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ICS17.220.20 N 22 中华人民共和国国家标准 GB/T 38888—2020 数据采集软件的性能及校准方法 Performance and calibration methods for data acquisition software 2020-12-01实施 2020-06-02发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T38888—2020 目 次 前言 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义、符号和缩略语· 3.1 术语和定义 3.2 符号和缩略语 1测试软件的通用性能要求 4.1 测试程序和测量不确定度估计 4.2 ADM的通用要求 4.3 参数的描述 4.4 可测量参数的测试方法 硬件功能校准 5 18 5.1 总则 18 5.2 内建校准信息 18 5.3 硬件调整的一般测量 19 5.4 自调节硬件 6软件校准方法· 19 6.1 总则: 61 6.2 校准应用程序编程接口(API) 19 6.3 自校准方法 20 6.4 外部校准方法 7校准程序 20 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.· 21 附录B(资料性附录) ADM特征 34 附录C(资料性附录)模块化DAQ系统不确定度的计算示例 39 GB/T388882020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国电工仪器仪表标准化技术委员会(SAC/TC104)归口。 本标准起草单位:哈尔滨电工仪表研究所有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院、国网江 苏省电力有限公司电力科学研究院、丹东华通测控有限公司、厦门一希智能科技有限公司、国网四川省 电力公司计量中心、云南电网有限责任公司计量中心、黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公 司、浙江晨泰科技股份有限公司、国网天津市电力公司电力科学研究院、深圳市江机实业有限公司、深圳 市科陆电子科技股份有限公司、许继集团有限公司、深圳市星龙科技股份有限公司、华立科技股份有限 公司、国网四川省电力公司电力科学研究院、国电南瑞科技股份有限公司、浙江万胜智能科技股份有限 公司、杭州西力智能科技股份有限公司、西安久鑫长物联网科技有限公司。 本标准主要起草人:姜滨、赵斌、陈闻新、王清、韩桂菊、周超、刘海波、林宏松、张翔、沈鑫、高榕徽、 郭闯、吕金、段锋、胡青波、王乙童、闫锋、黄建钟、曾仕途、赵智辉、王凯、李兆刚、李克、段春芳。 Ⅲ GB/T38888—2020 引言 全自动测量系统已广泛应用在制造业测试、研究及涉及测量的各个领域。测量自动化实现了广泛 的数据共享、仪器间通信和远程测量控制。多功能数据采集设备(DAQ)则满足了这些测量需求。DAQ 依靠标准的计算机技术,使得测量系统开发人员能够充分利用开放的计算机标准。DAQ进行的测量是 准确并可溯源的。要保证测量完整性,不仅需要为测量硬件制定标准,而且还需要为校准硬件的软件制 定标准。 IV GB/T38888—2020 数据采集软件的性能及校准方法 1范围 本标准规定了数据采集软件的性能特征及校准方法。 本标准涵盖: DAQ制造商提供描述DAQ的模数转换模块(ADM)性能的最小规范; 一用来验证最小规范要求的标准试验策略; 一存储在DAQ上的ADM所需的最低校准信息; -DAQ的ADM的外部校准和自校准的最低校准软件要求。 本标准适用于低频信号转换的DAQ。 示例:应用在设备控制、振动测量、振动诊断、声学、超声波测量、温度测量、压力测量、电力电子测量等方面的低频信 号转换。 2 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T27025—2008检测和校准实验室能力的通用要求(ISO/IEC17025:2005,IDT) ISO/IECGUIDE98-3:2008测量不确定度第3部分:测量不确定度表示指南(Uncertaintyof measurementPart 3:Guide to the expression of uncertainty inmeasurement) IEC60748-4:1997半导体器件集成电路第4部分:接口集成电路(Semiconductordevices Integrated circuits—Part 4:Interface integrated circuits) 模拟/数字转换器 (ADC)的动力学标准(Semiconductordevices—Integratedcircuits—Part 4-3:Interface integratedcir- cuits-Dynamic criteria for analogue-digital converters(ADC)) 3术语和定义、符号和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 模数转换模块 analogue to digital module 多功能数据采集设备的模拟输入。 3.1.2 应用程序接口 application program interfacel 标准化的子程序或函数集合以及程序能调用的参数。用于数据采集设备的应用程序接口充许程序 员用来交互和控制设备的操作。 1 GB/T38888—2020 3.1.3 编码转换电平codetransitionlevel 在两个相邻输出编码之间转换点处的ADM的输入参数值 注:作为一个输入值的转换点,这一输人值会导致50%的输出编码小于转换的上层编码,50%大于或等于转换的上 层编码。转换电平T门位于编码k一1和编码k之间。 3.1.4 数据采集设备 data acquisition device 用于输入或收集数据的设备。 注:多功能DAQ依靠个人电脑(商用PC、工业PC、紧凑型PCI、笔记本等)进行控制。这些设备的设计目的为满足 测量系统的一般需求,而非用于特定类型的测量。DAQ通常提供多种测量模式,如模拟输入、模拟输出、数字 输人、数字输出和计时器功能。本标准仅涉及DAQ的ADM。 3.1.5 台阶中心值 midstepvalue 步中心的模拟值。 注:不包括模拟值总范围两端的步。对于步的末端,步中心值为当相邻步转换的模拟值被适当地减小或放大步长 的标称值一半时产生的模拟值 3.1.6 标称台阶中心值 nominal midstep value 由相应的数字输出编码理想地表示并摒除错误的步内的规定模拟值。 3.1.7 额定工作条件 rated operating conditions 在测量期间应满足的一组条件,以确定测量不确定度参数的有效性。 3.1.8 步step 模拟输入值的小数范围和相应的数字输出值。 3.1.9 步长 stepwidth 对应一步的模拟值范围两端之间差值的绝对值。 3.2 2符号和缩略语 3.2.1缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ADM:模数转换模块(analoguetodigitalmodule) API:应用程序接口(applicationprograminterface) CMRR:共模抑制比(commonmoderejectionratio) DAQ:数据采集设备(cataacquisitiondevice) DIFF:差分(differential) DNL:差分非线性(differentialnon-linearity) ENOB:有效比特位数(effectivenumberofbits) FS:满量程(full scale) INL:积分非线性(integral non-linearity) LSB:最低有效位(least significantbit) NRSE:非参考单端(non-referencedsingleended) 2 GB/T38888—2020 PC:个人电脑(personalcomputer) RSE:参考单端(referencedsingleended) SFDR:无杂散动态范围(spuriousfreedynamicrange) SINAD:信纳比(signal to noise and distortion) 3.2.2符号 下列符号适用于本文件。 Vrs:满量程电压。 Vrsnom:标称满刻度电压范围。 VrsR:实际满量程电压范围。 Vz:零点电压。 Vzs:零刻度电压。 4测试软件的通用性能要求 4.1 测试程序和测量不确定度估计 提出的一组通用规范,针对不同制造商生产的ADM,可用于比较两个DAQ的ADM。包含一组可 以并行比较ADM功能的核心信息。 DAQ应满足它们发布的规范。如果需要验证这些规范,可通过测试ADM的步骤来确认DAQ的 规范。 DAQ的ADM的测量不确定度应符合4.2的规定 4.2 ADM的通用要求 描述ADM的最小子集基本参数应包括: 通道数量; 输人类型; 一满量程输人范围; 一过电压保护; 分辨力; 采样率; 输人阻抗; 一最大工作电压; 额定工作条件。 可测量的参数应按照以下内容被测试: 不确定度的增益分量; 偏移; 共模抑制比; 增益和偏移的温度漂移; 积分非线性; 差分非线性; 一噪声; 稳定时间; 一通道切换误差; 3

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