ГОСТ ИСО 7626-2-94 Вибрация и удар. Экспериментальное определение механической подвижности. Измерения, использующие одноточечное поступательное возбуждение присоединенным вибровозбудителем

     9 УПРАВЛЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

9.1 Общие положения

Управление возбуждением заключается в регулировании длительности и амплитуды возбуждения. Изменением длительности возбуждения добиваются получения требуемого разрешения по частоте, а управление амплитудой возбуждения необходимо, как правило, для его соответствия динамическому диапазону измерительной системы.

9.2 Длительность гармонического возбуждения

9.2.1 Общие положения

При гармоническом возбуждении со сканированием частоты или при возбуждении на дискретных частотах необходимо управление скоростью изменения частоты возбуждения или длительностью возбуждения на одной частоте и значением частотного приращения. С его помощью должна обеспечиваться высокая разрешающая способность в окрестностях резонансов (пики частотной характеристики) и антирезонансов (впадины частотной характеристики) для точного определения модальных параметров конструкции.

9.2.2 Гармоническое возбуждение на дискретных частотах

Если частота гармонического возбуждения изменяется дискретно с некоторым шагом, то разница между истинной резонансной частотой конструкции и ближайшей к ней частотой возбуждения составит не более половины этого шага, т.е. максимальная погрешность при определении резонансной частоты составляет половину приращения частоты. Такое несовпадение частот возбуждения и резонанса может привести к занижению пикового значения характеристики и завышению, в свою очередь, коэффициента модального демпфирования. Приращение частоты в диапазоне, пределы которого ограничены значениями ±10% резонансной частоты, следует выбирать таким образом, чтобы погрешности измерения пикового значения характеристики и коэффициента модального демпфирования находились в пределах 5%. Уравнения, определяющие максимальное приращение по частоте, которое удовлетворяет данным требованиям, приведены в приложении Б. В нем указывается также минимальное время возбуждения на каждой частоте (время выдержки). Для частот, находящихся за пределами диапазона с границами ±10% резонансной или антирезонансной частоты, можно использовать большие приращения частоты или меньшее время выдержки. В таблице 1 приведена максимальная погрешность измерения отклика конструкции при резонансе в зависимости от приращения частоты.

Таблица 1

9.2.3 Гармоническое возбуждение с медленным сканированием частоты

При данном виде возбуждения частота должна изменяться как линейная или логарифмическая функция времени. Во всех случаях скорость развертки должна подбираться таким образом, чтобы в частотном диапазоне с границами ±10% резонансной частоты погрешность измерения отклика не превышала 5%.

При линейном сканировании максимальная скорость изменения частоты , Гц/мин, определяется выражением

.                                                          (1)

При логарифмическом сканировании максимальная скорость сканирования , октава/мин, определяется выражением

,                                                  (2)

где - расчетная резонансная частота;

- расчетное значение добротности соответствующей моды.

9.3 Длительность многочастотного возбуждения

Длительности возбуждения и измерения отклика должны быть достаточными, чтобы иметь возможность произвести усреднение по набору спектров, как указано в 8.1.3. Число усредняемых спектров представляет собой функцию отношения сигнал/шум измерительной системы и должно обеспечить попадание случайной погрешности измерений в 5%-й интервал с вероятностью 90%. Для определения необходимого в соответствии с данным критерием количества спектров используется функция когерентности между сигналами возбуждения и отклика, как показано в приложении А. Время возбуждения (в секундах), необходимое для получения каждого спектра, является величиной, обратной спектральному разрешению (в герцах) дискретного преобразования Фурье в соответствии с 8.4.3.

9.4 Динамический диапазон

9.4.1 Общие положения

Для конструкций с малым демпфированием разброс значений механической подвижности во всем частотном диапазоне измерений может превышать 100 дБ (10:1). В то же время для каждого канала передачи данных помимо верхней границы, за которой наступает ограничение сигнала, существует также и нижняя граница, связанная с наличием помех в системе измерения, а также - для цифровых систем - погрешностей, связанных с аналого-цифровым преобразованием. Для обеспечения точности измерений возбуждение должно быть таким, чтобы продуцируемые сигналы силы и вибрации не выходили за указанные границы своих каналов измерения.