Страница 2: ГОСТ ИСО 8002-99. Вибрация. Вибрация наземного транспорта. Представление результатов измерений (77804)

Примечания

1. Проверку на стационарность всегда проводят в допущении некоторых предположений и при этом, как правило, рассматривают стационарность процесса в узком смысле. Для многих практических приложений, использующих результаты вычисления спектральной плотности мощности вибрации, стационарность в узком смысле является вполне достаточной. Но даже в случаях, когда нет оснований отклонить гипотезу стационар­ности, особую осторожность следует проявлять при интерпретации экстремумов плотности вероятности. Часто практическую помощь в решении вопроса о стационарности процесса может оказать знание физической системы и условий проведения испытаний. Вопросы испытаний на стационарность освещены в работе [1].

2. Если испытания на стационарность проводили на данном испытательном участке для другого транс­портного средства, допускается в обосновании стационарности сигнала давать ссылку на результаты этих испытаний. При этом испытания на стационарность следует проводить каждый раз заново при изменении характеристик дорожного покрытия испытательного участка, например вследствие его износа или выполнения восстановительных работ.

7. Информация о методе анализа

   1. При любых реализациях спектрального анализа вибрации приводят следующие сведения: а) используемый метод анализа: аналоговый или цифровой;

2. используемые фильтры предварительной обработки сигнала с указанием частот отсечки и крутизны спада частотной характеристики в децибелах на октаву. К таким фильтрам относятся, в частности, фильтр верхних частот для устранения тренда сигнала и фильтр нижних частот (ФНЧ) для устранения погрешности наложения спектров при цифровой обработке сигнала, т.е. переноса при дискретизации сигнала его высокочастотной области в диапазон частот анализа;

3. полосу разрешения по частоте. В случае анализа в полосе частот постоянной относительной ширины разрешение по частоте можно указывать в долях или процентах, например треть октавы или 5 % центральной частоты полосы анализа;

4. общую длину реализации сигнала вибрации, используемой при анализе, в секундах;

5. погрешность оценки спектра. В случае анализа в полосах частот постоянной относительной ширины эта погрешность должна быть указана для полосы с минимальной абсолютной шириной, т. е. с самой низкой центральной частотой. Статистическую погрешность устанавливают в виде относительной погрешности в процентах, определяемой как полуширина доверительного интервала для 95 %-й доверительной вероятности, т. е. равной значению нормированного стандартного отклонения, умноженному на коэффициент 1,96 (в предположении, что случайные данные распре­делены по нормальному закону);

6. при использовании следящих фильтров указывают скорость перестройки фильтров по частоте в герцах в секунду или в октавах в минуту, а также общее время анализа [не следует смешивать общее время анализа, определяемое особенностями обработки записанного сигнала вибрации, с общей длиной записи по 7.1 г)];

7. дополнительные особенности используемого метода анализа.

1. классы используемых октавных или третьоктавных фильтров по ГОСТ 17168;

2. крутизну спада частотной характеристики в децибелах на октаву для фильтров с постоянной полосой пропускания.

1. конкретный метод анализа [например, быстрое преобразование Фурье (БПФ), вычисление спектральной плотности на основе автокорреляционной функции, анализ в реальном масштабе времени с применением цифровых фильтров];

2. частоту дискретизации;

3. диапазон частот анализа (область от минимальной до максимальной частоты спектра);

4. вид используемого окна и соответствующее значение корректировочного множителя. Если в анализаторе используется процедура автоматического масштабирования спектра из условия равенства оценок среднего квадратического значения ускорения для частотной и временной областей, это также должно быть указано;

5. крутизну спада частотной характеристики в децибелах на октаву для цифровых фильтров при анализе в реальном масштабе времени.

1. частоту выборки;

2. длину класса распределения амплитуды, измеренную в долях среднего квадратического значения вибрации;

3. общую длину реализации сигнала вибрации, использумой при анализе, в секундах;

4. диапазон частот записанного сигнала вибрации, если он отличается от диапазона частот анализа (полосы спектра).

7. Оборудование и условия проведения испытаний

   1. Приводят следующие сведения о средствах измерений:

1. тип акселерометра (пьезоэлектрический, пьезорезистивный, тензочувствительный и т. д.), наименование изготовителя и номер модели;

2. характеристики акселерометра:

• динамический диапазон, в пределах которого амплитудная характеристика акселерометра линейна;

• частота резонанса и рабочий диапазон частот с указанием погрешности частотной характе­ристики в пределах данного диапазона в процентах;

• коэффициент преобразования;

• способ крепления.

Характеристики акселерометра могут быть взяты из технической документации, предоставляе­мой изготовителем;

3. блок-схема измерительной системы, включающей в себя датчик вибрации, линию передачи данных, измерительный магнитофон и т. д. Указывают, проводили ли для данного тракта измерения шума в отсутствие полезного сигнала вибрации. Приводят все основные характеристики приборов, входящих в измерительный тракт, в частности их амплитудно-частотные характеристики, рабочий диапазон частот и погрешности измерения. Допускается вместо характеристик приборов указывать их наименование, наименование изготовителя и номер модели;

4. метод калибровки и коэффициент преобразования всего измерительного тракта, использу­емого в процессе измерений. При описании метода калибровки следует указывать диапазон амплитуд (максимальное положительное и отрицательное значение мгновенного ускорения, например ± 20 м/с²), который должен соответствовать реальным значениям ускорения во время испытаний. Коэффициент преобразования указывают в вольтах (милливольтах) на метр на секунду в квадрате;

5. частота среза для всех фильтров, входящих в измерительный тракт, за исключением указанных в 7.1 б).

1. общее описание транспортного средства (автомобиль, автобус, трактор для сельскохозяйст­венных работ и т. д.), достаточно подробное для его идентификации среди других типов;

2. колесная база и масса транспортного средства без нагрузки;

3. общая масса нагрузки во время испытаний (включая массу водителя и пассажиров), давление в шинах, распределение нагрузки в виде сосредоточенных масс в системе координат, связанной с транспортным средством, как указано в 6.1;

4. описание элементов транспортного средства, которые могут существенно повлиять на измерение вибрации и, кроме того, значительно отличаются в своем динамическом поведении от аналогичных элементов транспортных средств схожей конструкции [имеющих то же общее описание по 8.2 а)]. К таким элементам могут относиться подвеска, тип и размеры шин, противовесы, установленное оборудование и т. д. При измерении вибрации, воздействующей на водителя (пасса­жира), в число таких элементов могут быть включены также подвеска сиденья, конструкция основания и спинки сиденья, система ограничения подвижности пассажира и т. д.;

5. масса и рост водителя (пассажира) в случае проведения измерений для оценки воздействия вибрации на человека. Следует приводить также описание положения испытуемого по отношению к направлению движения транспортного средства, если оно отличается от обычно предусмотренного положения для транспортных средств данного вида.

1. план или описание (в случае полигона простой геометрической формы) испытательного полигона с указанием расстояний и радиусов закруглений, скорость транспортного средства и используемая передача (передаточное число), а для рабочей машины, кроме того, — вид произво­димой операции. Должно быть указано, каким участкам испытательного полигона какие данные измерения вибрации соответствуют. Графики или таблицы данных следует приводить совместно с кратким описанием особенностей этих участков.

Если измерения вибрации, проведенные на испытательном участке, соответствуют только какой-либо части рабочего цикла рабочей машины, графики или таблицы данных, полученных для этого участка, следует приводить совместно с указанием, какую долю восьмичасового рабочего дня занимает в среднем эта производственная операция (часть рабочего цикла);

2. профиль дороги или территории, на которой проводят испытания, с указанием, по крайней мере, вида дорожного покрытия [бетон, уплотненный грунт, брусчатка, специально сконструиро­ванная дорога с особым профилем (например, [2]) и т. д.] и его состояния (новое шоссе; плохо ухоженная, изрытая дорога и т. д.) и, желательно, приложением фотографии;

3. если были выполнены измерения профиля дороги (территории), эти данные также должны быть представлены в виде графика зависимости спектральной плотности мощности отклонения в метрах в квадрате на метр в минус первой степени (м²/м^-1) от пространственной частоты¹) в метрах в минус первой степени. На этом графике обе величины откладывают в логарифмическом масштабе. Графики следует сопровождать информацией о методе измерений, аналогичной той, что дана в разделе 7 [3].

Примечание — Обычно предполагают, что данные, определяющие условия испытаний, являются стационарными, т. е. испытания проводят на постоянной скорости и передаче на участке дороги (территории) со стационарным, в статистическом смысле, профилем.

*) В отечественной технической литературе используются также термины «путевая частота» и «дорожная частота».

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Пример оформления данных измерений

В приложении приведен пример представления результатов измерений вибрации, удовлетворяющего минимальным требованиям настоящего стандарта. Данные, используемые в этом примере, — вымышленные. В квадратных скобках — соответствующие пункты настоящего стандарта.

А.1 Испытательный полигон [8.3]

Таблица А.1

Размеры в метрах

Рисунок А.1 — Испытательный полигон

А. 2 Транспортное средство

Вид транспортного средства [8.2 «)]: автомобиль.

Масса без нагрузки [8.2 б)]: 1450 кг.

Колесная база [8.2 б)]: 2540 мм.

Особые элементы [8.2 г)]: нет.

Давление в шинах [8.2 в)]: 170 кПа во всех шинах.

Распределение массы [8.2 в)]: центр тяжести расположен на расстоянии 1320 мм вперед и 217 мм вверх по отношению к задней оси.

Нагрузка [8.2 в)]: водитель массой 75 кг.

Испытуемый [8.2 д'): измерения для оценки воздействия вибрации на человека не проводили.

Условия испытаний [8.3]: план испытательного полигона и график спектральной плотности мощности дорожного покрытия приведены на рисунках А. 1 и А.4 соответственно.

А.З Блок-схема измерительной системы [8.1]

Для данной цепи проводили измерения собственного шума в отсутствие сигнала вибрации.

Акселерометр: Tagmon SA, модель R21.

Телеметрический передатчик: Ashton Со, модель 165.

Телеметрический приемник: Ashton Со, модель 270.

Фильтр нижних частот (ФНЧ): 100 Гц, 24 дБ/октава.

Измерительный магнитофон: Veronti Со, модель LT4.

Фильтр нижних частот для защиты от наложения высокочастотного участка спектра при дискретизации (ФНЧ*): 32 Гц, 24 дБ/октава.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП): Magner Inc, модель MI.

Анализатор: Roenet, модель 60.

А. 4 Средства измерений и параметры анализа

Таблица А.2