目录 / 文档-技术白皮书 / 22-EFT.WP.Metrology.Instrument v1.0
一句话目标:以可执行断言与策略卡落盘,确保仪器全生命周期的数据与计量质量、时基一致与合规可审计。
I. 范围与对象
- 覆盖对象:发现/会话、采集/扫频、单位与量纲、线性度/噪声/带宽、触发与时基、环境与漂移、溯源与证书、合规与 guardband、跨仪器一致化、清单与面板。
- 输入/输出:输入为 ds、manifest.instrument.* 与运行面板流;输出为 report.contracts 与 actions,并签名落盘。
- 边界:统计口径与漂移检测见《Methods.CrossStats v1.0》;时基与到达时见《Metrology.TimeBase v1.0》《Metrology.Sync v1.0》。
II. 术语与符号
- 计量与不确定度:unit(x), dim(x), check_dim(expr), u(x), U = k * u_c, TUR。
- 时基与到达时:tau_mono, ts, offset, skew, J, T_arr, delta_form。
- 线性与噪声:INL, DNL, SNR_dB, ENOB, NF, NEP, psd_phi(f)。
- 环境与漂移:RefCond, psi, W1, drift_level。
- 面板与SLO:latency_ms_p99, rho, sample_loss_rate。
- 严重性分级:sev ∈ {info, warn, error, critical};窗口:Delta_t。
III. 总则与分层(C70-00x 元契约)
- C70-001(可追溯最小集)
- 断言:存在 TraceID, hash_sha256(blob), signature;unique(manifest.id)。
- 失败处置:阻断发布,进入隔离仓;输出缺失键清单。
- C70-002(时基域一体化)
- 断言:non_decreasing(tau_mono);发布以 ts;记录 offset/skew/J。
- 失败处置:重对齐;无法纠正则降级为只读证据包。
- C70-003(两口径一致)
- 断言:delta_form = | ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell ) - ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell ) | ≤ tol_Tarr。
- 失败处置:回溯链路,标注 E.TIME 并禁止对外 T_arr 发布。
IV. 发现与会话(C70-01x)
- C70-011 unique(device_id) 与能力匹配
- 断言:caps ⊇ required_caps;driver.version ≥ min_driver。
- 阈值建议:retry ≤ 3,timeout_ms ≤ 2 * p99_conn。
- 处置:切换备份驱动或设备;无法满足则 sev=error。
- C70-012 SCPI/IVI 原子性
- 断言:事务超时、重试、幂等键存在;latency_ms_p99 ≤ slo.scpi.p99。
- 处置:开启降速模式或批量合并命令。
V. 单位与量纲(C70-02x)
- C70-021 量纲守恒
- 断言:所有表达 check_dim(y - f(x)) = 0。
- 处置:触发 repair_units;残差仍非零则阻断。
- C70-022 单位归一
- 断言:unit(field) ∈ registry;禁止隐式换算。
- 阈值建议:发布统一到 SI 或指定工业口径。
VI. 采集质量(C70-03x)
- C70-031 采样完整性
- 断言:sample_loss_rate ≤ tol_loss;drop_burst_len ≤ L_max。
- 建议:tol_loss ≤ 1e-4;事件流则 ≤ 1e-5。
- C70-032 时序连续性
- 断言:max_gap(ts) ≤ gap_max;jitter_p95 ≤ J_p95_max。
- 处置:插补标注 m ∈ {0,1} 并降权。
VII. 线性度与校准(C70-04x)
- C70-041 INL/DNL 指标
- 断言:INL_pp ≤ tol_INL_pp,DNL_pp ≤ tol_DNL_pp;校准后残差 res_lin_RMS ≤ tol_res。
- 典型阈值:12-bit ADC,INL_pp ≤ 1 LSB,DNL_pp ≤ 1 LSB。
- C70-042 校准证据闭环
- 断言:apply_calibration 溯源到 CalMeta.signature;U_post ≤ U_budget。
- 处置:失效证书 → sev=critical,强制下线。
VIII. 噪声与灵敏度(C70-05x)
- C70-051 SNR/ENOB
- 断言:ENOB = ( SNR_dB - 1.76 ) / 6.02 ≥ ENOB_min。
- 建议:ENOB_min 为名义值的 -0.5 bit 下限。
- C70-052 噪声系数与 NEP
- 断言:NF ≤ NF_max;NEP ≤ NEP_max(指定带宽)。
- 处置:超限标注 q_score 降权并触发维护单。
IX. 带宽与响应(C70-06x)
- C70-061 通带与纹波
- 断言:f_3dB ≥ f_spec;ripple_pp ≤ ripple_max;群时延起伏 GD_pp ≤ GD_max。
- 处置:若目标频段不达标,禁止该频段数据发布。
- C70-062 阶跃与过冲
断言:overshoot ≤ os_max;settling_time ≤ t_settle_max。
X. 触发与时基(C70-07x)
- C70-071 触发稳定
- 断言:误触发率 ≤ p_false_max;漏触发率 ≤ p_miss_max。
- 建议:p_false_max ≤ 1e-4,p_miss_max ≤ 1e-5。
- C70-072 抖动与偏移
- 断言:J_p95 ≤ J_spec,通道间 skew ≤ skew_max。
- 交叉:对齐接口见 I70-31 align_timebase。
XI. 环境与漂移(C70-08x)
- C70-081 参考条件与漂移
- 断言:RefCond 完整;drift_level ≤ drift_max;psi ≤ psi_max。
- 处置:超限进入降额模式或触发再校准。
- C70-082 EMC 干扰窗口
断言:干扰事件 rate ≤ emi_rate_max;被动屏蔽有效证据在案。
XII. 溯源、证书与 TUR(C70-09x)
- C70-091 证书有效性
- 断言:CalMeta.validity ≥ now;scope ⊇ use_scope;signature 验真。
- 处置:过期/伪造即 sev=critical。
- C70-092 TUR 与 guardband
- 断言:TUR ≥ TUR_min;guardband_decision ∈ {pass, marginal, fail}。
- 建议:TUR_min ≥ 4(通用),安全关键 ≥ 10。
XIII. 跨仪器一致化(C70-10x)
- C70-101 Interlab 偏差/方差
- 断言:|bias| ≤ bias_max;var_ratio ≤ vr_max;W1 ≤ W1_max。
- 处置:超限时应用对齐映射或降权。
- C70-102 参照完整性
断言:外键存在,孤儿记录为 0;冲突裁决策略落盘。
XIV. 清单与发布(C70-11x)
- C70-111 manifest 完整
- 断言:存在 manifest.instrument.{timing,metrology,contracts,panel,signature}。
- 处置:缺键即拒绝发布,输出缺陷列表。
- C70-112 面板与 SLO
- 断言:latency_ms_p99 ≤ slo.p99,rho < 1,error_rate ≤ slo.err。
- 处置:限流、扩容或降采样。
XV. 安全与证据(C70-12x)
C70-121 证据不可抵赖- 断言:产出工件含 hash_sha256(blob) 与签名链;防回放编号严格递增。
- 处置:异常即冻结流水并人工复核。
XVI. 策略卡模板(用于 C70-* 配置与执行)
- 名称与编号:name, C70-code
- 适用范围:scope(设备/通道/频段/场景)
- 前置条件:pre(模式/证书/校准时间窗)
- 断言集:asserts = { expr_i -> sev_map }
- 指标与窗口:metrics, Delta_t, alpha_spending(若连续检验)
- 阈值:thresholds(默认/场景化)
- 处置:actions = {pass:…, marginal:…, fail:…}(回退/降级/告警/阻断)
- 证据与落盘:evidence_keys,manifest.instrument.contracts[C70-code] = pass|marginal|fail
- 责任与升级:owner, escalation(SLA 时限)
XVII. 策略卡示例(节选)
- 示例 A:C70-041 线性度
- asserts: INL_pp ≤ 1 LSB, DNL_pp ≤ 1 LSB, res_lin_RMS ≤ 0.25 LSB
- actions: marginal → apply_linearity_correction;fail → 下线并创建 recal 工单。
- 示例 B:C70-003 到达时双口径
- asserts: delta_form ≤ 1 ns(射频短链路)
- actions: marginal → 复算并扩展不确定度 U;fail → 禁发 T_arr 字段。
- 示例 C:C70-112 面板与 SLO
- asserts: latency_ms_p99 ≤ 200, rho < 0.8, error_rate ≤ 1e-4
- actions: marginal → 限流 20%;fail → 触发扩容/切灰度阈值。
XVIII. 集成与落盘
- 断言执行使用 assert_contract(ds, tests) -> report;所有结果写入 manifest.instrument.contracts.*,并在 panel.* 公开关键 SLI。
- 任一 sev=critical 必须伴随证据切片(原始帧/证书/日志)与 TraceID,保证复核可追溯。
XIX. 交叉引用
- 时基/两口径:见《EFT.WP.Metrology.TimeBase v1.0》6/9 章与附录 B。
- 同步与伺服:见《EFT.WP.Metrology.Sync v1.0》6/8/9/10 章。
- 统计与漂移:见《EFT.WP.Methods.CrossStats v1.0》7/14 章。
- 清洗与发布:见《EFT.WP.Methods.Cleaning v1.0》10 章与附录 B/C。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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