ГОСТ ИСО 5347-1-96

Группа Т88.2

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Вибрация

КАЛИБРОВКА ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ И УДАРА

Часть 1. Первичная вибрационная калибровка методами лазерной интерферометрии

Vibration. Calibration of vibration and shock pick-ups. Part 1. Primary vibration calibration by laser interferometry

     

ОКС 17.160
ОКСТУ 0008

Дата введения 1997-07-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9-96 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

3 Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 5347-1-87 "Вибрация. Калибровка датчиков вибрации и удара. Часть 1. Первичная вибрационная калибровка методами лазерной интерферометрии"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 17 марта 1997 г. N 98 межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 5347-1-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1997 г.

Введение

Настоящий стандарт распространяется на линейные акселерометрические датчики, главным образом пьезоэлектрического типа (далее - акселерометры), и устанавливает методы первичной калибровки акселерометров с помощью лазерной интерферометрии и технические характеристики используемой при этом аппаратуры.

Курсивом выделены примечания, позволяющие использовать стандарт в расширенных амплитудном и частотном диапазонах.

     1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает методы калибровки акселерометров, а в случае их использования в областях, попадающих в сферу государственного метрологического контроля и надзора, - методы поверки в диапазоне частот 20-5000 Гц и диапазоне амплитуд ускорения 10-1000 м/с (в зависимости от частоты).

Допускаемая погрешность калибровки:

±0,5% на опорной частоте (160 или 80 Гц), опорной амплитуде (100 или 10 м/с) и опорной настройке усилителя;

±1% для частот до 1000 Гц включительно;

±2% для частот свыше 1000 Гц.

Примечание - Методы калибровки и технические характеристики применяемой аппаратуры, устанавливаемые стандартом, могут быть использованы в диапазонах частот и амплитуд ускорения, выходящих за рамки указанных. При этом погрешность калибровки, рассчитываемая по формулам, приведенным в приложении А, может иметь другие, нежели указанные, числовые значения.

     2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использована ссылка на

МИ 2060-90 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 1·10 - 50 м и длин волн в диапазоне 0,2 - 50 мкм.

     3 АППАРАТУРА

3.1 Аппаратуру следует использовать при окружающих условиях, соответствующих требованиям, указанным в разделе 4.

3.2 Генератор частоты и индикатор, имеющие следующие характеристики:

- допускаемую погрешность по частоте - ±0,01% показания;

- нестабильность частоты - не менее ±0,01% показания за время измерения;

- нестабильность амплитуды - не менее ±0,01% показания за время измерения.

3.3 Комплекс, состоящий из усилителя мощности и вибратора, имеющий следующие характеристики:

- суммарный коэффициент нелинейных искажений - не более 2%;

- поперечное ускорение, ускорение от изгиба акселерометра и ускорение от качания акселерометра должны быть, по возможности, минимальными и не превышать (в сумме) 10% значения ускорения в основном направлении (в частотном диапазоне свыше 1000 Гц допускается 20%);

- шум - не менее чем на 70 дБ ниже выходного сигнала;

- нестабильность амплитуды ускорения - не более 0,05% показания за время измерения.

Поверхность, к которой крепят акселерометр, не должна вызывать его деформации.

3.4 Сейсмический блок вибратора и лазерного интерферометра (единый блок) должен иметь массу, по крайней мере, в 2000 раз больше суммарной массы движущегося элемента вибратора, крепления и акселерометра.

Сейсмический блок должен быть вывешен на слабодемпфированных пружинах, если вибрация пола оказывает заметное влияние на работу интерферометра или акселерометра; резонансная частота сейсмического блока с пружинами в вертикальном и горизонтальном направлениях должна находиться в пределах 1-2 Гц.

Примечание - Допускаются другие соотношения между массами, если приняты специальные меры, помимо указанных, направленные на демпфирование блока вибратора и лазерного интерферометра.

3.5 Лазер гелий-неонового типа; в лабораторных условиях (давление воздуха 100 кПа, температура 23 °С и относительная влажность 50%); длина волны 0,6328 мкм.

Если лазер имеет устройство ручной или автоматической атмосферной компенсации, оно может быть выключено.

Примечание - Одночастотный стабилизированный лазер должен быть калиброван по длине волны в соответствии с МИ 2060.

3.6 Интерферометр типа Майкельсона с фотодетектором для детектирования интерференционной картины; частотный диапазон 0-15 МГц.

Примечание - Допускается применение модифицированного интерферометра Майкельсона, а также интерферометров с другими интерференционными схемами, в частности использующими трехгранные уголковые отражатели.

3.7 Счетчиковая аппаратура (метод 1, частотный диапазон 20-800 Гц), имеющая следующие характеристики:

- диапазон частот - 10 Гц - 20 МГц;

- допускаемая погрешность - ±0,01% показания.

Наряду со счетчиком импульсов может быть использован счетчик отношения с аналогичной погрешностью.

3.8 Перестраиваемый полосовой фильтр или спектроанализатор (метод 2, частотный диапазон 1000-5000 Гц), имеющие следующие характеристики:

- диапазон частот - 100-10000 Гц;

- ширина полосы - менее 12% центральной частоты;

- наклон - не менее 24 дБ на октаву;

- отношение сигнал/шум - не менее чем на 70 дБ ниже максимального сигнала;

- динамический диапазон - не менее 60 дБ.

3.9 Аппаратура для детектирования нуля (метод 2 - в случае, если не используется спектроанализатор); диапазон частот 30-5000 Гц. Диапазон частот должен быть достаточным для детектирования шума выходного сигнала полосового фильтра.

3.10 Аппаратура для измерения истинного среднего квадратического значения выходного сигнала акселерометра, имеющая следующие характеристики:

- диапазон частот - 20-5000 Гц;

- допускаемая погрешность - ±0,01% показания; при частотах ниже 40 Гц - 0,1% показания.

Для получения значения амплитуды напряжения его среднее квадратическое значение должно быть умножено на .

3.11 Аппаратура для измерения нелинейных искажений в диапазоне 0-5%, имеющая следующие характеристики:

- диапазон частот - 5 Гц - 10 кГц;

- допускаемая погрешность - ±10% показания.

3.12 Осциллограф (является необязательным) для контроля формы кривой сигнала акселерометра, имеющий диапазон частот 5-5000 Гц.

3.13 Другие требования

Для достижения погрешности калибровки 0,5% акселерометр и усилитель акселерометра следует рассматривать как одно целое и калибровать совместно.

Конструкция акселерометра должна быть жесткой. Порог чувствительности акселерометра к механическим напряжениям корпуса должен быть менее 0,2·10 м/с; поперечная чувствительность акселерометра должна быть не более 1%; нестабильность чувствительности акселерометра совместно с усилителем должна быть не более 0,2% показания в течение года.

     4 ОКРУЖАЮЩИЕ УСЛОВИЯ

Калибровку следует проводить при окружающих условиях:

- температура воздуха - (23±3) °С;

- атмосферное давление - (100±5) кПа;

- относительная влажность воздуха - (50±25)%.

     5 ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ АМПЛИТУД И ЧАСТОТ

Шесть значений амплитуд ускорения и шесть значений частоты должны быть выбраны из следующих рядов:

Ускорение (только для метода 1):

10-20-50-100-250-500 м/с.

Опорное ускорение - 100 м/с (или 10 м/с).

Частота:

20-40-80-160-315-630-1250-2500-5000 Гц.