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GB∕T 13166-2018 电子测量仪器设计余量与模拟误用试验PDF文本

ICS17.220L85中华人民共和国国家标准GB/T13166-2018代替GB/T13166-1991电子测量仪器设计余量与模拟误用试验Design margin and abuse tests for electronic measuring instrument2018-06-07发布2019-01-01实施国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布理到素前阀Z.ZC.ET
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GB/T13166-2018前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB/T13166一1991《电子测量仪器设计余量与模拟误用试验》。本标准与GB/T13166一1991相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：一删除了试验目的（见1991年版的第2章）：增加了规范性引用文件（见第2章）：删除了试验要求（见1991年版的第3章）：增加了术语和定义（见第3章）；删除了程序（见1991年版的第4章）：增加了仪器的三级指标（见4.1.1）：增加了仪器设计余量内容（见4.1.2）；增加了仪器参数和指标确定（见4.1.3）：增加了仪器余量设计方案（见4.2）；增加了软件工程化设计（见4.2.4）：增加了设计验证（见4.3）：增加了模拟误用（见第5章）：增加了资料性附录“设计余量试验示例”和“模拟误用及预防措施示例”（见附录A和附录B)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。木文件的发布机构不派担识别这些专利的责任。本标准由全国电子测量仪器标准化技术委员会(SAC/TC153)归。本标准起草单位：工业和信息化部电子工业标准化研究院、苏州市质量技术监督综合检验检测中心、中国电子科技集团公司第41研究所。本标准主要起草人：黄英华、宋敏、曹玲、江岩。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T13166-1991。理甄素村阀Z..ET
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GB/T13166-2018电子测量仪器设计余量与模拟误用试验1范围本标准规定了电子测量仪器（以下简称仪器）新产品在设计时应进行的设计余量与模拟误用试验。本标准适用于所有环境组别的电子测量仪器。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。GB4824工业、科学和医疗(ISM)射频设备骚扰特性限值和测量方法GB/T6587电子测量仪器通用规范GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群骚扰抗扰度试验GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验?术和定安J.NE下列术语和定义适用于本文件。3.1设计余量design margin在设计时对产品的关键参数保留的裕度，其中包括安全因素和性能因素。3.2模拟误用abuse使用者不按照操作规程进行的，可能会对仪器性能和指标造成影响，严重时甚至会损坏仪器和被测件甚至对人身造成伤害的操作。4设计余量4.1通则4.1.1仪器的三级指标仪器设计阶段的指标分为合同指标、内控指标和调试指标三个等级。4.1.2仪器设计余量内容仪器正式设计之前，应对目日标仪器的全寿命周期中规定的环境条件与应力变量做全面分析并科学地制定足够的设计余量，将设计余量与最优系统效能、电磁兼容性、安全性、易生产性等要求综合权衡以确定合理的设计方案。设计方案应包含以下内容：1罚素前网Z]
GB/T13166-2018a)电路余量设计情况，采取的措施及预期的效果，主要包括降额设计、冗余设计、电磁兼容性设计、防震设计、防误操作及安全设计等：b)结构余量设计情况，采取的措施及预期的效果，主要包括热设计、电磁兼容性设计、防震设计等；c)环境适应性设计情况，采取的措施及预期的效果：d)软件工程化考虑：)按照用户要求对待试仪器选择关键变量，按照GB/T6587中环境适应性和电磁兼容性试验项目的要求制定余量设计验证试验程序。4.1.3仪器参数和指标确定4.1.3.1合同指标用户与研制方按照以下步骤确定仪器性能指标及环境适应性合同指标：)研制方对初步确定的仪器性能指标及环境适应性合同指标进行论证；b)用户与研制方协商确定最终的仪器性能及环境适应性的使用参数和使用指标：C)用户与研制方协商，并根据规定的参数及其量值转换模型将性能指标及环境适应性的使用参数和使用指标转换为合同参数和合同指标。4.1.3.2内控指标研制方根据规定的合同参数和合同指标转换为内控参数和内控指标，内控指标要严于合同指标。4.13,3调试葬研制方根据规定的参数及其量值转换模型将性能指标及环境适应性的内控参数和内控指标转换为调试参数和调试指标，调试指标要严于或等同于内控指标，是三级指标中最严一级。4.1.3.4边界条件和组合条件用户与研制方协商，并根据合同参数和合同指标，确定仪器性能指标及环境适应性合格判据的边界条件和组合条件4.2仪器余量设计方案4.2.1元器件降额设计降低元器件在电路中所承受的温度应力和电应力。最佳的降额应处于或低于电应力、温度应力所对应的可靠性曲线拐点附近的区域，并根据产品的不同应用，确定降额等级。降额不仅要考虑稳态，还要考虑到电路中可能出现的瞬时过载及动态电应力。4.2.2机械和结构部件降额设计找出应力和强度的最佳匹配，得到预想的设计值，使仪器在满足应力和强度要求下，其重量、成本和材料的可用性等方面获得最好的效果。4.2.3环境适应性设计环境适应性设计应满足研制方内控指标要求，至少包括高/低温设计、振动/冲击设计、电磁兼容设计。罚素衬网Z.ZS沁.ET
GB/T13166-20184.2.4软件工程化设计研制方应进行软件工程化设计。4.2.5冗余设计以下情况下应进行冗余设计：a)当用户有要求时；b)当用户没有要求但产品的可靠性在采用其他技术（例如降额、简化电路和采用更可靠的元器件等)仍不能达到要求时。4.3设计验证4.3.1通则用于发现由于元器件、工艺和设计缺陷或其他原因引起的早期失效，应根据余量设计要求对仪器反复试验，以便得到产品的工作极限，发现设计阶段潜在的薄弱环节和元器件。设计余量试验示例参见附录A。4.3.2高/低温试验4.3.2.1贮存温度试验仪器按照余量设计验证试验程序的要求进行贮存温度试验后，应符合规定的性能特性要求，其中贮存温度每次试验可按照程序规定的步进幅度增减，例如，每次步进5℃最高，最低贮存温度应在试验程序中规定。典可系测Z.U4.3.2.2工作温度试验仪器按照余量设计验证试验程序的要求进行工作温度试验后，应符合规定的性能特性要求，其中工作温度每次试验可按照程序规定的步进幅度增减，例如，每次步进5℃，最高、最低工作温度不超过用户合同要求的贮存温度。4.3.2.3湿热试验仪器按照余量设计验证试验程序的要求在高温下进行湿度试验后，应符合规定的性能特性要求，其中相对湿度每次试验可按照程序规定的步进幅度递增，例如，每次步进5%RH,最高可达到饱和湿度。4.3.3振动和冲击试验4.3.3.1振动试验符合GB/T6587中相关振动的要求，其中频率、振幅、每轴循环时间、每轴共振保持时间四项条件的极限值应按照程序规定进行延展，并在试验程序中规定最大极限值。4.3.3.2功能冲击试验符合GB/T6587中相关功能冲击试验的要求，其中峰值冲击值应按照程序规定的步进幅度递增，最大峰值应在试验程序中规定。4.3.4电磁兼容试验电磁辐射骚扰指标应符合GB4824要求，电磁辐射抗扰度应按照GB/T17626.3、GB/T17626.4、3筑素衬网Z.ZS沁
GB/T13166-2018GB/T17626.6的规定，每次试验提高一个试验等级，直至符合内控指标要求：静电放电抗扰度试验应按照GB/T17626.2的规定，每次试验提高一个试验等级，测至内控指标要求。5模拟误用5.1模拟误用的识别与分析应预测模拟误用并识别与分析由于人为误差引起的仪器性能下降、仪器损坏或人身伤害。分析步骤如下：a)记录并分析系统故障，每次处理一个故障：b)列出并分析与每个故障有关的人的操作：c)分类并估算相应的差错概率。5.2模拟误用类型仪器安装、使用、搬运中可能出现的模拟误用类型，包括遗漏了必要操作步骤及增加了多余的操作步骤，颠倒了操作次序等。以下为典型示例，但不仅仅局限于以下示例，其中)一)为安装不当可能产生的误用类型：g)~o)为使用不当可能发生的误用类型；P)~s)为搬运、贮存不当可能存在的误用类型：a)在机柜等狭窄空间内工作，没有适当的排风设施：b)输入信号与信号接线端规定的信号不一致：c)电源接地不良或接线错误；d)接入错误的电源：e)未采南精鞋筑J.NE可)错误的连接电缆和转接器：g)仪器输入端输入信号功率大于最大安全输入功率：)仪器输入端、输出端输入大的直流信号；i)删除出厂数据文件；j)按键误置：k)电流表误用为电压表：1)输入过强的光功率或在未开电源的情况下输入光功率：m)光探测器的光敏面污染；n)熔断器型号错误：o)电源负载短路；p)搬运过程中跌落：q)贮存在高温、高湿环境下；r)露天摆放；s)野蛮装卸模拟误用及预防措施示例参见附录B。5.3预防措施设计应在设计时考虑减少模拟误用的发生，采用预防措施进行设计：)所设计产品的预期使用、操作和维护人员的技能应以普通技能人员水平考虑；b)人机接、产品内部接、产品外部接，应标记清晰，产品的操作应简单，减少人为差错：?)对易于发生的模拟误用如印制板连接器应设防误插定位卡，相邻连接器应有防误插装置或采用不同规格的连接器：理甄Z.ZC.ET
GB/T13166-2018)对于无法设置防误用装置的部分应设有明显警示标识：)应采用人体工程学设计，仪器操作与使用者的生理特点和行为习惯相吻合：)。应采用自保护与容错设计；g)应采用相关功能监控电路设计。5.4预防措施及效果评估应对已采取的预防措施及效果进行评估。5筑素衬网Z..ET
GB/T13166-2018附录A(资料性附录)设计余量试验示例设计余量试验示例见表A.1。表A.1设计余量试验示例类型试验变量试验条件可接受结果实际结果加于欧姆表的电压2k,220V,50Hz,10min不损坏未损坏功能余量输入过载在1V量程上.加100V,5min不损坏未损坏调至13V指示值：指示值：外输入为10.00V9.95V~10.05V9.96V“15V”内部电源调至17V指示值：指示值：外输入为10.00V9.95V10.05V电参数余量10.06V“5V"供电4V~6V失真-50dB失真-55dB内部工作时钟5MHz工作正常，工作正常，4 MHz~6 MHz(额定值)满足要求满足要求环境温度环境温度50℃，连续工作4h不损坏未损坏环烧温度]筑环境温度1d连续工作4h未损坏环境适应性频率5Hz~55Hz正弦振动试验不损坏未损坏余量位移幅值0.33mm4kV接触放电工作正常，工作正常，静电放电抗扰度8kV空气放电满足要求满足要求6理甄Z..ET
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