---

1. — усилитель мощности; 2 — генератор частоты и индикатор; 3 — вибратор; 4 — плос­кое зеркало; 5 — интерферометр; 6 — акселерометр; 7 — фотодетектор; 8 — оптичест кий фильтр; 9—лазер; 10— частотный анализатор; //—полосовой фильтр, настроенный на частоту вибратора; 12 — вольтметр; 13 — усилитель; 14 — вольтметр;

15— измеритель нелинейных искажений; 16 — осциллограф7.2 Представление результатов (см. также Б.1 приложения Б)

Амплитуду ускорения а, м/с², вычисляют по формуле
а = 39,478 • 10^-6 • d ■ f²,
а коэффициент преобразования S — по формуле
5=0,25331 • 10⁵ ,

d f²

где V — амплитуда выходного сигнала акселерометра, В;

d — амплитуда перемещения для минимума в соответствии с таблицей 1, мкм;

f — частота вибратора, Гц.

Полученные этим методом коэффициенты преобразования ис­пользуют для расчета отклонений от опорного коэффициента преоб­разования, полученного на частоте 160 Гц (80 Гц) и при ускорении 100 м/с² (10 м/с²) методом 1 (см. раздел 6).

Значение коэффициента преобразования следует сопровождать указанием погрешности калибровки и доверительным уровнем, ко­торые вычисляют в соответствии с приложением А.

Должен быть использован доверительный уровень 99 % (или 95 %).ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

РАСЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

А. 1 Расчет общей (суммарной) неопределенности

Общую (суммарную) неопределенность калибровки для установленного доверительного уровня CL (для настоящего стандарта CL = 99 или 95 %) Ха рассчитывают по формуле

Ха = ±^Х²_Г+ Х², где Хг — случайная неопределенность;

X_s— систематическая неопределенность.

Случайную неопределенность для установленного доверительного уровня А_Г(с/.) рассчитывают по формуле

где е_г/, е_Г2, ..., е_гп— дисперсия (отклонение) от среднего арифметического значения результатов единичных измерений в серии измерений;

и — число измерений;

t — коэффициент распределения Стьюдента, соответст­вующий установленному доверительному уровню и числу измерений.

Систематическая погрешность должна быть исключена или компенсиро­вана Остаточную неопределенность X_s^cl рассчитывают по формуле

Лис/.) =

где К = 2,0 для доверительного уровня 95 % (CL - 95 %) или

К= 2,6 для доверительного уровня 99 % (CL = 99 %);

е, — абсолютная погрешность коэффициента преобразования при фик­сированных частотах, амплитудах и положениях переключателей усилителя, В ■ с²/м (см. А.2).

А. 2 Расчет абсолютной погрешности коэффициента преобразования e_sпри фиксированных частотах, амплитудах и положениях переключателей усилителя

А.2 I Расчет е, для метода 1

Абсолютную погрешность коэффициента преобразования е, при фикси­рованных частотах, амплитудах и положениях переключателей усилитель, гывают по формуле

’(

■

_L °

2[100J

Z 'Г ? / 2

Г

а при использовании счетчика отношения — по формуле

⁺ |jOOa_r,„J ^{+ +} 100J ’

Oj- T і і ац і ґ В A

где S — коэффициент преобразования, В ■ с²/м;

V — амплитуда выходного сигнала акселерометра, В;

еу — абсолютная погрешность вольтметра акселерометра, В;

f — частота вибратора, Гц;

ef — абсолютная погрешность частоты вибратора, Гц;

ff — частота полос, Гц;

Cjr — абсолютная погрешность частоты интерференционных полос, Гц;

Vf — абсолютная погрешность детектирования интерференционной по­лосы, которая представляет собой изменение выходного напряжения аксе­лерометра, соответствующее единице последнего используемого разряда счетчика частоты интерференционных полос, В;

d_tol— суммарное искажение, равное 100 ^ato<-^arms , %,

° rms

где a_tot — истинное среднее квадратическое значение суммарного ускорения, м/с²;

^arms — истинное среднее квадратическое значение ускорения при воз­буждающей частоте, м/с²;

а_т— сумма поперечного ускорения, ускорения от изгиба акселерометра и ускорения от качания акселерометра, м/с²;

Т — наибольшее значение поперечной чувствительности акселеромет­ра, % к амплитуде ускорения в направлении измерения;

^аН~- ускорение, вызываемое шумом, м/с²;

В — погрешность длины волны лазера и интерферометра, % длины волны;

Rf— отношение частоты вибрации к частоте интерференционных полос, измеренное за время, не меньшее 100 периодов вибрации;

SR_f— абсолютная погрешность отношения.

А.2.2 Расчет e_s для метода 2

Абсолютную погрешность коэффициента преобразования е_Л, В с²/м, при фиксированных частотах, амплитудах и положениях переключателей усили­теля рассчитывают по формул

е

²

■ы‘1

2 100

5

Г т ? / ? (2 Ў

I Q-j- і I I Off J J ^хву J

⁺ ioo<7_rmi Г ^rj 4/ J

где .S’ — коэффициент преобразования, В ■ с²/м (см. 7.2);

И — амплитуда выходного сигнала акселерометра, В;

еу— абсолютная погрешность вольтметра акселерометра, В;

К, — разрешающая способность в минимуме, равная изменению выход­ного сигнала акселерометра, при котором показания вольтметра, использу­емого для индикации минимума, изменяются от наименьшего значения перед минимумом до наименьшего значения после минимума, В;

/ 2 2 *

d_tol— суммарное искажение, равное 100 V ^о,°' ^а'^я1 , %, ^аrms

где a_fot — истинное среднее квадратическое значение суммарного ус- корения, м/с²;

^arms ~ истинное среднее квадратическое значение ускорения при воз­буждающей частоте, м/с²;

а_т— сумма поперечного ускорения, ускорения от изгиба акселерометра и ускорения от качания акселерометра, м/с²;

Т — наибольшее значение поперечной чувствительности акселеромет­ра, % амплитуды ускорения в направлении измерения;

^ан — ускорение, вызываемое шумом, м/с²;

/— частота вибратора, Гц (см. 7.2);

еу — абсолютная погрешность частоты вибратора, Гц.

А.З Расчет общей абсолютной погрешности ко­эффициента преобразования e_sI и неопределен­ности для полного амплитудного и частотного диапазонов

А бсолютная погрешность коэффициента преобразования e_s, рассчиты­ваемая в соответствии с А.2.1 или А.2.2, имеет место для фиксированных частот, амплитуд и положений переключателей усилителя. Общую погреш­ность коэффициента преобразования e_sl, В ■ с²/м, и неопределенность для полного амплитудного и частотного диапазонов рассчитывают по формуле где 5— коэффициент преобразования, В • с²/м (см. 6.2 или 7.2);

e_s — абсолютная погрешность коэффициента преобразования для опор­ной частоты, амплитуды и фиксированных положений переключателей усилителя, рассчитанная в соответствии с А.2.1 или А.2.2, В ■ с²/м;

LfA — отклонение амплитудно-частотной характеристики усилителя, % коэффициента преобразования;

Lfp — отклонение амплитудно-частотной характеристики акселеромет­ра, % коэффициента преобразования;

Ь_аЛ — нелинейность амплитудной характеристики усилителя, % коэффи­циента преобразования;

L_ap — нелинейность амплитудной характеристики акселерометра, % ко­эффициента преобразования;

1_Л — погрешность от нестабильности цепи усилителя и погрешность импеданса источника, % коэффициента преобразования;

1р — погрешность от нестабильности акселерометра, % коэффициента преобразования;

R — погрешность усиления по диапазону усилителя (погрешности усиле­ния для различных настроек усилителя), % коэффициента преобразования;

Ед — погрешность, вызванная воздействием окружающих условий на усилитель, % коэффициента преобразования;

Ер — погрешность, вызванная воздействием окружающих условий на акселерометр, % коэффициента преобразования.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА УСКОРЕНИЯ

Б.1 Процедура 1

Длина волны X главной линии спектра излучения неона принята равной 0,632815 мкм при давлении 100 кПа.

В интерферометре перемещение, соответствующее расстоянию между двумя соседними полосами (максимальной или минимальной интенсивнос­тями),

Количество максимумов для одного периода вибрации

V2 f'

Ускорение а = 4 л² ■ /² ■ d ,

где f— частота вибратора, Гц;

fj— частота интерференционных полос, Гц.

Б. 2 Процедура 2

Регулируя амплитуду вибрации до уровня, при котором амплитуда со­ставляющей спектра, частота которой равна частоте вибрации, становится равной нулю, амплитуду перемещения d и амплитуду ускорения а определя­ют по следующим формулам:

а = 4 п²• /²■ d ,

где J_n — аргументы, соответствующие различным нулям функции Бессе­ля, приведенные в таблице Б.1.

Таблица Б. 1 — Значения J_n для нулей функции Бесселя

УДК 534.17.089.6:006.354 ОКС 17.160 Т88.2 ОКСТУ 0008

Ключевые слова: вибрация, акселерометр, калибровка, лазер, интер­ферометрРедактор Л. В. Афанасенко
Технический редактор В.Н. Прусакова
Корректор М.С. Кабашова

Компьютерная верстка Е Н. Мартемьяновой

Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 03.04.97. Подписано в печать 23.04.97.

Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд л. 0,90. Тираж 367 экз. С460. Зак. 331.

И ПК Издательство стандартов, 107076, Москва,
Колодезный пер , 14.

Набрано в Издательстве на ПЭВМ

Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”

Москва, Лялин пер., 6