ГОСТ ИСО 5347-0-95. Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 0. Общие положения (76431)

ГОСТ ИСО 5347-0-95

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВИБРАЦИЯ

МЕТОДЫ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ
ВИБРАЦИИ И УДАРА

ЧАСТЬ 0. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Издание официальное

БЗ 1-95/41

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 «Вибрация и удар»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2. ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, мет­рологии и сертификации (протокол № 8—95 от 12 октября 1995 г.)

За принятие проголосовали

3. Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст ИСО 5347—0—87 «Вибрация. Методы калибровки датчиков виб­рации и удара. Часть 0. Общие положения»

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ -

■ -Ь

5. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандарт тизации, метрологии и сертификации от 30.05.96 № 339 межго­сударственный стандарт ГОСТ ИСО 5347—0—95 введен в дей­ствие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1997 г.

© ИПК Издательство стандартов, 1996

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспро-
изведен, тиражирован и распространен в качестве официального
издания на территории Российской Федерации без разрешения
Госстандарта Росси

иСодержание

1. Область применения 1

2. Нормативные ссылки 1

3. Определения 1

4. Измеряемые характеристики 4

   1. Общие положения 4

   2. Основные характеристики датчика 4

      1. Амплитудно-частотная (АЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ) характеристики 4

      2. Нелинейность амплитудной характеристики (АХ) . . 5

   3. Характеристики влияния 5

      1. Температурная характеристика 5

      2. Чувствительность пьезоэлектрических датчиков к пе­репаду температур . 7

      3. Относительная поперечная чувствительность датчика 8

      4. Ротационная чувствительность датчика .... 9

      5. Деформационная чувствительность датчика ... 9

      6. Магнитная чувствительность датчика 10

      7. Чувствительность датчика к крутящему моменту . . 10

      8. Специальные условия окружающей среды . . .11

5. Методы калибровки 11

   1. Общие положения 11

   2. Калибровка абсолютными методами 12

      1. Калибровка методом измерения амплитуды перемеще­ния и частоты 12

         1. Общие положения 12

         2. Теория идеального интерферометра 13

         3. Измерительная система 16

      2. Калибровка методом взаимности 16

      3. Калибровка на центрифуге 19

         1. Одинарная центрифуга 19

         2. Наклонная центрифуга 22

         3. Двойная центрифуга 22

      4. Гравитационная калибровка (калибратор с поворот­ной опорой) 23

. 5.2.5 Калибровка методом удара . . . 24

Калибровка методом сличения 27МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Вибрация
МЕТОДЫ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ И УДАРА
Часть 0. Общие положения

Vibration. Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups.
Part 0. Basic concepts

Дата введения 1997—07—01

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на датчики (преобразовате­ли) ускорения, скорости и перемещения линейной вибрации и удара и устанавливает основные положения методов их калибровки.

Стандарт не распространяется на датчики угловой вибрации, а также датчики силы, давления и деформации, даже в том случае, если они могут быть калиброваны подобными методами.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ 24346—80 Вибрация. Термины и определения.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их определе­ния — по ГОСТ 24346 и приведенные ниже.

Примечание — Датчик может включать в себя дополнительные устройства, обеспечивающие необходимое рабочее напряжение, индикацию или запись его вы­ходного сигнала и др.

Издание официальное

Синусоидальное входное движение может быть выражено следу­ющими уравнениями:

5 = Sexp[j(at + ср [) ] = 5[со8(со/ + ф^ + /sin(o? +<Pj)]; (1)

v-jas = 7exp[/(at + (p₁+n/2)] =

= К[соз(со/+ф₁ + л/2) + /8Іп(а>/ + ф₁ +л/2)]; (2)

a = jco v = Aexpl /(co t + ф₁+л)]=

=А[со8(со/ + ф₁+л) + /8Іп(соґ + 9j+n)]; (3)

x = 2іех/7[/(со/+ф₂)] =Х[со8(ай+ф₂)+/8Іп(соґ+ф,)], (4)

где J — комплексная величина перемещения;

у — комплексная величина скорости;а — комплексная величина ускорения;

х — комплексная величина выходного сигнала;

5 — амплитуда синусоидального перемещения;

V — амплитуда синусоидальной скорости;

А — амплитуда синусоидального ускорения;

X — амплитуда выходного сигнала;

ю — круговая частота;

<р_г ср, — фазовые углы;

j — мнимая единица;

t — время.

^ = у = ^ех/>[-У(фі-<Р₂)], (5)

где K_s— амплитуда чувствительности по перемещению;

(cpj — <р₂) — сдвиг фаз.

Л„ = ^ = ^_уехр[-/(<Рі-<р₂+я/2)], (6)

где К_г— амплитуда чувствительности по скорости;

(cpj — <р, + л/2)— сдвиг фаз.

К = f = К_аexp {-j (_Ф1 - <р₂ + тс)], (7)

где К_а— амплитуда чувствительности по ускорению;

(_Ф1 — <р₂ + л) — сдвиг фаз.

Примечания

Обычно чувствительность по перемещению определяют для датчиков переме­щения; чувствительность по скорости — для датчиков скорости; чувствительность по ускорению — для датчиков ускорения. В общем случае амплитуды и фазовые углы чувствительности являются функциями частоты f = <о/2л.— Г-

Примечание — Генераторы вибрации также называют вибровозбудителями, вибраторами и вибростендами.

4. ИЗМЕРЯЕМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

   1. Общие положения

Основной целью калибровки датчика является определение его чувствительности в рабочем диапазоне частот и амплитуд для той степени свободы, в которой датчик предназначен использоваться. Кроме того, может быть важна информация о чувствительности дат­чика к движению в направлении других пяти степеней свободы. На­пример, для линейных датчиков ускорения необходимо знать их чув­ствительность к движению, перпендикулярному направлению оси чув­ствительности и вращению. Другими важными факторами являются демпфирование, сдвиг фаз, нелинейность или вариация выходного сиг­нала при изменении амплитуды входного сигнала, чувствительность к воздействию температуры, давления и других внешних условий, та­ких, например, как движение соединительного кабеля.

Чувствительность датчика определяют измерением параметров дви­жения или входного сигнала, прикладываемого к датчику генерато-ром вибрации, и выходного сигнала датчика. При этом датчик уста­навливают таким образом, чтобы его ось чувствительности совпада­ла с направлением движения, возбуждаемого генератором вибрации. С помощью контролируемого регулируемого воздействия, амплиту­да и частота которого лежат в пределах соответствующих диапазонов датчика, могут быть откалиброваны как датчики непрерывного дей­ствия, так и датчики максимальных значений.

Для выполнения резонансов датчика необходимо наблюдать за его выходным сигналом во время медленного непрерывного измене­ния частоты генератора вибрации во всем частотном диапазоне дат­чика.

В функции частоты определяется в основном амплитуда чувстви­тельности. Однако для использования датчиков на частотах, близких к их нижним или верхним пределам, или для специальных целей может потребоваться знание их фазо-частотной характеристики. Она определяется путем измерения сдвига фаз между выходным сигна­лом датчика и входным механическим воздействием во всем интере­сующем диапазоне частот.

Нелинейность АХ датчика (искажение амплитуды) определяют, измеряя амплитуду его выходного сигнала при изменении входного сигнала в рабочем диапазоне амплитуд от минимального до макси­мального значений. При использовании генератора синусоидальной вибрации измерения проводят на нескольких частотах.

Нелинейность АХ может иметь несколько форм. Чувствительность может изменяться постепенно с увеличением амплитуды, может иметь постоянное изменение, ведущее к смещению нуля после воздействия на датчик вибрации или удара, могут быть задержки, которые вне­запно ограничивают диапазон движения.

Тип и значения нелинейности АХ датчика могут быть определены по его амплитудным искажениям и сравнением его резонансной кри­вой, фазового сдвига и затухания с соответствующими характеристи­ками идеального линейного датчика. Учитывая, что нелинейность за­висит от значений измеряемых величин, ее необходимо определять на верхних пределах динамического диапазона датчика.

Чувствительность, относительное деформирование и резонансная частота многих датчиков находится в функциональной зависимости от температуры. При определении температурной характеристики чаще всего используют метод сличения.

Испытуемый датчик размещают внутри термокамеры соосно с эталонным, который защищают от изменений температуры, распо­лагая его снаружи термокамеры или другим способом. Изменение чувствительности эталонного датчика не должно превышать 2 % в течение всего времени калибровки. Испытания проводят на часто­тах, где поперечное движение генератора вибрации не превышает 25 % осевого движения. Генератор вибрации, крепление датчиков на частотах калибровки должны обеспечивать незначительное относи­тельное движение между эталонным и испытуемым датчиками.