高電壓試驗技術(shù)-第2部分-測量系統(tǒng)

高電壓試驗技術(shù)第2部分：測量系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容相關(guān)術(shù)語及定義測量系統(tǒng)的使用和性能校驗程序?qū)φJ(rèn)可測量系統(tǒng)及其組件的試驗和試驗要求直流電壓的測量交流電壓的測量雷電沖擊電壓的測量操作沖擊電壓的測量標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)附錄A測量不確定度附錄B高電壓測量不確定度的計算示例附錄C階躍響應(yīng)測量附錄D用階躍響應(yīng)測量確定動態(tài)特性的卷積法新標(biāo)準(zhǔn)較1997版的技術(shù)性變化增加并修改了與高電壓測量相關(guān)的術(shù)語，特別是沖擊電壓測量系統(tǒng)的術(shù)語；對測量系統(tǒng)的使用和性能試驗程序（包括周期）提出了更加明確的要求；對認(rèn)可測量系統(tǒng)及其組件的校核提出了更細(xì)的要求，增加了軟件處理的內(nèi)容；對測量系統(tǒng)及其組件的不確定度分量及其確定方法給出了具體方法；刪除了沖擊電流測量系統(tǒng)的內(nèi)容；刪除了1997版標(biāo)準(zhǔn)中的附錄A；增加了新的附錄A，給出了不確定度及其分量的確定方法（附錄A為測量不確定度的資料性附錄）；刪除了1997版標(biāo)準(zhǔn)中附錄B，增加了新的附錄B，給出了認(rèn)可測量系統(tǒng)不確定度計算示例（附錄B為高電壓測量不確定度計算示例）；對附錄C，階躍響應(yīng)測量進(jìn)行了修訂（附錄C為階躍響應(yīng)測量的資料性附錄）；刪除了1997版標(biāo)準(zhǔn)中附錄D，增加了新的附錄D，用階躍響應(yīng)測量確定動態(tài)性能的卷積法（用階躍響應(yīng)測量確定動態(tài)特性的卷積法）；刪除了1997版標(biāo)準(zhǔn)中附錄F，將這些內(nèi)容放在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)條款中敘述。（原附錄F為測量直流電壓、交流電壓、沖擊電壓和電流所需的試驗一覽表）標(biāo)準(zhǔn)與IEC60060-2:2010的技術(shù)性差異

按照我國實驗室認(rèn)可測量系統(tǒng)不確定度的計算慣例，收集實驗室高電壓測量數(shù)據(jù)，給出高壓（交流、沖擊、雷電沖擊）測量系統(tǒng)不確定度計算示例（見附錄B）；對于測量系統(tǒng)的性能校驗程序的工作條件，考慮到我國高壓測量儀器設(shè)備以及實驗室的具體情況，增加“設(shè)備委員會可規(guī)定更長標(biāo)定工作時間”的說明（見4.5工作條件）。術(shù)語與定義

測量系統(tǒng)measuringsystem用于進(jìn)行高電壓測量的整套裝置。用于獲取或計算測量結(jié)果的軟件也是測量系統(tǒng)的一部分。

注1：測量系統(tǒng)通常包括以下組件：帶引線的轉(zhuǎn)換裝置，該引線是指轉(zhuǎn)換裝置與試品或回路的連接以及接地連接；連接轉(zhuǎn)換裝置的輸出端到測量儀器（并附有衰減、終端匹配阻抗或網(wǎng)絡(luò)）的傳輸系統(tǒng)；帶有電源線的測量儀器；僅由以上某些組件組成或基于非傳統(tǒng)原理的測量系統(tǒng)，只要符合本部分規(guī)定的不確定度要求也是可以接受的。注2：測量系統(tǒng)所處的環(huán)境，如與帶電體和接地物體的凈距、周圍電場或磁場等都可能明顯影響測量結(jié)果及其不確定度。性能記錄recordofperformance使用者建立并保存的測量系統(tǒng)的詳細(xì)記錄，是說明系統(tǒng)和表明系統(tǒng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所列要求的證明文件。

注：文件中應(yīng)包含初始性能試驗結(jié)果和歷次性能試驗，性能校核結(jié)果以及相應(yīng)性能試驗（校核）的周期。標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)referencemeasuringsystem通過校準(zhǔn)可溯源到相關(guān)國家和/或國際基準(zhǔn)，且具有足夠的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性的測量系統(tǒng)。在進(jìn)行特定波形和特定電壓范圍內(nèi)的比對測量中，該系統(tǒng)用于認(rèn)可其它的測量系統(tǒng)。

注：滿足本部分要求的標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)可作為認(rèn)可測量系統(tǒng)使用，但認(rèn)可測量系統(tǒng)不能作為標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)使用。電場探頭electric-fieldprobe測量電場幅值和波形的轉(zhuǎn)換裝置。注：當(dāng)測量不受電暈或空間電荷的影響時，電場探頭可用來測量產(chǎn)生電場的電壓波形。傳輸系統(tǒng)transmissionsystem將轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號傳遞到測量儀器的一套裝置。注1：傳輸系統(tǒng)一般由帶終端阻抗的同軸電纜組成，還可包括轉(zhuǎn)換裝置與測量儀器之間所連接的衰減器、放大器或其它裝置，例如，光纖系統(tǒng)包括光發(fā)射器，光纜和光接收器以及相應(yīng)的放大器。注2：傳輸系統(tǒng)可全部或部分地歸入轉(zhuǎn)換裝置或測量儀器中。測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)scalefactorofameasuringsystem與測量儀器的讀數(shù)相乘便得到整個測量系統(tǒng)的輸入量值的因數(shù)。注1：對不同的標(biāo)定測量范圍、不同的頻率范圍或不同的波形，一個測量系統(tǒng)可有多個刻度因數(shù)。注2：直接顯示輸入量值的測量系統(tǒng)，其標(biāo)稱刻度因數(shù)為1。測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)scalefactorofameasuringsystem與測量儀器的讀數(shù)相乘便得到整個測量系統(tǒng)的輸入量值的因數(shù)。

注1：對不同的標(biāo)定測量范圍、不同的頻率范圍或不同的波形，一個測量系統(tǒng)可有多個刻度因數(shù)。注2：直接顯示輸入量值的測量系統(tǒng)，其標(biāo)稱刻度因數(shù)為1。標(biāo)定刻度因數(shù)assignedscalefactor

最近一次性能試驗所確定的測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)。注：一個測量系統(tǒng)可有多個標(biāo)定刻度因數(shù)。例如，若系統(tǒng)有幾個測量范圍和/或標(biāo)稱時段（見3.5.4），每個范圍或標(biāo)稱時段可有不同的刻度因數(shù)。標(biāo)定測量范圍assignedmeasurementrange用單一刻度因數(shù)來表征的具有規(guī)定頻率或波形的測量系統(tǒng)可能工作的電壓范圍。注1：標(biāo)定測量范圍限值可由使用者選定，并經(jīng)本部分規(guī)定的性能試驗加以驗證。注2：對于含有多個刻度因數(shù)的測量系統(tǒng)可有多個標(biāo)定測量范圍。標(biāo)定施加頻次assignedrateofapplication測量系統(tǒng)能在標(biāo)定測量范圍上限工作，并在規(guī)定的時間間隔內(nèi)所能承受的規(guī)定沖擊電壓的最大次數(shù)。注：該次數(shù)通常以每分鐘施加次數(shù)以及以數(shù)分鐘或數(shù)小時為時間間隔內(nèi)的施加次數(shù)來表示。測量系統(tǒng)的響應(yīng)responseofameasuringsystem當(dāng)系統(tǒng)的輸入端施加規(guī)定的電壓時的輸出，該輸出是時間或頻率的函數(shù)。幅-頻響應(yīng)amplitude-frequencyresponse當(dāng)輸入為正弦波時，測量系統(tǒng)的輸出和輸入之比值與頻率

的關(guān)系。階躍響應(yīng)stepresponse當(dāng)輸入為一個階躍波時，測量系統(tǒng)的輸出與時間的關(guān)系。標(biāo)稱時段（僅對沖擊測量）nominalepoch(impulsevoltageonly)測量系統(tǒng)被認(rèn)可的相關(guān)沖擊電壓時間參數(shù)最小值和最大值之間的間隔。注1：相關(guān)的時間參數(shù)是：全波和波尾截斷雷電沖擊的波前時間T1

；波前截斷雷電沖擊的截斷時間Tc

；操作沖擊的峰值時間Tp

。注2：對于不同的波形，一個測量系統(tǒng)可能有一個以上的標(biāo)稱時段。例如，一個特定的測量系統(tǒng)可以認(rèn)可如下標(biāo)稱時段：對全波或波尾截斷的雷電沖擊，標(biāo)定刻度因數(shù)被認(rèn)可的標(biāo)稱時段為T10.8

1.8μs；對波前截斷的雷電沖擊，標(biāo)定刻度因數(shù)被認(rèn)可的標(biāo)稱時段為Tc0.5

0.9μs；對操作沖擊，標(biāo)定刻度因數(shù)被認(rèn)可的標(biāo)稱時段為Tp

150

500μs。注3：“波前截斷沖擊”是指沖擊截斷發(fā)生在波前0.5μs到峰值時間的范圍內(nèi)，以區(qū)別于截斷時間大于峰值時間的“波尾截斷沖擊”。限值頻率f1和f2

limitfrequenciesf1andf2幅-頻響應(yīng)近似恒定范圍的頻率的下限和上限注：該上、下限是響應(yīng)第一次偏離恒定值某一數(shù)值（例如±15%）的位置。容許的偏離與測量系統(tǒng)可接受的不確定度有關(guān)。容差tolerance測量值與規(guī)定值之間的允許差值。（測量）不確定度uncertainty(ofmeasurement)表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度combinedstandarduncertainty當(dāng)測量結(jié)果是由若干個其它分量的值求得時，測量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于各分量的方差或協(xié)方差總和的平方根的正值。計算時需依據(jù)各分量對測量結(jié)果的影響權(quán)重。擴(kuò)展不確定度expandeduncertainty確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。注：擴(kuò)展不確定度非常接近本部分較早版本中的“總不確定度”。由于覆蓋概率小于100%，不可知的試驗電壓的真值可能落在不確定度的限值之外。覆蓋因子（包含因子）coveragefactor為求得擴(kuò)展不確定度，與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度相乘的數(shù)字因子。注：對95%覆蓋概率和正態(tài)（高斯）概率分布，覆蓋因子約為=2。校準(zhǔn)calibration在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋騾⒖嘉镔|(zhì)所代表的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。型式試驗typetest樣機(jī)上進(jìn)行的一項或多項符合性試驗。注：測量系統(tǒng)的型式試驗可理解為，對相同設(shè)計的整套測量系統(tǒng)或單個組件在工作條件下檢測其性能的試驗。

例行試驗routinetest每個單套測量系統(tǒng)或其組件加工期間或加工后進(jìn)行的符合性試驗。注：例行試驗可理解為對每個整套測量系統(tǒng)或每個組件在工作條件下檢測其性能的試驗。性能試驗performancetest對整套測量系統(tǒng)在工作條件下檢測其性能的試驗。性能校核performancecheck驗證最近一次性能試驗所確定的結(jié)果是否仍有效所進(jìn)行的簡化試驗。參考記錄（僅對沖擊測量）referencerecord(impulsemeasurementsonly)性能試驗中規(guī)定的條件下得到的記錄，可用來與將來進(jìn)行的相同條件下試驗或校核所得的記錄進(jìn)行比較。

測量系統(tǒng)的使用和性能校驗程序

每個認(rèn)可測量系統(tǒng)在其整個使用壽命期間均需經(jīng)初始試驗、性能試驗（周期性的，性能試驗應(yīng)每年重復(fù)一次，最大時間間隔不應(yīng)超過5年）及其性能校核（周期性的，與最近性能試驗或性能校核的時間間隔不應(yīng)超過1年。）。初始試驗包括型式試驗（在相同設(shè)計的單個組件或系統(tǒng)上進(jìn)行）和例行試驗（在每個組件或系統(tǒng)上進(jìn)行）。

1為保持測量系統(tǒng)的性能，應(yīng)定期重復(fù)性能試驗以確定其標(biāo)定刻度因數(shù)。性能試驗周期應(yīng)基于以往測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性評估。建議性能試驗應(yīng)每年重復(fù)一次，最大時間間隔不應(yīng)超過5年。

2測量系統(tǒng)經(jīng)過大修后以及回路布置超出性能記錄中給出的使用范圍時均應(yīng)進(jìn)行性能試驗。由于性能校核中發(fā)現(xiàn)標(biāo)定刻度因數(shù)不再有效而必須進(jìn)行性能試驗時，在性能試驗前應(yīng)先研究發(fā)生變化的原因。

3對新的或檢修過的系統(tǒng)應(yīng)縮短其性能校核的時間間隔以確定其穩(wěn)定性。

4所有試驗和校核結(jié)果包括獲取這些結(jié)果的條件均應(yīng)保存在由使用者建立并保存的性能記錄中，性能記錄應(yīng)包含測量系統(tǒng)的每個組件，而且保證測量系統(tǒng)的性能完整連續(xù)可查。性能記錄至少包括以下信息：測量系統(tǒng)的一般說明；轉(zhuǎn)換裝置、傳輸系統(tǒng)和測量儀器、測量系統(tǒng)（如果已進(jìn)行的）的型式試驗和例行試驗結(jié)果；測量系統(tǒng)的每次性能試驗結(jié)果；測量系統(tǒng)的每次性能校核結(jié)果。

5工作條件的要求認(rèn)可的電壓測量系統(tǒng)應(yīng)直接與試品兩端相連，或使試品兩端和測量系統(tǒng)間的電壓差可被忽略。連接時應(yīng)使試驗和測量回路之間的雜散耦合減至最小。對交、直流電壓應(yīng)規(guī)定測量系統(tǒng)的標(biāo)定工作時間。（推薦最短時間為1小時）對沖擊電壓應(yīng)規(guī)定最大施加頻次。（推薦最大施加頻次的最小值為1或2次/分鐘）應(yīng)當(dāng)注明測量系統(tǒng)組件滿足本部分要求的環(huán)境條件范圍。

6不確定度的要求按本部分進(jìn)行的所有測量的不確定度須依據(jù)JJF1059規(guī)范進(jìn)行評定。通常，被測量需要考慮的是測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)。但是在某些情況下還應(yīng)考慮其它量值，例如沖擊電壓的時間參數(shù)及其誤差。

本部分中，刻度因數(shù)的不確定度和電壓測量的不確定度是用相對不確定度來表示的，而不是JJF1059規(guī)范通?？紤]的絕對不確定度。在5.11以及附錄A和附錄B中，對時間參數(shù)直接采用JJF1059規(guī)范并以絕對不確定度來表示。對認(rèn)可測量系統(tǒng)及其組件的試驗和試驗要求一、校準(zhǔn)—確定刻度因數(shù)通過與標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)比對進(jìn)行校準(zhǔn)（優(yōu)選方法）對溯源至國家計量機(jī)構(gòu)的比對標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)，應(yīng)與被校測量系統(tǒng)并聯(lián)連接。應(yīng)采取措施避免轉(zhuǎn)換裝置和測量儀器間的接地環(huán)路。兩個系統(tǒng)應(yīng)同時讀數(shù)。由標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)讀到的每次測量的輸入量除以被校測量系統(tǒng)儀器的相應(yīng)讀數(shù)求得該次測量的刻度因數(shù)值。重復(fù)該測量n次求取被校測量系統(tǒng)在某一電壓水平下的刻度因數(shù)平均值。

相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為A類相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為注：通常獨立讀數(shù)=10已足夠。對交、直流電壓的測量，獨立讀數(shù)可通過施加試驗電壓讀取n個讀數(shù)或施加n次電壓讀取每次讀數(shù)來求得。對沖擊電壓則是施加n次沖擊。全部標(biāo)定測量范圍內(nèi)進(jìn)行比對

該試驗包括標(biāo)定刻度因數(shù)的確定和線性度的確定，應(yīng)在標(biāo)定測量范圍的最小和最大值之間直接與標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)進(jìn)行比對來確定刻度因數(shù)，而且還應(yīng)在至少3個近乎相等間隔的中間值下進(jìn)行比對。有限電壓范圍的比對

在標(biāo)定測量范圍超過標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)測量范圍的情況下，應(yīng)比對至標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)最高電壓來確定刻度因數(shù)。應(yīng)在不低于標(biāo)定測量范圍20%的電壓下進(jìn)行比對。應(yīng)依據(jù)5.3補充進(jìn)行線性度試驗。使用測量系統(tǒng)時，計算測量不確定度時應(yīng)考慮與線性度有關(guān)的不確定度分量。與標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)比對在a≥2個電壓水平下進(jìn)行，最高電壓水平等于標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)的最高電壓值。所需的線性度試驗在b≥2個電壓水平下進(jìn)行，其中一個電壓水平應(yīng)等于比對最高電壓水平。所選取的電壓水平至少包括標(biāo)定測量范圍的最大、最小值。因此，a+b≥6。由測量系統(tǒng)組件刻度因數(shù)確定測量系統(tǒng)刻度因數(shù)（替代）組件刻度因數(shù)可通過以下方法之一進(jìn)行確定：

——與標(biāo)準(zhǔn)組件比對（例如：分壓器與標(biāo)準(zhǔn)分壓器比對）或采用精確的低壓校準(zhǔn)器；

——同步測量其輸入輸出量；

——電橋法或精確的低壓下的變比測量；

——基于所測阻抗的計算。

注：應(yīng)當(dāng)采取措施確保測量中包括了雜散電容或耦合電容的影響以及組件間的相互影響。對測量系統(tǒng)的每一組件，應(yīng)估算A類和B類不確定度分量（5.2至5.9），確定每一組件的合成不確定度時應(yīng)考慮校準(zhǔn)中使用的測量裝置的不確定度分量。

注：組件校準(zhǔn)法中不確定度分量的估算要求對每一組件在全范圍條件內(nèi)，如電壓、溫度、鄰近效應(yīng)等對結(jié)果的影響，這種分析比較復(fù)雜，需要對測量過程有深入的了解。應(yīng)根據(jù)JJF1059規(guī)范（見附錄A和附錄B，尤其是B.2示例），通過將各組件合成不確定度的組合來求取電壓測量的擴(kuò)展不確定度。線性度試驗

該試驗僅是為了依據(jù)5.2.1.3進(jìn)行校準(zhǔn)的最大電壓的刻度因數(shù)提供一個擴(kuò)展的有效范圍，即擴(kuò)展至標(biāo)定測量范圍的最高限。測量系統(tǒng)的輸出應(yīng)與線性度已被認(rèn)可或其被推測在全電壓范圍是線性的裝置或系統(tǒng)進(jìn)行比對。使用該方法得到的不滿足要求的線性度不一定意味著系統(tǒng)非線性。在這種情況下可選擇其它適合線性度測量的試驗。應(yīng)按5.2.1.1比對測量部分從標(biāo)定測量范圍的最高限值到確定刻度因數(shù)的電壓值范圍中給出b個不同電壓值內(nèi)測量系統(tǒng)與比對裝置或系統(tǒng)的讀數(shù)之比值。線性度的評估是基于個測量電壓和對應(yīng)比對裝置電壓之比值與平均值的最大偏差。該最大偏差作為與在擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)刻度因數(shù)非線性有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評估uB1：F1，F(xiàn)2——由標(biāo)準(zhǔn)分壓器在校準(zhǔn)范圍內(nèi)確定的刻度因數(shù)；u1，u2——刻度因數(shù)F1和F2的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；F——F1和F2的平均值；R1…Rb——僅是在擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)線性度試驗確定的比值；Rm——在擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)線性裝置確定的比值的平均值；uB1——擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)刻度因數(shù)非線性引起的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。替代方法與認(rèn)可測量系統(tǒng)的比對；與線性高壓發(fā)生器的輸入電壓比對；與電場測量儀器輸出比對（高壓探頭）；與GB/T311.6推薦的標(biāo)準(zhǔn)空氣間隙比對；多級轉(zhuǎn)換裝置（分壓器）的方法；動態(tài)特性

一個組件或測量系統(tǒng)的響應(yīng)應(yīng)在能代表其使用條件的條件下確定，尤其是與接地體和帶電體的距離。優(yōu)選的測量方法分別是：對直流和交流電壓測量其幅頻響應(yīng)；對沖擊電壓在標(biāo)稱時段的上限和下限分別確定其刻度因數(shù)和時間參數(shù)。有關(guān)動態(tài)特性的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類估算式中：k——在一個頻率范圍內(nèi)的，或在一個定義標(biāo)稱時段的沖擊時間參數(shù)內(nèi)確定的刻度因數(shù)的次數(shù)；Fi——單獨的刻度因數(shù)；F——標(biāo)稱時段內(nèi)刻度因數(shù)的平均值。幅頻響應(yīng)的確定向系統(tǒng)或組件施加一已知幅值的正弦輸入，測量其輸出，該試驗通常是在低電壓下進(jìn)行。測量在一個合適的頻率范圍內(nèi)重復(fù)進(jìn)行，刻度因數(shù)的偏差應(yīng)按上式進(jìn)行計算。沖擊電壓測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法用校準(zhǔn)刻度因數(shù)時得到的沖擊電壓的記錄來確定標(biāo)稱時段的限值，應(yīng)按上式對電壓及時間參數(shù)的不確定度分量進(jìn)行計算。短時穩(wěn)定性在適當(dāng)?shù)念A(yù)期使用時間內(nèi)，對測量系統(tǒng)連續(xù)施加標(biāo)定測量范圍的最大電壓（對沖擊則以標(biāo)定最大施加頻次），在剛剛達(dá)到最大電壓時，立即測量刻度因數(shù)，并在電壓降低前立即重復(fù)測量。短時穩(wěn)定性試驗應(yīng)包括轉(zhuǎn)換裝置的自熱效應(yīng)。電壓施加時間不能長于標(biāo)定工作時間，但可限制到一個足以達(dá)到平衡的時間。試驗結(jié)果是在電壓施加時間內(nèi)刻度因數(shù)變化的一個估算值，在這段時間內(nèi)，可獲得一B類估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：式中，F(xiàn)after和Fbefore分別是短時穩(wěn)定性試驗前和后的刻度因數(shù)。長期穩(wěn)定性

應(yīng)對刻度因數(shù)在一段時間內(nèi)的穩(wěn)定性進(jìn)行考慮和評估。通常是以在一個預(yù)定的使用時間段（一般至下一次校準(zhǔn)）內(nèi)不確定度分量的有效性來評估，評估可以采用制造商提供的數(shù)據(jù)或以一系列性能試驗結(jié)果為基礎(chǔ)。評定的結(jié)果是刻度因數(shù)變化的一個估算值。評估產(chǎn)生一個以B類估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：式中，F(xiàn)1和F2分別是在時間和進(jìn)行的兩個連續(xù)的性能試驗的刻度因數(shù)。在可得到許多性能試驗結(jié)果的情況下，長期穩(wěn)定性可由A類分量的形式來表征：式中，重復(fù)的性能試驗結(jié)果為刻度因數(shù)Fi及其平均值Fm和重復(fù)的平均時間間隔Tmean。注：長期穩(wěn)定性通常規(guī)定以一年為周期。環(huán)境溫度影響測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)可能受環(huán)境溫度影響，這可以通過在不同環(huán)境溫度下確定刻度因數(shù)來定量，或基于組件的特性計算來確定。試驗或計算的詳細(xì)資料應(yīng)存入性能記錄中。試驗和計算的結(jié)果是由于環(huán)境溫度變化引起的刻度因數(shù)變化的一種估算。其B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度由下式給出：式中，F(xiàn)T為所關(guān)注的溫度下的刻度因數(shù)，F(xiàn)為校準(zhǔn)時溫度下的刻度因數(shù)。注：如果FT與F的偏差大于1%，建議對刻度因數(shù)進(jìn)行校正。自熱效應(yīng)包含在短時穩(wěn)定性試驗中。當(dāng)環(huán)境溫度在一個很寬的溫度范圍內(nèi)變化時，可對刻度因數(shù)使用溫度修正系數(shù)。任何溫度修正應(yīng)在性能記錄中列出。一旦使用了溫度修正系數(shù)，可將溫度修正系數(shù)的不確定度uB5作為不確定度分量。鄰近效應(yīng)由鄰近效應(yīng)而引起裝置的刻度因數(shù)或參數(shù)的變化，可通過裝置距一接地墻或一個帶電體的不同距離所進(jìn)行的測量來確定。試驗的結(jié)果是刻度因數(shù)的變化，其B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量估算由下式給出：式中，F(xiàn)max和Fmin分別為距其它物體最長和最短距離時的刻度因數(shù)。注：不同的距離范圍可得出不同的值。一些試驗場所可能只選擇對單組距離或幾組距離或某些距離范圍來認(rèn)可其測量系統(tǒng)。軟件處理

若測量數(shù)據(jù)是由軟件處理的，則必須評估因軟件處理產(chǎn)生的不確定度。這可以通過讓軟件對一組已有的參考試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理來進(jìn)行評估，對沖擊電壓見GB/T16896.2（高電壓沖擊測量儀器和軟件第2部分:軟件的要求）中對軟件不確定度的試驗程序的規(guī)定。評定結(jié)果是一個對數(shù)據(jù)處理影響的估算，由此獲得一B類相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量刻度因數(shù)的不確定度計算校準(zhǔn)的不確定度式中：k=2——覆蓋因子，對應(yīng)于約95%的覆蓋概率，且為正態(tài)分布；uref——標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)在其校準(zhǔn)時的刻度因數(shù)的合成不確定度；uA——在刻度因數(shù)確定中統(tǒng)計的A類不確定度；uB0——在刻度因數(shù)校準(zhǔn)過程中確定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的非線性分量；uBi——由第i個影響量產(chǎn)生的刻度因數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，以B類分量估算（附錄A）。注：如果校準(zhǔn)是在整個標(biāo)定測量范圍內(nèi)進(jìn)行（5.2.1.2），則不需要進(jìn)行單獨的線性度試驗。使用認(rèn)可測量系統(tǒng)的測量不確定度使用者應(yīng)進(jìn)行試驗電壓值測量的擴(kuò)展不確定度的估算。然而，可以結(jié)合校準(zhǔn)證書，在測量條件的某一限定范圍內(nèi)給出其估算。式中：k=2——覆蓋因子，對應(yīng)于約95%的覆蓋概率，且為正態(tài)分布；uM——使用認(rèn)可測量系統(tǒng)測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，在預(yù)定的使用時間（例如一個校準(zhǔn)時間間隔）內(nèi)有效；ucal——在校準(zhǔn)中確定的認(rèn)可測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；uBi——由第個影響量產(chǎn)生的認(rèn)可測量系統(tǒng)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分量，以B類分量估算。時間參數(shù)測量的不確定度計算（僅對沖擊電壓）

當(dāng)沖擊電壓的時間參數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)時，沖擊電壓的認(rèn)可測量系統(tǒng)應(yīng)能在規(guī)定的不確定度限值內(nèi)準(zhǔn)確測量時間參數(shù)（T1,T2,Tp,Tc）。對波前時間，該規(guī)定范圍通常是指標(biāo)稱時段?？赏ㄟ^比對法或組件法來給出實驗論據(jù)，還可以在實驗階躍響應(yīng)的基礎(chǔ)上用卷積的方法以計算給出論據(jù)。時間參數(shù)校準(zhǔn)的不確定度

n次沖擊電壓的波前時間應(yīng)和被校測量系統(tǒng)（標(biāo)記為X）以及標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)（標(biāo)記為N）同時評估，可以假定忽略標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的誤差，則波前時間的平均誤差及實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

式中：ΔT1，i——系統(tǒng)和系統(tǒng)測量的第i次波前時間的差。注：通常需要不大于=10次的獨立的讀數(shù)。通常，波前時間是由系統(tǒng)和系統(tǒng)用于確定峰值刻度因數(shù)的相同記錄來求取。

由此可計算出A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度比對在一個合適的電壓下進(jìn)行，至少需用兩個波前時間，包括測量系統(tǒng)認(rèn)可的標(biāo)稱時段的最小和最大值。在標(biāo)稱時段中間，可增加一個另外的值，時間參量的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度可從不同的值確定的單個不確定度中的最大值來求得。對每個不同的T1值，可按上述方法計算平均誤差ΔT1，i

，對

2平均誤差的總平均為：用單個值與其平均值之最大差值來確定B類不確定度：時間參數(shù)校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度等于求得的平均誤差ΔT1cal的擴(kuò)展不確定度為使用認(rèn)可測量系統(tǒng)的時間參數(shù)測量不確定度

使用者應(yīng)進(jìn)行時間參數(shù)測量的擴(kuò)展不確定度的估算，然而可以結(jié)合校準(zhǔn)證書，在測量條件的某一限定范圍內(nèi)給出其估算。注：如果時間參數(shù)校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度比本部分規(guī)定的時間參數(shù)測量的擴(kuò)展不確定度低70%，則通?？杉俣ㄋ谜J(rèn)可測量系統(tǒng)時間參數(shù)測量的不確定度uM等于ucal。時間參數(shù)測量的擴(kuò)展不確定度uM應(yīng)按下式進(jìn)行計算式中：ucal——被校測量系統(tǒng)平均波前時間誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度k=2——覆蓋因子，對應(yīng)于約95%的覆蓋概率，且為正態(tài)分布uBi

——由第i個影響量產(chǎn)生的認(rèn)可測量系統(tǒng)沖擊時間參數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分量uM

——用認(rèn)可測量系統(tǒng)測得的沖擊電壓時間參數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，在一個預(yù)定的使用期間內(nèi)有效。在特殊情況下，計算時應(yīng)考慮到擴(kuò)展不確定度的其它分量可能很重要，如在沖擊電壓波前疊加振蕩的情況。干擾試驗（對沖擊電壓測量的傳輸系統(tǒng)和儀器）試驗應(yīng)在測量系統(tǒng)上進(jìn)行，在不改變電纜或傳輸系統(tǒng)接地連接的狀況下，把電纜和傳輸系統(tǒng)解開，置于慣常的位置，并將其輸入端短路。采用高壓試驗中具有典型的沖擊電壓幅值、波形和可能放電瞬時的沖擊電壓，以破壞性放電在測量系統(tǒng)輸入端來產(chǎn)生干擾，并由儀器記錄其輸出。注：為了防止轉(zhuǎn)換裝置（電壓分壓器）的過電壓輸出，建議將分壓器的輸出端短路。干擾比應(yīng)由被測干擾的最大幅值除以測量系統(tǒng)測量該試驗電壓的輸出幅值來確定。測得的干擾比應(yīng)小于1%，如果能夠表明其干擾不影響測量，則干擾比大于1%是允許的轉(zhuǎn)換裝置的耐受試驗轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)通過具有規(guī)定電壓值、要求頻率或波形的電壓的干耐受試驗。注：建議耐受試驗電壓為額定工作電壓的110%，耐受試驗的試驗程序見GB/T16927.1。耐受試驗應(yīng)在測量系統(tǒng)工作電壓的單個極性或兩個極性下進(jìn)行。當(dāng)規(guī)定要進(jìn)行濕試驗和污穢試驗時，應(yīng)作為型式試驗進(jìn)行。注：認(rèn)可測量系統(tǒng)的任一組件的設(shè)計和結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證承受發(fā)生在試品上的破壞性放電不會使其特性發(fā)生改變。

直流測量

一般要求是按照GB/T16927.1測量試驗電壓值（算術(shù)平均值）的擴(kuò)展不確定度為≤3%。當(dāng)紋波幅值在GB/T16927.1中規(guī)定的限值以內(nèi)時，不確定度極限值不應(yīng)超過上述規(guī)定。轉(zhuǎn)換裝置要求：用于直流電壓的轉(zhuǎn)換裝置，通常是一個電阻分壓器或一個電壓測量阻抗（高壓電阻），該轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)能確保絕緣外表面的泄漏電流對測量不確定度的影響可以忽略。注：為保證泄漏電流的影響可以忽略，在額定電壓時，測量電流可能需要達(dá)到0.5mA。對按照以每秒試驗電壓的1%的規(guī)定速率上升或下降的直流電壓的測量，高壓測量系統(tǒng)的時間常數(shù)應(yīng)不大于0.25s。當(dāng)需要測量污穢試驗中的瞬時電壓跌落時，測量系統(tǒng)的時間常數(shù)應(yīng)小于瞬態(tài)電壓上升時間的三分之一。注1：實際測量時，可使用實驗階躍響應(yīng)時間來代替時間常數(shù)。注2：一般來說，用于測量試驗電壓值（即算術(shù)平均值）的儀器不受紋波的影響。然而，如果使用了具有快速響應(yīng)的儀器時，有必要保證測量不受紋波的不利影響。與認(rèn)可測量系統(tǒng)比對可按照5.2的程序與另一個認(rèn)可測量系統(tǒng)進(jìn)行比對，或按照GB/T311.6與一個棒-棒間隙進(jìn)行比對。如果兩個系統(tǒng)被測量值之間的差值（絕對值）不大于3%，則認(rèn)為標(biāo)定刻度因數(shù)仍然有效；如果該差值超出3%，應(yīng)按5.2中描述的性能試驗（校準(zhǔn)）確定標(biāo)定刻度因數(shù)的新值。組件的刻度因數(shù)的校核應(yīng)使用擴(kuò)展不確定度不大于1%的內(nèi)部或外部校準(zhǔn)器來校核每個組件的刻度因數(shù)，如果每一個組件的刻度因數(shù)與其先前的值之差值（絕對值）不大于1%，則認(rèn)為該標(biāo)定刻度因數(shù)仍然有效；如果該差值超出1%，則應(yīng)按5.2中描述的性能試驗（校準(zhǔn)）來確定標(biāo)定刻度因數(shù)的新值。紋波幅值的測量

紋波幅值測量的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于紋波幅值的10%或不大于直流電壓算術(shù)平均值的1%，取兩者中較大者?？梢允褂锚毩⒌募y波測量系統(tǒng)測量電壓的平均值和紋波幅值或使用帶有兩臺獨立儀器的同一轉(zhuǎn)換裝置來測量電壓的平均值和紋波幅值。紋波測量系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)的-15%上限頻率應(yīng)大于紋波基波頻率的5倍；而-15%下限頻率應(yīng)小于紋波基波頻率的0.5倍。注：在許多情況下，可用電源電壓的頻率來檢驗對下限頻率的要求。紋波頻率下刻度因數(shù)的測量紋波測量系統(tǒng)的刻度因數(shù)應(yīng)在紋波基波頻率下確定，其擴(kuò)展不確定度不應(yīng)大于3%。也可以由組件的刻度因數(shù)的乘積來確定測量系統(tǒng)刻度因數(shù)。由幅頻響應(yīng)確定紋波測量的動態(tài)特性向測量系統(tǒng)輸入一已知幅值的正弦波（通常為低電壓），測量其輸出，在0.5倍至7倍的紋波基波頻率的頻率范圍內(nèi)重復(fù)這種測量，測得的電壓的差應(yīng)在3dB以內(nèi)。交流電壓的測量

一般要求是按照GB/T16927.1在其額定頻率下測量試驗電壓值（或r.m.s值）的擴(kuò)展不確定度為≤3%。動態(tài)特性打算工作在單一基頻下的測量系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)應(yīng)處在由不確定度要求求得的圖6中標(biāo)明區(qū)域內(nèi)，圖中成對的數(shù)字為歸一化頻率和限值線拐點處對應(yīng)的偏差。測量系統(tǒng)從在fnom1至7fnom1范圍內(nèi)的特性應(yīng)由試驗或回路分析來檢驗，此區(qū)域外的幅頻響應(yīng)僅作為信息給出。測量系統(tǒng)也可在一段基波頻率范圍內(nèi)進(jìn)行認(rèn)可（如依據(jù)GB/T16927.1在45

55Hz范圍內(nèi)），這種情況下，從最低基波頻率至最高基波頻率，刻度因數(shù)應(yīng)穩(wěn)定在1%以內(nèi)。在至7范圍內(nèi)的幅頻響應(yīng)應(yīng)處于圖7中表明的區(qū)域內(nèi)，圖中成對的數(shù)字為歸一化頻率和限值線拐點處對應(yīng)的偏離理想響應(yīng)的允許偏差。應(yīng)由試驗或回路分析來證明測量系統(tǒng)從fnom1至7fnom2之間的特性，此區(qū)域外的幅頻響僅作為信息給出。注：若交流電源（例如串聯(lián)諧振系統(tǒng)）能夠證明它在所有運行條件下試驗電壓峰值與r.m.s.的比值為±1%內(nèi)，則用于這種交流電源的測量系統(tǒng)可以不做幅頻響應(yīng)測試。

用于單個基波頻率（試驗頻率為(1

7)fnom）的測量系統(tǒng)的可接受的歸一化幅頻響應(yīng)陰影區(qū)域用于基波頻率fnom1至fnom2范圍（試驗頻率為fnom1

7fnom2）的測量系統(tǒng)的可接受的歸一化幅頻響應(yīng)陰影區(qū)域雷電沖擊電壓的測量一般要求是：1按照GB/T16927.1測量全波或波尾截斷沖擊的試驗電壓值的擴(kuò)展不確定度為≤3%；2測量波前截斷（0.5μs＜＜2μs)沖擊的峰值的擴(kuò)展不確定度為≤5%；3按照GB/T16927.1測量規(guī)定波形的時間參數(shù)的擴(kuò)展不確定度為≤10%；4測量可能疊加在沖擊波上的振蕩，應(yīng)保證振蕩不超過GB/T16927.1給出的允許值。注：對于電壓跌落的測量不給出建議對測量儀器要求其應(yīng)滿足GB/T16896.1和GB/T16896.2的要求。動態(tài)特性測量系統(tǒng)的動態(tài)特性應(yīng)滿足在標(biāo)稱時段內(nèi)：1刻度因數(shù)在下列限值內(nèi)是恒定的:

對沖擊全波和波尾截斷的沖擊在±1%以內(nèi)。對波前截斷的沖擊在±3%以內(nèi)。2