—具有編碼位寬度的向量；i—變量i的分辨力；NL—三角形發(fā)生器的非線性；Amax—小波最大幅值。Q按式（6）計(jì)算：式中：的分辨力；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；的位數(shù)。測(cè)試所需的超速轉(zhuǎn)換電壓宜按式（7）計(jì)算：GB／T38888—2020式中：V—超速轉(zhuǎn)換電壓；σ—輸入等效噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差；B—具有編碼位寬度的向量；i—變量i的分辨力。Bi以最低有效位（LSB）表示。小三角波的幅值按式（8）計(jì)算：r式中：A—小波幅值；V’r—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；V—超速轉(zhuǎn)換電壓；eA—誤差；r—變量；Amax—小波最大幅值?！癿in”函數(shù)中的第二項(xiàng)對(duì)應(yīng)小三角波幅值允許的最大值A(chǔ)max，避免引入大于Bi的轉(zhuǎn)換電壓的估計(jì)誤差。變量eA和rA表示函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的小三角波幅值的誤差和分辨力。由于儀器的分辨力有限，即使在幅值中存在誤差eA，并且其值被r一項(xiàng)對(duì)應(yīng)的是僅一步時(shí)使用和在三角波的非線性非常小時(shí)使用（NL→0，Amax→∞）。即使在幅值上存在－eA的錯(cuò)誤，或者如果它被r量V’r減少了ADM滿量程電壓，Vr=VFSR-Q，并擴(kuò)充已計(jì)入ADM本身的增益（EG）和偏移（E0）中可能存在的誤差。變量V’r按式（9）計(jì)算：式中：V’r—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；Vr—降低的滿量程電壓；E0—不確定度的偏移分量；EG—不確定度的增益分量。即使存在±E0的偏移誤差和EG的增益誤差，則激勵(lì)信號(hào)的幅值將足以跨越所有轉(zhuǎn)換電壓。b）偏移（cj）每步激勵(lì)的電壓范圍的最大值△smax按式（r式中：—每步激勵(lì)的電壓范圍的最大值；V—超速轉(zhuǎn)換電壓；—由DC發(fā)生器產(chǎn)生的三角波的偏移值的誤差；r—由DC發(fā)生器產(chǎn)生的三角波的偏移值的分辨力。對(duì)于相同步，Ns步數(shù)按式（11）計(jì)算：式中：Ns—相同步的步數(shù)；GB／T38888—2020大于x的最小整數(shù)；V’r—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；—每步激勵(lì)的電壓范圍的最大值。每步激勵(lì)的范圍按式（12）計(jì)算：式中：△s—每步激勵(lì)的范圍；—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；Ns—相同步的步數(shù)。在第j步中應(yīng)用的偏移量cj是激勵(lì)范圍的中點(diǎn)。偏移量cj按式（13）計(jì)算：·j式中：c—偏移量；j—步數(shù)jT—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；△s—每步激勵(lì)的范圍。c）樣本數(shù)（M）樣本數(shù)M應(yīng)：—足夠低以限制輸入和采樣頻率的不確定度的影響；—足夠高以限制隨機(jī)噪聲的影響。只要涉及第一個(gè)不確定度源，就應(yīng)確定M的更高邊界。M的邊界取決于三角波的輸入頻率f差ερ的邊界。相對(duì)誤差ερ按式（14）計(jì)算：式中：ερ—相對(duì)誤差；D—信號(hào)周期的采集數(shù)；M—樣本數(shù)。由于該測(cè)試宜在準(zhǔn)靜態(tài)條件下進(jìn)行，采集應(yīng)在激勵(lì)信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)（D=1）進(jìn)行。通過(guò)替換）：式中：M—樣本數(shù)；εfs—采樣頻率的精度；εf—輸入頻率的精度。式中：M—樣本數(shù)；GB／T38888—2020εfs—采樣頻率的精度；εf—輸入頻率的精度；的整數(shù)部分。激勵(lì)三角波的頻率可按式（17）計(jì)算：fs式中：f—激勵(lì)三角波的頻率；fs—采樣頻率；M—樣本數(shù)。只要涉及第二個(gè)不確定度源，應(yīng)從累積直方圖導(dǎo)出的轉(zhuǎn)換電平的三個(gè)主要噪聲因素：σ，σφ和激勵(lì)信號(hào)與采樣時(shí)鐘之間的隨機(jī)相位差。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換電平上的給定不確定度邊界Bu的最小記錄數(shù)應(yīng)按式中：Rmin—最小記錄數(shù)；Ku—覆蓋因子；Bu—不確定度邊界；A—小波幅值；的分辨力；σ—加性噪聲；σφ—相位噪聲；M—樣本數(shù)。4.4.2不確定度的增益分量按4.3.7和4.4.1測(cè)試不確定度的增益分量。如果僅不確定度的增益分量和偏移將被測(cè)量，宜使用E式中：EG—不確定度的增益分量；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；的位數(shù)；V—實(shí)際滿量程電壓范圍。按4.3.8和4.4.1測(cè)試偏移。如果僅測(cè)量不確定度的增益分量和偏移，宜使用方法A（參見(jiàn)附錄B式中：E0—不確定度的偏移分量；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；的分辨力；V?負(fù)滿量程電壓。GB／T38888—20204.4.4增益和偏移的溫度漂移按測(cè)試增益和偏移的溫度漂移，使用中列出的測(cè)試方法。按式（21）計(jì)算，計(jì)算的數(shù)值示例見(jiàn)附錄A：如果單個(gè)值用于注2：式（21）用于在LSB中獲得INL。式中：INL—積分非線性；k—編碼nTcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓；T—轉(zhuǎn)換電壓的理想值；的分辨力。校正了不確定度的偏移和增益分量的估計(jì)轉(zhuǎn)換電壓Tcorr［k］按式（22）計(jì)算：式中：Tcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓；k—編碼nV?負(fù)滿量程電壓；的分辨力；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；V—實(shí)際滿量程電壓范圍。式中：T—轉(zhuǎn)換電壓的理想值；k—編碼nV?負(fù)滿量程電壓；的分辨力。對(duì)于單極AMD的VFS-=0。式中：Tcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓；V?負(fù)滿量程電壓；的分辨力；GB／T38888—2020的位數(shù)；V—實(shí)際滿量程電壓范圍。按4.3.12和4.4.1規(guī)定測(cè)試差分非線性。如果中等或高分辨力ADM被測(cè)試（位數(shù)大于8宜使用方法B。計(jì)算的數(shù)值示例見(jiàn)附錄A。如果單個(gè)值用于注2：式（25）用于在LSB中獲得DNL。式中：DNL—差分非線性；W—具有編碼位寬度的向量；的分辨力。用于ADM噪聲測(cè)量的測(cè)試方案如圖4所示?？?-口圖4用于ADM噪聲測(cè)量的測(cè)試方案輸入電壓發(fā)生器應(yīng)提供低噪聲直流信號(hào)。直流電壓應(yīng)能設(shè)置為ADM滿量程范圍內(nèi)的任何指定值。被測(cè)量的ADM的溫度被設(shè)定為指定值。輸入端子以及其他端子按規(guī)定連接。其他附加網(wǎng)絡(luò)按指定連接。除非另有規(guī)定，否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整以最大限度地減少偏移和ADM的不確定度的增益分量。選擇一系列ADM編碼進(jìn)行測(cè)試。直流輸入電壓應(yīng)設(shè)置為被測(cè)試的ADM編碼范圍內(nèi)的第一個(gè)指定值。測(cè)量每個(gè)直流輸入電壓的M個(gè)樣本（x1j和x2j，其中j到的輸出編碼的記錄用于后續(xù)分析。對(duì)每個(gè)剩余的指定DC值重復(fù)此操作，指定值跨越所選擇的ADM編碼。每個(gè)編碼結(jié)果讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差按式（26）計(jì)算：GB／T38888—2020 M\jj M式中：σ—標(biāo)準(zhǔn)差；M—樣本數(shù)；j—步數(shù)jx—樣本。連續(xù)記錄中同一位置出現(xiàn)的固定模式偏差將通過(guò)減法消除。施加的直流輸入電壓的最大標(biāo)準(zhǔn)偏差代表噪聲。按IEC60748-4-3：2006中5.1.3的規(guī)定測(cè)量信納比、有效比特位數(shù)和無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。按IEC60748-4-3：2006中5.1.1.3規(guī)定的電路、峰-峰值應(yīng)接近但不超過(guò)ADM所規(guī)定的滿量程輸入的正弦輸入信號(hào)。按IEC60748-4-3：2006規(guī)定的測(cè)試方法，存儲(chǔ)所得到的輸出編碼的記錄，并且對(duì)這些記錄應(yīng)用傅里葉變換來(lái)分析ADM輸出頻譜。SINAD、ENOB和SFDR的參數(shù)計(jì)算如下：—輸出信號(hào)的有效值：根據(jù)輸入信號(hào)頻率下ADM輸出的幅值確定。分量從記錄的傅里葉變換獲得?！肼暤挠行е担òㄖC波失真除了DC項(xiàng)和輸入頻率之外，根據(jù)輸出的所有項(xiàng)的平方和的根確定。分量從記錄的傅里葉變換獲得?！渌畲髥为?dú)分量的有效值：除了輸入信號(hào)的基波之外的最大分量的有效值。分量從記錄的傅里葉變換獲得。信納比的值（單位：dBSINAD=20lg（輸出信號(hào)的有效值／噪聲的有效值）給出。有效比特位數(shù)—無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（單位：dBSFDR=20lg（輸出信號(hào)的有效值／單獨(dú)其他噪聲的最大有效值）。注1：輸出編碼結(jié)果的相同記錄和傅里葉變換的結(jié)果將被用于計(jì)算本條款中提到的所有參數(shù)。注2：為了提高測(cè)試精度，獲取多個(gè)測(cè)試記錄，計(jì)算相應(yīng)的傅里葉變換并對(duì)與傅里葉變換的每個(gè)分量對(duì)應(yīng)的值進(jìn)行平均，以獲得平均傅里葉變換。4.4.9模擬輸入帶寬按IEC60748-4-3：2006中5.1.3的規(guī)定計(jì)算模擬輸入帶寬。為了確定模擬輸入帶寬，定位測(cè)量信號(hào)幅值比通帶頻率低3dB的點(diǎn)。這一點(diǎn)代表模擬輸入帶寬。確定ADM的通道切換誤差，提供輸入電平接近但不超過(guò)ADM的最大和最小輸入電平的源。通道切換誤差測(cè)試按下列測(cè)試步驟進(jìn)行：a）將低于ADM的正滿量程輸入約10%的信號(hào)連接到ADM的一個(gè)通道；b）將高于ADM負(fù)滿量程輸入約10%的信號(hào)連接到ADM的第二個(gè)通道；c）給ADM編程以便從第一個(gè)通道在理想的采樣率上獲取多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值表示ADM測(cè)量接近正滿量程信號(hào)而不受切換影響時(shí)的返回值；d）給ADM編程以便從第二個(gè)通道在理想的采樣率上獲取多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值表示ADM測(cè)量接近負(fù)滿量程信號(hào)而不受切換影響時(shí)的返回值；GB／T38888—2020e)給ADM編程使得兩個(gè)通道切換，在理想的采樣率上獲取多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，這將強(qiáng)制ADM在兩個(gè)差別很大的輸入值之間切換，顯露由切換引起的誤差，通過(guò)每個(gè)通道獲取平均數(shù)據(jù)；f)c)步和d)步中的單通道值與e)步的值之間的差表示由開關(guān)引起的誤差，兩個(gè)數(shù)字的模數(shù)的較大值表示在選定的采樣頻率下的最壞情況的通道切換誤差；g)通道切換誤差隨ADM輸入范圍和采樣頻率而變化，對(duì)于不同的采樣頻率和輸入范圍，可重復(fù)列出測(cè)試步。4.4.11單通道測(cè)量的穩(wěn)定時(shí)間偏差單通道測(cè)量的穩(wěn)定時(shí)間偏差測(cè)試按IEC60748-4-3:2006中5.1.6執(zhí)行。4.4.12測(cè)量不確定度估計(jì)DAQ測(cè)量所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是組合標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由DAQ所產(chǎn)生的測(cè)量不確定度是使用ISO/IECGUIDE98-3:2008(GUM)中給出的規(guī)則來(lái)計(jì)算的。一般做法是使用擴(kuò)展的不確定度來(lái)定義測(cè)量結(jié)果可能落入的區(qū)間。推薦的覆蓋因子“k”為2。一般性示例參見(jiàn)附錄C。通過(guò)將不確定度的增益分量和偏移（以及適用它們的溫度漂移）、積分非線性的最大值和噪聲的有效值進(jìn)行組合，來(lái)計(jì)算直流或極低頻輸入信號(hào)的測(cè)量不確定度。由于這些不確定度因素可根據(jù)不同的測(cè)量模式或隨著時(shí)間的推移而變化，DAQ制造商宜以一種易于理解的格式提供這些規(guī)格，如表2所示。測(cè)量不確定度估計(jì)的ADM參數(shù)規(guī)范示例標(biāo)稱范圍V不確定度的增益分量%FSR偏移INL(LSB)噪聲（以μV表示的有效值）增益的溫度漂移%FSR/℃偏移的溫度漂移正FSFS5-501901-181465001-0.14810720注：要比較的標(biāo)準(zhǔn)和用于比較的方法的不確定度包含在“不確定度的增益分量”“偏移”和“INL”列中。注：在直流或極低頻輸入信號(hào)下，測(cè)量不確定度估計(jì)的一般性示例參見(jiàn)附錄C。5硬件功能校準(zhǔn)ADM應(yīng)支持調(diào)整其測(cè)量精度和存儲(chǔ)校準(zhǔn)信息的方法。這些特性應(yīng)確保ADM可進(jìn)行校準(zhǔn)以保持精度。5.2內(nèi)建校準(zhǔn)信息為了保持校準(zhǔn)的完整性，ADM及其相關(guān)的應(yīng)用編程接口(API)或軟件驅(qū)動(dòng)程序宜在外部校準(zhǔn)期間存儲(chǔ)基本校準(zhǔn)信息，這些信息被電子密封鎖定，包括：—校準(zhǔn)常數(shù)—這些常數(shù)用于調(diào)整ADM的測(cè)量精度；—校準(zhǔn)日期—通過(guò)校準(zhǔn)設(shè)備執(zhí)行的最后一次外部校準(zhǔn)的日期；GB／T38888—2020—校準(zhǔn)計(jì)數(shù)—通過(guò)校準(zhǔn)設(shè)備在裝置外部校準(zhǔn)的次數(shù)；—密碼—支持通過(guò)一個(gè)API而不是通過(guò)電位器等手動(dòng)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)的ADM,需要提供校準(zhǔn)常數(shù)的保護(hù)，密碼保護(hù)可防止篡改校準(zhǔn)常數(shù)，該密碼保護(hù)稱為“電子密封”；—校準(zhǔn)溫度—在進(jìn)行外部校準(zhǔn)時(shí)的ADM溫度，校準(zhǔn)溫度以攝氏度表示。如果ADM支持自我校準(zhǔn)或內(nèi)部校準(zhǔn)，則還可存儲(chǔ)以下信息：—校準(zhǔn)日期—ADM執(zhí)行自校準(zhǔn)的日期；—校準(zhǔn)計(jì)數(shù)—設(shè)備自校準(zhǔn)次數(shù)；—校準(zhǔn)溫度—執(zhí)行自校準(zhǔn)時(shí)的ADM溫度，校準(zhǔn)溫度以攝氏度表示。5.3硬件調(diào)整的一般測(cè)量ADM應(yīng)有一種方法來(lái)調(diào)整其測(cè)量值，以補(bǔ)償時(shí)間和環(huán)境對(duì)測(cè)量精度的影響?？稍贏DM上進(jìn)行調(diào)整，也可在ADM軟件中進(jìn)行調(diào)整。無(wú)論在何處進(jìn)行調(diào)整，為了降低測(cè)量的不確定度，ADM可支持某些硬件功能。硬件校準(zhǔn)可包括：—溫度傳感器—溫度傳感器監(jiān)測(cè)ADM經(jīng)歷的溫度變化。測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員能根據(jù)需要利用校準(zhǔn)API讀取溫度并自動(dòng)校準(zhǔn)ADM。校準(zhǔn)API在外部校準(zhǔn)和自校準(zhǔn)中也使用溫度傳感器，用來(lái)確定ADM的溫度。—內(nèi)建信號(hào)基準(zhǔn)—在自校準(zhǔn)期間使用信號(hào)基準(zhǔn)以便計(jì)入環(huán)境變化調(diào)整ADM的測(cè)量值。為了補(bǔ)償環(huán)境影響并保持測(cè)量精度，ADM可進(jìn)行自校準(zhǔn)。自校準(zhǔn)不需要與ADM的任何外部連接。相反，ADM包含調(diào)整其自身測(cè)量所需的所有硬件。與自校準(zhǔn)有關(guān)的硬件包括：—信號(hào)基準(zhǔn)；—地基準(zhǔn)；—溫度傳感器。在自校準(zhǔn)期間，通過(guò)ADM測(cè)量地基準(zhǔn)或信號(hào)基準(zhǔn)。ADM調(diào)整自己的測(cè)量值，計(jì)入被測(cè)值和基準(zhǔn)的實(shí)際值之間的差異。通過(guò)外部校準(zhǔn)確定內(nèi)建基準(zhǔn)并使其可追溯。6軟件校準(zhǔn)方法ADM應(yīng)寫入軟件來(lái)驗(yàn)證和調(diào)整其測(cè)量能力。為了提供一個(gè)合格的接口去實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證和調(diào)整，ADM制造商應(yīng)提供一個(gè)API。如果適用，校準(zhǔn)API應(yīng)支持ADM的外部校準(zhǔn)和自校準(zhǔn)。6.2校準(zhǔn)應(yīng)用程序編程接口（API）校準(zhǔn)API用于更新校準(zhǔn)常數(shù)、校準(zhǔn)日期等的軟件接口。應(yīng)提供API,以供測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員對(duì)ADM進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證和調(diào)整。校準(zhǔn)API可支持以下功能：—外部校準(zhǔn)ADM;—自校準(zhǔn)ADM;—驗(yàn)證ADM完成的測(cè)量；—從ADM中檢索校準(zhǔn)日期，在適用的情況下，包括檢索外部校準(zhǔn)日期和自校準(zhǔn)日期；—從ADM中檢索校準(zhǔn)計(jì)數(shù)，在適用的情況下，包括檢索外部校準(zhǔn)計(jì)數(shù)和自校準(zhǔn)計(jì)數(shù)；GB／T38888—2020—從ADM中檢索校準(zhǔn)溫度，在適用的情況下，包括檢索外部校準(zhǔn)溫度和內(nèi)部校準(zhǔn)溫度；—更改ADM的校準(zhǔn)密碼。自校準(zhǔn)為測(cè)量ADM的自帶基準(zhǔn)，應(yīng)按基準(zhǔn)來(lái)校正ADM的測(cè)量值。自校準(zhǔn)不影響可追溯性，不需要密碼來(lái)執(zhí)行自校準(zhǔn)。如果ADM支持自校準(zhǔn)，校準(zhǔn)API應(yīng)提供一種簡(jiǎn)單方法用來(lái)執(zhí)行自校準(zhǔn)。測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員應(yīng)編寫校準(zhǔn)API自校準(zhǔn)ADM的軟件。自校準(zhǔn)軟件可包括：—一個(gè)單獨(dú)功能，即一步調(diào)整插件式測(cè)量系統(tǒng)的所有測(cè)量模式、范圍和通道；—一組功能，即可獨(dú)立調(diào)整每個(gè)范圍、模式或通道。當(dāng)進(jìn)行自校準(zhǔn)時(shí)，校準(zhǔn)計(jì)數(shù)、日期、溫度等自校準(zhǔn)信息將被自動(dòng)更新。6.4外部校準(zhǔn)方法外部校準(zhǔn)應(yīng)按外部基準(zhǔn)調(diào)整ADM的測(cè)量值，這種類型的調(diào)整提高了測(cè)量精度并確保測(cè)量的可追溯性。外部校準(zhǔn)應(yīng)確保ADM的可追溯性，密碼保護(hù)應(yīng)“電子密封”校準(zhǔn)信息。為了執(zhí)行外部校準(zhǔn)，測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員應(yīng)使用校準(zhǔn)API來(lái)編寫調(diào)整軟件。測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員應(yīng)使用ADM的校準(zhǔn)程序作為編寫調(diào)整軟件的指南。外部校準(zhǔn)應(yīng)：a)要求測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)人員在更改任何校準(zhǔn)信息之前輸入密碼或以某種方式取消對(duì)ADM的保護(hù)；b)依據(jù)外部的可溯源標(biāo)準(zhǔn)器更新內(nèi)建基準(zhǔn)；更新ADM使用的校準(zhǔn)常數(shù)；d)在調(diào)整程序結(jié)束時(shí)自動(dòng)更新ADM的外部校準(zhǔn)日期；e)在調(diào)整程序結(jié)束時(shí)自動(dòng)更新ADM的外部校準(zhǔn)計(jì)數(shù)；f)在調(diào)整程序結(jié)束時(shí)自動(dòng)更新ADM的外部校準(zhǔn)溫度。7校準(zhǔn)程序ADM應(yīng)配備詳細(xì)的校準(zhǔn)程序，用以解釋說(shuō)明外部校準(zhǔn)程序。校準(zhǔn)程序應(yīng)提供有關(guān)如何驗(yàn)證ADM規(guī)范以及在必要的情況下如何調(diào)整ADM的測(cè)量能力的信息。校準(zhǔn)程序應(yīng)符合GB/T27025—2008中的相關(guān)要求。GB／T38888—2020附錄A（規(guī)范性附錄）通過(guò)方法B進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試的偽代碼和數(shù)值示例滿量程電壓（V）位數(shù)理想的編碼位長(zhǎng)度理想的編碼位長(zhǎng)度雙極型第一次轉(zhuǎn)換電壓ADC（V）輸入設(shè)備噪聲（V）最大允許錯(cuò)誤過(guò)電壓三角波非線性最大三角波幅值最大步長(zhǎng)步數(shù)步長(zhǎng)三角波幅值三角波頻率相對(duì)誤差采樣頻率相對(duì)誤差樣本數(shù)樣本頻率三角波頻率置信水平）最大允許不確定度（LSB）相位噪聲記錄數(shù)TSLCal=0.1TSLWG=0.1Fork=0to2^N-1CH［k］=0NextWGAddress=20CalAddress=21校準(zhǔn)器的輸出穩(wěn)定時(shí)間（s）波形發(fā)生器的輸出穩(wěn)定時(shí)間（s）對(duì)于每個(gè)輸出編碼初始化累積直方圖波形發(fā)生器的GPIB地址校準(zhǔn)器的GPIB地址設(shè)置波形發(fā)生器的功能設(shè)置三角波幅值GB／T38888—2020打開波形發(fā)生器的輸出Wait（TSLWG）等待校準(zhǔn)器的輸出解決打開校準(zhǔn)器的輸出Forj=0toNs-1對(duì)于每一步設(shè)置三角波偏移Wait（TSLCal）等待校準(zhǔn)器的輸出解決Forr=0toR-1對(duì)于每一條記錄獲取樣本MFori=0toM-1對(duì)于每一個(gè)樣本計(jì)算累計(jì)直方圖NextNext計(jì)算轉(zhuǎn)換電壓Next關(guān)閉波形發(fā)生器輸出關(guān)閉校準(zhǔn)器的輸出A.3通過(guò)方法B（見(jiàn)4.4.1.3）進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試中“將NS轉(zhuǎn)換電平組在每個(gè)j步確定第一個(gè)和最后一個(gè)激勵(lì)編碼。Forj=0toNs-1Fork=0to2^N-1ExitforEndifNextFork=2^N-1to0step-1ExitforEndifNextNext確定從每步中刪除的編碼。使用一步中激勵(lì)的最后一個(gè)編碼和下一步中激勵(lì)的第一個(gè)編碼之間的平均值。Forj=0toNs-1-1GB／T38888—2020NextFirstCode[0]=0LastCode[Ns-1]=2^N-1//根據(jù)前一循環(huán)中確定使用的第一個(gè)和最后一個(gè)編碼，從包含計(jì)算的轉(zhuǎn)換電壓的部分向量每步中，構(gòu)建包含轉(zhuǎn)換電壓的最終向量。Forj=0toNs-1NextNext//計(jì)算編碼位寬度。Fork=1to2^N-2W[k]=Tfinal[k+1]-Tfinal[k]NextA.4通過(guò)方法B（見(jiàn)4.4.1.3)計(jì)算靜態(tài)測(cè)試的測(cè)試條件的數(shù)值示例測(cè)試條件為：—雙極ADM非過(guò)零；V計(jì)算方法為：a)降低滿量程電壓對(duì)于非過(guò)零5位（n）和20V滿量程（VFSR)的雙極DAQ,理想編碼位寬度按式(A.1)計(jì)算：式中：的分辨力；V—實(shí)際滿量程電壓范圍；的位數(shù)。降低的滿量程電壓按式(A.2)計(jì)算：式中：Vr—降低的滿量程電壓；V—實(shí)際滿量程電壓范圍；的分辨力。b)最大激勵(lì)信號(hào)幅值例如，如果由三角波非線性引起的最大允許誤差是0.007LSB（Bi則最大三角波幅值A(chǔ)max應(yīng)是非線性度0.17%(NL),Amax按式(A.3)計(jì)算：GB／T38888—2020式中：犃max—小波最大幅值；—實(shí)際滿量程電壓范圍；的分辨力；NL—三角形發(fā)生器的非線性。超速轉(zhuǎn)換如果相加噪聲作為0.1V(σ)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，那么所需的超速轉(zhuǎn)換電壓按式(A.4)計(jì)算：\\]式中：—超速轉(zhuǎn)換電壓；σ—標(biāo)準(zhǔn)差；—實(shí)際滿量程電壓范圍；的分辨力；d)降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在0.01V（犈G)的ADM不確定度的增益分量和0.01V（犈0)的ADM偏移中的占比，按式(A.5)計(jì)算：式中：犞′r—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；犞r—降低的滿量程電壓；犈G—不確定度的增益分量；犈0—不確定度的偏移分量。激勵(lì)信號(hào)幅值使用最大幅值不確定度為5.92分辨力為0.1的函數(shù)發(fā)生器，產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)幅值按式(A.6)計(jì)算：式中：犃—小波幅值；犞′r—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；—超速轉(zhuǎn)換電壓；—最大幅值不確定度；狉A—分辨力；犃max—小波最大幅值。輸出值為10V。計(jì)算犃后，如果需要，可以計(jì)算出一個(gè)新的誤差值。f)步數(shù)和偏移電壓GB／T38888—2020rC）的直流電壓發(fā)生器，產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)幅值式中：—激勵(lì)信號(hào)幅值。式中：Ns—步數(shù)；VIr—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；—激勵(lì)信號(hào)幅值。每步中被激勵(lì)的確切范圍按式（A.9）計(jì)算：式中：Δs—每步中被激勵(lì)的幅值范圍；r—降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在ADM不確定度的增益分量和偏移中的占比；Ns—步數(shù)。在第j步中應(yīng)用的偏移量cj按式（A.10）計(jì)算：j式中：c—偏移量；j—步數(shù)jg）樣本數(shù)激勵(lì)信號(hào)（εf）和時(shí)鐘（εfs）的相對(duì)頻率不確定度值為25×10-6，一次能獲取的最大式中：M—樣本數(shù)；εfs—采樣頻率的精度；εf—輸入頻率的精度。h）激勵(lì)信號(hào)頻率100kHz的采樣頻率fs的激勵(lì)信號(hào)頻率按式（A.12）計(jì)算：f式中：f—激勵(lì)信號(hào)頻率；fs—采樣頻率；M—樣本數(shù)。i）記錄數(shù)的概率以及對(duì)于1mV（σφ）的相位噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差，要獲取的最小記錄數(shù)按式（A.13）計(jì)算：GB／T38888—2020式中：Rmin—最小記錄數(shù)；Ku—覆蓋因子；A—小波幅值；Bu—不確定度邊界；的分辨力。使用的記錄數(shù)按式(A.14)計(jì)算：式中：R—記錄數(shù)；Rmin—最小記錄數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表A.1。表A.1導(dǎo)出小三角波的幅值（A）和偏移（cj）、每個(gè)記錄的樣本數(shù)（M）和記錄數(shù)（R）降低的滿量程電壓Vr(V)最大激勵(lì)信號(hào)幅值（對(duì)于非線性三角波）Bi(LSB)NLAV)超速轉(zhuǎn)換V)01VOD(V)降低的滿量程電壓，擴(kuò)大在DAQ不確定度的增益分量和偏移中的占比EG(V)E0(V)V’r(V)激勵(lì)信號(hào)幅值rV)A(V)步數(shù)和偏移電壓rV)GB／T38888—2020NsΔV)C0(V)-7.269C1(V)-2.423C2(V)C3(V)樣本數(shù)-6s-6M激勵(lì)信號(hào)頻率f)記錄數(shù)KuR8按4.4.1.3要求計(jì)算得到的直方圖測(cè)試結(jié)果和相應(yīng)轉(zhuǎn)換電壓如表A.2所示。28表A.2直方圖測(cè)試結(jié)果和用方法B在4步中測(cè)試的5位ADM的相應(yīng)轉(zhuǎn)換電壓28編碼直方圖累積直方圖轉(zhuǎn)換電壓(V)kH2［kTTTT00000001000000-9.6805-9.68052000000-9.0344-9.03443000000-8.3848-8.38484000000-7.7324-7.73245000000-7.0996-7.099660000-6.4507-6.450770000-5.8082-5.7983-5.798380000-5.1691-5.1571-5.157190000-4.5097-4.5138-4.509700700-3.8755-4.0049-3.875500000-3.2315-3.231500000-2.5714-2.571400000-1.9351-1.9351000-1.2834-1.2834000-0.6423-0.6464-0.6464000-0.00030000000編碼直方圖累積直方圖轉(zhuǎn)換電壓(V)kH2［kTTTT00000000600600000000000000000000000000GB／T38888—2020通過(guò)表A.2的最后一列中顯示的已獲得的轉(zhuǎn)換電壓，可以計(jì)算不確定度的增益分量和偏移。使用式(6)計(jì)算ADM的分辨力，計(jì)算的數(shù)值示例見(jiàn)式(A.15):式中：的分辨力；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；的位數(shù)。使用式(19)計(jì)算不確定度的增益分量，計(jì)算的數(shù)值示例見(jiàn)式(A.16):En=-0.0137V式中：EG—不確定度的增益分量；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；的位數(shù)；的分辨力；V—實(shí)際滿量程電壓范圍。使用式(20)計(jì)算偏移，計(jì)算的數(shù)值示例見(jiàn)式(A.17):E0=（T[1]-Q/2)-VFS-式中：E0—不確定度的偏移分量；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量；Q—ADM的分辨力；V?負(fù)滿量程電壓。性INL［K］、位寬W［K］、最終的差分非線性DNL［K所有這些參數(shù)的計(jì)算見(jiàn)式(21)~式(25)。表A.3從測(cè)量的轉(zhuǎn)換電壓導(dǎo)出INL和DNLKT［K］TVTVINL［K］(LSB)W［K］/VDNL［K］(LSB)012-9.0344-9.0411-9.06313-8.3848-8.3911-8.43854GB／T38888—2020kTkVTkVkLSB）kLSB）5-7.09966-6.4507789-4.5097-4.5132-4.6909-3.8786-4.0663-3.2341-2.5714-2.5736-2.8171-2.1925-0.6464-0.6472-0.9433-0.3187使用表按式式中：Tcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓；2n-1V?負(fù)滿量程；GB／T38888—2020Q—的分辨力。T式中：Tcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓。T式中：T—轉(zhuǎn)換電壓的理想值；2n-1V?負(fù)滿量程；Q—的分辨力。T式中：T—轉(zhuǎn)換電壓的理想值。按式計(jì)算：式中：INL—積分非線性；2n-1Tcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓；T—轉(zhuǎn)換電壓的理想值；Q—的分辨力。式中：INL—積分非線性；Tcorr—增益和偏移校正之后的轉(zhuǎn)換電壓；T—轉(zhuǎn)換電壓的理想值。式中：W—具有編碼位寬度的向量；k—編碼nT—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量。GB／T38888—2020式中：W—具有編碼位寬度的向量；T—具有轉(zhuǎn)換電壓的向量。按式計(jì)算：式中：DNL—差分非線性；W—具有編碼位寬度的向量；Q—的分辨力。式中：DNL—差分非線性；W—具有編碼位寬度的向量。GB／T38888—2020附錄B（資料性附錄）ADM特征可以使用面向用戶的定義來(lái)表征ADM：位數(shù)（n—傳遞函數(shù)的類型（單極性、雙極性過(guò)零或雙極性不過(guò)零或一個(gè)面向技術(shù)人員的定義：位數(shù)（n這兩組信息的關(guān)聯(lián)方式