ГОСТ Р ИСО 16063-12-2009

Группа П18

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

МЕТОДЫ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ И УДАРА

Часть 12

Первичная вибрационная калибровка на основе принципа взаимности

Vibration. Methods for the calibration of vibration and shock transducers. Part 12. Primary vibration calibration by the reciprocity method

ОКС 17.160

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП ВНИИМС) на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4, с участием Автономной некоммерческой организации "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация, удар и контроль технического состояния"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 871-ст

4 Настоящий стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту ИСО 16063-12:2002 "Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 12. Первичная вибрационная калибровка на основе принципа взаимности" (ISO 16063-12:2002 "Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 12: Primary vibration calibration by the reciprocity method").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод первичной калибровки акселерометров на основе принципа взаимности (с использованием катушки возбуждения электродинамического вибростенда в качестве обратимого преобразователя).

Данный метод применяют при калибровке акселерометров, предназначенных для измерения прямолинейного ускорения в диапазоне частот от 40 Гц до 5 кГц и в частотно-зависимом диапазоне амплитуд от 10 до 100 м/с.

Если калибровку проводят только для акселерометра, то предполагают, что частотная характеристика используемых с ним совместно устройств согласования сигнала (например, усилителя) известна вместе с неопределенностью ее измерений. Предельные значения неопределенности измерений указаны в разделе 3 в предположении, что калибровке подвергают акселерометр вместе с устройством согласования сигнала (далее - акселерометр).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 16063-1:1998 Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 1. Основные положения

ИСО 266 Акустика. Предпочтительные ряды частот

     3 Неопределенность измерений

На опорной частоте калибровки 160 Гц при амплитуде ускорения, равной одной из следующих опорных амплитуд калибровки: 100, 50, 20 или 10 м/с, - неопределенность измерений не должна превышать 0,5% для модуля и 1° для фазового сдвига комплексного коэффициента преобразования. Во всем диапазоне частот и амплитуд применения акселерометра неопределенность измерений модуля и фазового сдвига коэффициента преобразования не должна превышать 1% и 2° соответственно.

Для подтверждения того, что неопределенность измерений находится в установленных пределах, необходимо составлять бюджеты неопределенности в соответствии с приложением А.

Неопределенность измерений выражают через расширенную неопределенность в соответствии с ИСО 16063-1.

     4 Обозначения

В настоящем стандарте использованы обозначения, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень обозначений

     5 Требования к испытательному оборудованию и средствам измерений

5.1 Общие положения

При расчете расширенной неопределенности измерений модуля и фазового сдвига комплексного коэффициента преобразования (см. приложение А) следует принимать во внимание чувствительность к деформации основания и коэффициент поперечного преобразования, а также стабильность характеристик акселерометра во времени.

5.2 Генератор частоты с показывающим устройством

Следует использовать генератор частоты, имеющий следующие характеристики:

a) неопределенность измерений частоты не более 0,01% показываемого значения;

b) отклонение частоты в процессе измерений не более ±0,01% показываемого значения;

c) отклонение амплитуды сигнала в процессе измерений не более ±0,01% показываемого значения.

5.3 Вибростенд с усилителем мощности

Следует использовать вибростенд с усилителем мощности, имеющий следующие характеристики:

a) коэффициент гармоник по ускорению не более 2%;

b) поперечные и угловые колебания стола вибростенда не более 10% ускорения в основном направлении в пределах требуемого диапазона частот;

c) отношение сигнал/шум на выходе акселерометра не менее 30 дБ;

d) отклонение амплитуды ускорения в процессе калибровки не более ±0,05% показываемого значения.

5.4 Сейсмический блок вибростенда

Вибростенд устанавливают на массивном жестком блоке с целью исключить чрезмерное влияние реакции опоры вибростенда на результаты калибровки. Масса сейсмического блока должна быть, по меньшей мере, в 2000 раз больше массы подвижной системы вибростенда. Примерами сейсмических блоков, применяемых для указанной цели, являются гранитные блоки или стальные оптические столы сотовой конструкции. Для уменьшения влияния колебаний грунта сейсмический блок устанавливают на демпфированных пружинах, у которых резонансные частоты колебаний в вертикальном и горизонтальном направлениях не превышают 2 Гц.

5.5 Аппаратура для измерений комплексного отношения напряжений

Средства измерений должны иметь следующие характеристики:

a) диапазон частот от 40 Гц до 5 кГц;

b) неопределенность измерений модуля отношения комплексных напряжений не более 0,1%;

c) неопределенность измерений фазового сдвига отношений комплексных напряжений не более 0,1°.

5.6 Резистор

Сопротивление резистора, используемого для определения силы тока, должно быть известно с неопределенностью, не превышающей 0,05% во всем диапазоне частот акселерометра и во всем диапазоне рассеиваемых мощностей.

Следует убедиться, что на сопротивление резистора не оказывают существенное влияние индуктивные и тепловые воздействия.

5.7 Набор добавляемых грузов

Массы добавляемых грузов должны:

a) изменяться с постоянным шагом во всем диапазоне используемых масс вплоть до максимального значения, равного примерно от 0,5 до 1,0 массы движущейся системы вибростенда;

b) быть известны с неопределенностью, не превышающей 0,05%.

Рекомендуется, чтобы добавляемые грузы имели форму куба или цилиндра с отношением длины к ширине примерно 1. Тогда граничную частоту, при превышении которой добавленный груз перестает вести себя как твердое тело, определяют как , где - скорость звука в материале пробного груза, а - его длина. Нормы на обработку поверхности и допуски на установку должны удовлетворять или превышать требования к установке калибруемого акселерометра. Это особенно важно в том случае, если калибровку проводят на высоких частотах. Чтобы повысить частоты собственных резонансов грузов, их следует изготавливать из жесткого материала, например карбида вольфрама.

На практике количество и размер грузов является компромиссом между уменьшением статистической неопределенности и увеличением неопределенности измерений вследствие температурных эффектов в подвижной катушке вибростенда, влияние которых увеличивается с увеличением числа измерений.

5.8 Устройство измерения коэффициента гармоник

Для измерения искажений используют устройство, позволяющее определить значение коэффициента гармоник в диапазоне от 0,01% до 5% и имеющее следующие характеристики:

a) диапазон частот от 40 Гц до 5 кГц;

b) неопределенность измерений не более 10% показываемого значения.

5.9 Осциллограф (необязательный элемент)

Применение осциллографа не является обязательным, но он может быть использован для контроля формы сигнала ускорения или тока в подвижной катушке электродинамического вибростенда.

5.10 Оборудование для кондиционирования воздуха

Данное оборудование должно поддерживать условия окружающей среды в соответствии с требованиями раздела 6.

     6 Условия окружающей среды

Калибровку проводят при следующих условиях окружающей среды: