ГОСТ ISO 16063-31-2013

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

     

Вибрация

     
МЕТОДЫ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ И УДАРА

     
Часть 31

     
Определение коэффициента поперечного преобразования

     
Mechanical vibration. Methods for the calibration of vibration and shock transducers. Part 31. Testing of transverse vibration sensitivity

МКС 17.160

Дата введения 2014-11-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии медународного стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (приложение от 14 ноября 2013 г. N 24 доп к протоколу N 44)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 декабря 2013 г. N 2187-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 16063-31-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2014 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 16063-31:2009* "Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 31. Испытание на чувствительность при поперечной вибрации" ("Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 31: Testing of transverse vibration sensitivity", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/ТС 108/SC 3 "Применение и калибровка средств измерений вибрации и удара" Технического комитета ISO/TC 108 "Вибрация, удар и контроль состояния" Международной организации по стандартизации (ISO).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)

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

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2019 г.

     Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
     
     В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к методам определения коэффициента поперечного преобразования преобразователей прямолинейной вибрации - датчиков скорости и ускорения (акселерометров).

Коэффициент поперечного преобразования измеряется для плоскости, перпендикулярной оси чувствительности преобразователя (см. приложение А). Поскольку отклик преобразователя на возбуждение в данной плоскости зависит от направления возбуждения, в качестве коэффициента поперечного преобразования заявляют его значение в направлении максимального отклика. На основании полученного значения коэффициента поперечного преобразования может быть рассчитан относительный коэффициент поперечного преобразования как отношение указанной величины к коэффициенту преобразования преобразователя.

Методы, устанавливаемые настоящим стандартом, не предполагают демонтаж калибруемого преобразователя и его повторные установки в ходе калибровки, что позволяет устранить источники неопределенности, связанные с этими процессами. Калибровка может быть осуществлена с применением вибровозбудителей, создающих вибрацию в одном, двух или трех направлениях. Применение трехкомпонентных вибровозбудителей, возбуждающих прямолинейную вибрацию с тремя степенями свободы, позволяет одновременно определять коэффициенты преобразования и поперечного преобразования преобразователя.

Примечание - Для изгибных акселерометров коэффициенты поперечного преобразования, измеренные при отсутствии вибрации в направлении оси чувствительности (когда чувствительный элемент практически неподвижен) и при ее наличии (когда чувствительный элемент совершает изгибные колебания), могут значительно отличаться друг от друга.

Настоящий стандарт распространяется на калибровку в диапазоне частот от 1 Гц до 5 кГц в динамическом диапазоне ускорения от 1 до 1000 м/с (в зависимости от частоты) и в динамическом диапазоне скорости от 1 мм/с до 1 м/с (в зависимости от частоты), однако для охвата полного диапазона частот и диапазона изменения ускорения (скорости) могут потребоваться разные методы и разные средства измерений.

Калибровка выполняется либо методом сравнения с эталонным преобразователем, либо с использованием лазерного интерферометра.

Расширенная неопределенность измерения коэффициента поперечного преобразования, выражаемая в виде доли (в процентах) коэффициента преобразования, не должна превышать 0,1% (при коэффициенте охвата =2).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание стандарта. Для недатированных - последнее издание (включая любые изменения).          

ISO 266, Acoustics - Preferred frequencies (Акустика. Предпочтительные ряды частот)

ISO 16063-1:1998, Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 1: Basic concepts (Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 1. Основные положения)

     3 Неопределенность измерения

Расширенная неопределенность 0,1% (см. раздел 1), например для коэффициента поперечного преобразования 1%, означает что значение измеряемой величины можно принять находящимся в пределах от 0,9% до 1,1%.

Пользователям настоящего стандарта следует самостоятельно оценить неопределенность измерения согласно ISO 16063-1:1998 (приложение А) при определении коэффициента поперечного преобразования и представить ее в виде расширенной неопределенности с коэффициентом охвата 2 или в виде интервала охвата с вероятностью охвата 95%. Ответственность за результат оценивания неопределенности измерения при калибровке лежит на испытательной лаборатории (пользователе стандарта).

     4 Определение коэффициента поперечного преобразования с использованием однокомпонентного вибровозбудителя

4.1 Испытательное оборудование

Испытательная установка представляет собой однокомпонентный вибровозбудитель со специальным приспособлением для крепления калибруемого преобразователя таким образом, чтобы его ось чувствительности лежала в плоскости, перпендикулярной к направлению движения стола вибровозбудителя (на рисунке 1 обозначенное как ось ). Приспособление для крепления должно обеспечивать возможность поворота (желательно непрерывного) калибруемого преобразователя с изменением направления его оси чувствительности в пределах по крайней мере 180°. Пример такого приспособления в форме восьмиугольника [5] показан на рисунке 1. Другим возможным решением является использование электродинамического длинноходового вибровозбудителя совместно с поворотным столом, управляемым шаговым двигателем (см. раздел 5).

Амплитуда поперечного ускорения приспособления для крепления, обусловленного поперечным движением вибровозбудителя, должна быть менее 1% амплитуды ускорения в направлении на каждой частоте калибровки. Это требование должно быть ужесточено (например, до 0,2% на каждой частоте калибровки), если относительный коэффициент поперечного преобразования калибруемого преобразователя не превышает 2%. Для проверки соблюдения указанного требования необходимо перед калибровкой провести измерение поперечной вибрации, создаваемой вибрационной установкой в сборе (т.е. вибровозбудителем с установленным приспособлением для крепления), с нагрузкой, близкой по форме и массе к калибруемому преобразователю, или контролировать эту вибрацию во время калибровки.

Требования к средствам измерения входного и выходного сигналов калибруемого преобразователя установлены в разделе 8.

Диапазон частот испытаний обычно составляет от 1 Гц до 5 кГц в зависимости от рабочего диапазона частот вибровозбудителя и от суммы масс приспособления для крепления и калибруемого преобразователя. Диапазон амплитуд ускорения - от 1 до 200 м/с.

1 - винт для изменения положения восьмиугольного приспособления для крепления калибруемого преобразователя; 2 - калибруемый преобразователь; 3 - приспособление для крепления калибруемого преобразователя; 4 - эталонный преобразователь; 5 - стол вибровозбудителя (вибростол)

Рисунок 1 - Пример приспособления для крепления калибруемого преобразователя

4.2 Метод

4.2.1 Процедура калибровки

Возбуждая вибрацию вдоль оси чувствительности калибруемого преобразователя на опорных амплитуде и частоте, определяют его коэффициент преобразования (далее для краткости - ). Возбуждая вибрацию в направлении, перпендикулярном к оси чувствительности, при различных направлениях оси чувствительности, определяют значения коэффициента поперечного преобразования как функцию частоты.

В протоколе калибровки указывают максимальное и минимальное значения коэффициента поперечного преобразования на каждой частоте калибровки или в виде функции частоты.

4.2.2 Представление результатов калибровки

Рассчитывают коэффициент поперечного преобразования калибруемого преобразователя по формуле

,                                                                    (1)

где - амплитуда выходного сигнала преобразователя;

- амплитуда ускорения, создаваемого вибровозбудителем.

Относительный коэффициент поперечного преобразования , в процентах, рассчитывают по формуле

,                                                        (2)

где - коэффициент преобразования преобразователя.

     5 Определение коэффициента поперечного преобразования с использованием вибровозбудителя с поворотным столом

5.1 Испытательное оборудование

5.1.1 Общие положения

Испытательная установка включает в себя однокомпонентный вибровозбудитель и поворотный стол.