ГОСТ Р 59701.1-2022 (ИСО 8041-1:2017) Вибрация. Средства измерений общей и локальной вибрации. Часть 1. Виброметры общего назначения

Приложение H

(обязательное)

Требования к фазочастотной характеристике

H.1 Общая информация

Требования к точности воспроизведения заданной фазочастотной (фазовой) характеристики устанавливают при измерении таких параметров вибрации, как пиковое значение, доза вибрации и максимальное кратковременное среднеквадратичное значение, которые чувствительны к погрешности преобразования фазы сигнала. В настоящем приложении рассмотрены проблемы, которые могут возникнуть из-за отклонений номинальной фазочастотной характеристики средства измерений от заданной при измерении вышеуказанных параметров, а также установлены методы испытаний для оценки этих отклонений.

Примечание - В 5.9 установлены требования к результатам измерений пиковых значений и других параметров вибрации в ответ на последовательность сигнальных посылок с пилообразным заполнением импульса. Данные измерения чувствительны к отклонениям в фазочастотной характеристике функции частотной коррекции, поскольку сигнальная посылка сформирована таким образом, что содержит несколько гармонических составляющих. Это тем не менее не обеспечивает проверки фазочастотной характеристики во всем диапазоне частот.

Если измерительная цепь виброметра, включая преобразователь вибрации, построена таким образом, чтобы соответствовать комплексной функции частотной коррекции, определенной в 5.6, то вероятность появления значительных погрешностей, связанных с отклонением действительной фазовой характеристики, относительно невелика. Для частотной коррекции, реализованной посредством простых аналоговых фильтров, правильные фазовые соотношения обеспечиваются автоматически.

Если средство измерений осуществляет цифровое преобразование сигнала, требуемая точность реализации фазовой характеристики может быть обеспечена применением рекурсивных цифровых фильтров при достаточно высокой частоте выборки. Однако для средств измерений, использующих нерекурсивные (трансверсальные) цифровые фильтры (например, фильтр с нулевым фазовым сдвигом) или осуществляющих частотную коррекцию сигнала посредством частотного анализа (с использованием полосовых фильтров или различных реализаций преобразований Фурье), ошибки в измерении чувствительных к погрешности преобразования фазы параметров сигнала могут быть весьма значительны.

H.2 Определение и оценка фазочастотной характеристики

H.2.1 Общие положения

Измерительная цепь средства измерений должна быть реализована таким образом, чтобы удовлетворять формулам (1)-(5). При этом фазовая характеристика определяется формулой

,                                                   (H.1)

где H(s) - передаточная функция по формуле (5).

Значения фазового угла приведены в таблицах B.1-B.9.

Действительную фазовую характеристику измерительной цепи необходимо сравнить с номинальной (нормативной). Однако погрешности измерений, связанные с отклонением фазовой характеристики, не имеют простой связи с разностью этих фазовых характеристик. Большое значение имеет то, как эта разность изменяется с изменением частоты. В связи с этим используют такой параметр, как характеристическая фазовая девиация . Его определяют исходя из отклонения действительной фазовой характеристики от номинальной (фазовой погрешности) по формуле