DIN EN 62008-2006 Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systems and relevant software (IEC 62008 2005) German version EN 62008 2005《数字数据采.pdf

1、Juli 2006DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 20DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 35.08

2、0; 35.160!,ja“9719662www.din.deDDIN EN 62008Leistungseigenschaften und Kalibrierverhalten fr digitaleDatenerfassungssysteme und entsprechende Software(IEC 62008:2005);Deutsche Fassung EN 62008:2005Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systemsand relevant so

3、ftware (IEC 62008:2005);German version EN 62008:2005Caractristiques de performance et mthodes dtalonnage pour les systmesdacquisition de donnes numriques et logiciels appropris (CEI 62008:2005);Version allemande EN 62008:2005Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.de

4、Gesamtumfang 46 SeitenDIN EN 62008:2006-07 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2005-10-01 angenommene EN 62008 gilt als DIN-Norm ab 2006-07-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 62008:2003-07. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 964 Messgerte fr elektrisc

5、he bzw. elektromagnetische Gren“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (http:/www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 85 Measuring equipment for electrical and electromagnetic quantities“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat ent

6、schieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ mit den Daten zu dieser Publikation angegebenen Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation bestti

7、gt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neu

8、este gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhan

9、g besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62008 Oktober 2005 ICS 33.200 Deu

10、tsche Fassung Leistungseigenschaften und Kalibrierverhalten fr digitale Datenerfassungssysteme und entsprechende Software (IEC 62008:2005) Performance characteristics and calibration methods for digital data acquisition systems and relevant software (IEC 62008:2005) Caractristiques de performance et

11、 mthodes dtalonnage pour les systmes dacquisition de donnes numriques et logiciels appropris (CEI 62008:2005) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2005-10-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, un

12、ter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europisch

13、e Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie d

14、ie offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden,

15、 der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretaria

16、t: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2005 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62008:2005 DEN 62008:2005 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 85/267/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62

17、008, ausgearbeitet von dem IEC/TC 85 Measuring equipment for electrical and electromagnetic quantities“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2005-10-01 als EN 62008 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler E

18、bene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2006-07-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2008-10-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz De

19、r Text der Internationalen Norm IEC 62008:2005 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. EN 62008:2005 3 Inhalt Seite Vorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbereich.6 2 Normative Verweisungen .6 3 Begriffe, Abkrzungen und Symbole6 3.1 Begriffe .6 3.2 Abkrzungen und Symb

20、ole7 4 Allgemeine Anforderungen.8 4.1 Prfverfahren und Abschtzung der Messunsicherheit .8 4.2 Allgemeine Anforderungen an ADMs.8 4.3 Beschreibung der Parameter .9 4.4 Prfverfahren von messbaren Parametern12 5 Funktionalitt der Hardware fr die Kalibrierung23 5.1 Interne Kalibrierinformationen24 5.2 A

21、llgemeine Justierhardware fr Messungen24 5.3 Selbstjustierungshardware.24 6 Software-Kalibrierverfahren .25 6.1 Programminterface fr Kalibrieranwendung (API) .25 6.2 Verfahren der Selbstkalibrierung25 6.3 Externe Kalibrierverfahren .25 7 Kalibrierablufe 26 Anhang A (informativ) Beispiele fr die Bere

22、chnung der Unsicherheit eines modularen DAQ-Systems27 Anhang B (normativ) Pseudocode zum Durchfhren der statischen Prfung nach Verfahren B (siehe 4.4.1.2) und ein Zahlenbeispiel .30 B.1 Pseudocode fr den Anfangs-Instrumenteneinstellblock“ des statischen Prfverfahrens B (4.4.1.2)30 B.2 Pseudocode fr

23、die Hauptschleife“ des statischen Prfverfahrens B (4.4.1.2) 31 B.3 Pseudocode fr den Block Zusammenfassen der NSbergangspegelfelder in einem einzigen Feld“ des statischen Prfverfahrens B (4.4.1.2)31 B.4 Zahlenbeispiel fr die Berechnungen der Prfbedingungen fr statische Prfungen nach Verfahren B (4.4

24、.1.2)32 Anhang C (informativ) ADM-Charakteristika .40 Literaturhinweise 43 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen44 Bilder Bild 1 An den ADM angelegte Prfsignale 15 Bild 2 Prfablauf 16 EN 62008:2005 4 Seite Bild

25、 3 Darstellung der kumulativen Histogramme eines 5-Bit-ADM in unterschiedlichen Grautnen, berechnet bei jedem Schritt einer Prfung mit 4 Schritten 17 Bild 4 Prfanordnung fr die Rauschmessung bei ADMs 21 Bild B.1 Bipolarer ADM mit echter Null. 41 Bild B.2 Bipolarer ADM mit nicht echter Null 41 Bild B

26、.3 Offset (dargestellt bei Schritt 000). 42 Bild B.4 Verstrkungsabweichung (nach Korrektur des Offset, dargestellt bei Schritt 011) 42 Tabellen Tabelle 1 Genauigkeit des geschtzten Codebergangspegels fr unterschiedliche Datensatzlngen 13 Tabelle 2 Beispiel von Parameterangaben eines ADM zum Abschtze

27、n der Messunsicherheit einer DAQ-Einrichtung. 23 Tabelle B.1 Ableitung der Amplitude (A) und des Offsets (Cj) der kleinen Dreieckwellen, der Zahl der Proben je Datensatz (M) und der Zahl der Datenstze (R) 35 Tabelle B.2 Ergebnisse der Histogrammprfung und entsprechende bergangsspannungen fr einen 5-

28、Bit-ADM, mit Verfahren B in 4 Schritten geprft. 36 Tabelle B.3 Ableiten von INL und DNL von den gemessenen bergangsspannungen. 38 EN 62008:2005 5 Einleitung Vollautomatische Messsysteme werden in den Bereichen Fertigungsprfung und Forschung sowie in allen anderen Bereichen, in denen Messungen durchg

29、efhrt werden, zunehmend zur Norm. Automatisches Mes-sen erfordert eine intensive gemeinsamen Datennutzung, die Kommunikation zwischen Gerten sowie die Fernberwachung von Messungen. Multifunktionseinrichtungen zur Datenerfassung (DAQ) erfllen diese Messanforderungen. Sie beruhen auf herkmmlicher Comp

30、utertechnologie, die es den Entwicklern von Messsystemen ermglicht, offene Computerstandards wirksam einzusetzen. Messungen von DAQ-Einrich-tungen sind genau und rckfhrbar. Die Forderung nach Messintegritt macht nicht nur die Erstellung von Normen fr die Hardware, mit der die Messungen durchgefhrt w

31、erden, notwendig, sondern auch fr die Software, die die Hardware kalibriert. EN 62008:2005 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt Leistungseigenschaften und Kalibrierverfahren fr digitale Datenerfassungssysteme und die entsprechende Software fest, um sicherzustellen, dass alle auf DAQ-Einrichtungen b

32、eruhenden Mess-systeme die gleiche Norm erfllen. Diese Norm enthlt: Die Mindestanforderungen, die der Hersteller einer DAQ-Einrichtung liefern muss, um die Leistungs-merkmale des Analog-Digital-Moduls (ADM) der DAQ-Einrichtung zu beschreiben. Standardverfahren, mit denen berprft wird, ob die Mindest

33、anforderungen eingehalten werden. Die Mindest-Kalibrierinformation, die vom ADM bentigt wird und in der DAQ-Einrichtung gespeichert ist. Die fr die externe und die Selbstkalibrierung des ADM einer DAQ-Einrichtung geltenden Mindest-anforderungen an die Kalibriersoftware. Diese Norm deckt den Bereich

34、der niederfrequenten Signalwandlung ab, z. B. bei Anwendungen wie Anlagensteuerung, Schwingungsmessung, Schwingungsdiagnose, Akustik, Ultraschallmessungen, Temperatur- und Druckmessungen, Messung in der Leistungselektronik usw. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die A

35、nwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60748-4, Semiconductor devices Integrated circuits Part 4: Interface

36、 integrated circuits. IEC 60748-4-31), Semiconductor devices Integrated circuits Part 4-3: Interface integrated circuits Dynamic criteria for analogue-to-digital converters (ADC). ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. BCPM, IEC, IFCC, ISO, IU

37、PAC, IUPAP, OIML, Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM). 3 Begriffe, Abkrzungen und Symbole 3.1 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe: 3.1.1 Analog-Digital-Modul ADM (analogue-to-digital module) Analogeingang einer Multifunktions-DAQ-Einrichtu

38、ng 3.1.2 Anwendungsprogramm-Schnittstelle API (application program interface) Standardisierter Satz von Unterprogrammen oder Funktionen zusammen mit den Parametern, die ein Programm aufrufen kann. Ein API fr DAQ-Einrichtungen ermglicht dem Programmierer die Kommunikation mit der DAQ-Einrichtung und

39、deren Steuerung 1)wird noch verffentlicht EN 62008:2005 7 3.1.3 Code-bergangspegel Wert des Eingangsparameters eines ADM am bergangspunkt zwischen zwei benachbarten Ausgangs-codes. Der bergangspunkt ist als der Eingangswert definiert, der bewirkt, dass 50 % der Ausgangscodes kleiner als und 50 % gre

40、r als bzw. gleich dem oberen Code des bergangs sind. Der bergangspegel Tk liegt zwischen Code k-1 und Code k 3.1.4 Datenerfassungs-Einrichtung DAQ (data acquisition device) Einrichtung zur Eingabe oder Erfassung von Daten ANMERKUNG Zur Steuerung von DAQ-Einrichtungen wird ein Personal-Computer benti

41、gt (handelsblicher PC, Industrie- und Kompakt-PC, Notebook usw.). Die DAQ-Einrichtungen sind so konstruiert, dass sie die Anforderungen an ein Mehrzweckmesssystem erfllen. Sie sind nicht fr eine spezielle Art von Messung konzipiert. Mit den DAQ-Einrichtungen sind blicherweise mehrere Messbetriebsart

42、en mglich, z. B. Analogeingang, Analogausgang, Digital-eingang, Digitalausgang sowie Zeitzhlerfunktionen. Diese Norm behandelt ausschlielich das ADM einer DAQ-Einrichtung. 3.1.5 Stufenmittenwert Analogwert fr die Mitte der Stufe mit Ausnahme der Stufen an den beiden Enden des gesamten Bereichs der A

43、nalogwerte ANMERKUNG Fr die Endstufen ist der Stufenmittenwert definiert als der Analogwert, der sich ergibt, wenn der Analogwert, der den bergang zur Nachbarstufe hervorruft, um die Hlfte des Nennwerts der Stufenbreite verringert bzw. vergrert wird. 3.1.6 Nenn-Stufenmittenwert festgelegter Analogwe

44、rt innerhalb einer Stufe, der vom entsprechenden digitalen Ausgangscode ideal ohne Abweichung dargestellt wird 3.1.7 Bemessungs-Betriebsbedingungen Bedingungen, die whrend der Messung erfllt sein mssen, damit die die Messunsicherheit bestimmenden Parameter gelten knnen 3.1.8 Stufe Bruchteil des Bere

45、ichs der analogen Eingangswerte und der entsprechende digitale Ausgangswert 3.1.9 Stufenbreite Absolutwert der Differenz zwischen den beiden Enden des einer Stufe entsprechenden Bereichs von Analogwerten 3.2 Abkrzungen und Symbole ADM Analog-Digital-Modul API Anwendungsprogramm-Schnittstelle CMRR Gl

46、eichtaktunterdrckungsverhltnis DAQ Datenerfassungs-Einrichtung DIFF Differenz DNL Differentielle Nichtlinearitt EN 62008:2005 8 ENOB Effektive Anzahl von Bits FS Komplette Skale INL Integrale Nichtlinearitt LSB Geringstwertiges Bit NRSE Nicht referenziert geerdet PC Personal-Computer RSE Referenzier

47、t geerdet SINAD Signal zu Rauschen und Verzerrung SFDR Strfreier Dynamikbereich UFSKomplette Skale UFSnomNennskalenbereich UFSRAnwendungs-Skalenbereich UZNullpunkt UZSSkalennullpunkt 4 Allgemeine Anforderungen 4.1 Prfverfahren und Abschtzung der Messunsicherheit Um das ADM einer DAQ-Einrichtung mit

48、dem ADM einer anderen DAQ-Einrichtung vergleichen zu knnen, muss ein gemeinsamer Satz von Anforderungen vorgelegt werden. Dies gilt insbesondere, wenn die Module von unterschiedlichen Herstellern kommen. Diese Norm enthlt einen Satz Schlsselinformationen, der einen Punkt-fr-Punkt-Vergleich der Fhigk

49、eiten des ADM ermglicht. Die DAQ-Einrichtungen sind so konstruiert, dass sie die fr sie geltenden und verffentlichten Anforderungen erfllen. Fr den Fall, dass eine berprfung dieser Vorgaben erforderlich wird, bietet diese Norm Prfverfahren fr das ADM an, mit denen die Vorgaben fr die DAQ-Einrichtung besttigt werden knnen. Mit Hilf