ГОСТ Р ИСО 16063-21-2009 Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 21. Вибрационная калибровка сравнением с эталонным преобразователем

     5 Калибровка

5.1 Предпочтительные значения амплитуд и частот

Калибровку проводят на шести частотах, каждой из которых соответствует свое значение амплитуды ускорения. Эти частоты должны быть равномерно распределены по всему диапазону частот измерений калибруемого преобразователя.

Предпочтительные значения амплитуд ускорений и частот калибровки выбирают из следующих рядов:

a) ускорение: 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100, м/с. Если калибровку проводят при возбуждении широкополосного сигнала, то значениям данного ряда соответствуют средние квадратические значения ускорения;

b) частоты выбирают из стандартизованного ряда частот для третьоктавных полос по ИСО 266. При использовании широкополосного сигнала возбуждения калибровку проводят, возбуждая несколько сигналов, в совокупности перекрывающих весь диапазон частот измерений преобразователя.

Выбираемые значения амплитуд и частот предпочтительно должны быть теми же, что использовались при калибровке эталонного преобразователя. Если калибровку проводят при других значениях амплитуд и частот, то характеристики эталонного преобразователя в этих точках должны быть известны вместе с соответствующей расширенной неопределенности измерений, которую необходимо принимать в расчет при составлении бюджета неопределенности (см. приложение А).

5.2 Требования к измерениям

Если калибровку проводят с использованием нового оборудования или для нового преобразователя, то целесообразно повторить ее несколько раз, чтобы убедиться в хорошей повторяемости результатов измерений.

Необходимо удостовериться, что движения кабелей и деформация основания преобразователя не оказывают заметного влияния на результаты измерений, особенно на низких частотах. Влияние способа подсоединения кабеля и крепления преобразователя можно оценить, выполняя операции по подсоединению кабеля и креплению преобразователя несколько раз и отмечая, как изменяются результаты измерений и какие искажения формы сигнала при этом наблюдаются. Если изменения определяемого коэффициента преобразования или коэффициент гармоник окажутся незначительными по сравнению с неопределенностью измерений при калибровке, то влиянием указанных факторов можно пренебречь.

Если преобразователь калибруют без усилителя или устройства согласования (далее - усилителя), то амплитудно-частотная характеристика и, при необходимости, фазочастотная характеристика усилителя, используемого с преобразователем, должна быть определена на всех частотах возбуждаемого при калибровке сигнала. Коэффициент преобразования эталонного преобразователя вместе с его усилителем также должен быть известен во всем диапазоне частот измерений.

Если в процессе калибровки будут выявлены изменения ее условий, влияние которых сопоставимо с ожидаемой неопределенностью измерений, то необходимо получить количественную оценку этих изменений путем проведения достаточного числа повторных измерений. Полученное значение выборочной дисперсии повторных измерений необходимо включить в оценку расширенной неопределенности измерений. Это особенно важно, если измерения проводили не при тех же значениях частот и амплитуд, при которых калиброван эталонный преобразователь.

5.3 Процедура калибровки

Монтажную поверхность эталонного преобразователя (если калибруемый преобразователь устанавливают на нее способом "спина к спине") или приспособление, на которое устанавливают калибруемый преобразователь, а также поверхность основания калибруемого преобразователя проверяют на отсутствие заусенцев и иных дефектов для подтверждения соответствия требованиям к неплоскостности, установленным изготовителем, а также требованиям раздела 4.

Эталонный и калибруемый преобразователи устанавливают способом "спина к спине" или соосно на подвижном элементе вибростенда с рекомендуемым моментом затяжки. Если вибростенд предназначен специально для калибровки методом сравнения и имеет встроенный эталонный преобразователь, то калибруемый преобразователь устанавливают в соответствии с условиями, определенными при калибровке эталонного преобразователя. На частотах ниже 5 кГц может быть использован подвижный элемент с известной частотной характеристикой. На более высоких частотах калибровки следует использовать установку способом "спина к спине" или вибростенд со встроенным эталонным преобразователем. Пример блок-схемы типичной установки для калибровки методом сравнения показан на рисунке 1. Вольтметр, переключатель каналов измерений, генератор сигналов и измеритель фазового сдвига часто заменяют специальной двухканальной аппаратурой (например, двухканальным анализатором со встроенным генератором или измерителем отношения напряжений), позволяющей обеспечить требуемую точность измерений.

Измеряют отношение выходных сигналов калибруемого и эталонного преобразователей и, при необходимости, сдвиг фаз между ними.

Определяют коэффициент преобразования на опорной частоте (для акселерометров это, предпочтительно, 160 Гц и, как вариант, 80 Гц) при опорной амплитуде ускорения (для акселерометров это, предпочтительно, 100 м/с и, как вариант, 20 или 50 м/с). Затем определяют коэффициент преобразования для других частот и ускорений. Результаты приводят в абсолютных единицах и/или как относительное отклонение в процентах или децибелах (а для фазового сдвига как отклонение в градусах) от коэффициента преобразования в опорной точке.

В случае установки преобразователей на шпильку для улучшения контакта между монтажной поверхностью преобразователя и поверхностью установки необходимо нанести тонкий слой легкого масла, воска или смазки, особенно в случае калибровки на высоких частотах (см. [1]).