Методика поверки «ГСИ. Средства измерений параметров вибраций образцовые» (МИ 1071-85)

♦

Государственный комитет СССР по стандартам

Н1Ю "ВНИИМ им. Д. И. Менделеева'

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

Средства измерений параметров вибраций образцовые

Методика поверки

МИ 1071 - 85

Ленинград

1986

Разработаны НПО "ВЕЕК И8.Д«И.Зеялслеева

Руководитель темы г

исполнитель:                         А.Ф.БордатовокиД

Подготовлены К утверждению сектором законодательной метрологии ЗЛО "ВЕСЫ им.Д.И.Менделеева’

Начальник сектора

М.Н.Селиванов

Ведущий инженер

И.А.Евреинов

Старший инженер

Е.А.Соколова

Утверждены на НТС НПО ’БЮШ им.Д.И.кенделевва" протокол И £3    " ЛУ” QeK-д^Алг 19£5 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ ОБРАЗНО BITE.

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

М И 1071-85

х.

Введены в действие о

"_1__" января     198? Г.

Настоящие методические указания ( далее МУ ) распространяется на образцовые средства измерений параметров вибрации ( далее ОСИПВ ) С пьезоэлектрическими вибрсизмерительными преобразователями и устанавливает методику их первичной и периодической поверок. Состав ОСИПВ приведен в обязательном приложении I. Основные технические ■"оебования приведет) в обязательных приложениях 2 и 3.

В МУ учтены рекомендации ИСО/ДИС 58ч7.

МУ не распространяется на образцовые опедства воспроизведения параметров вибраций.

• 1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• I.I. При проведении поверки должны быть выполнены следуо-шие операции и применяться средства поверки с характеристиками, указанными в табл.1.

Таблица I

Наименование	Номер пункта	Наименование средств поверки и их нормативно-технические ха рактеристики		Обязательность прове- • дения операций при
операции	МУ			пер вич- пёрио-нои по— дичее-
				верке кой по-
				верке
I	э	3		'»              5

Низкочастотный измери- Ла Нет тельный мост переменного тока по

ГОСТ 9466-79

Стальной кубик массой Ла Нет

180 - 220 г с пьезопластиной диаметром 10-15 мм, толщиной 1-1,5 мн; низкочастотный измерительный генератор сигналов с частотой

20 - 200000 Гц, с выходной мощностьо не менее I Зт по ГОСТ 23767-79;

электронный вольтметр переменного тока, класс точности 0,5 -

- 4,0 по ГОСТ 9761-65,

20-200000 Гц по

ГОСТ 23767-79; электронный вольтметр переменного тока, класс точности 0,5 с выходом ; напряжения постоянного тока по ГОСТ 9761-85

Низкочастотный упрев- Да ляпщий генератор сигналов типа Г'. -117; двухкоординатный самописец типа Н506; электронный вольтметр переменного токе с выходом напряжения постоянного тока, класс точности 0.5 по

ГОСТ 9781-65; измерительный вибровозбули-тель, к зЭДициент гармоник по ускорения не более 5 f. относительный коэффициент поп ’речного движения не более 15 образ цовыи пьезоэлектрический виброизмери-тельный преобразователь с частотой установочного резонанса не менее 70 кГц

Опретеление вход- 5.3.9 ного сопротивления к входной емкости согласующего усилителя

( далее СУ )

Определение коэффи-5.3.10 циенто передачи и отклонения от номинального значения входного делителя напряжения

СУ

Электронный вольтметр Да переменного тока, класс точности 0,5 по

ГОСТ 9781-65; низкочастотный измерительный генератор сигналов, частота 0,01-10000 Гц по "ОСТ 23767-79

Низкочастотник измери- Да тельный генератор сигналов, частота С,01 -

- кобо гн по

ГОСТ 23767-79; электронный вольтметр перемен то тока, класс точности 0,2 - С,5 по ГОСТ 9781-85

Продолжение таблицы 1

Определение нерав- 5.3.II Низкочастотный измеои- Да номерности АЧХ СУ          тельный генератор сиг

налов. частота 0,01 -

• - 10000 Гц по

ГОСТ' 23767-79; электронный вольтметр переменного тока, класс точности 0,5 по БОСТ 9781-85 0преде1!^ние коэф- 5.3.12 Измеритель нелинейных Да фициента гармоник          искажений типа Сб-8;

СУ                         низкочастотный измери

тельный генератор сигналов, частота 20 -

• - 200000 Гц, коэффициент гармоник 0.02 % по ГОСТ 23767-7$

• 1.2. Допуокается применять другие средства поверки, удовлетворявшие по точности и диапазону измерений требованиям настоящих методических указаний.

-.3. Допускается совмеотжая поверка ОПВП с СУ при определении АХ, АЧХ или ФЧХ ОСИПВ.

1.4. Если ОПВП предназначен для определения только одной метролог|ческой характеристики при поверке РСМПВ, допускается при периодической поверке остальные метрологические характ листики ОПВП, приведенные в обязательном приложении, не определять.

• 2. ТЕБОВАН’ Я К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

  • 2.1. К поверке ОСИПВ допускается лица с высшим или средним техническ т образованием, имеющ..е Свидетельство об окончании курсов поверителей во Всесоюзном институте стандартизации и метрологии ( ВИСИ ) и имеющие практический опыт по поверке рабочих средств измерения параметров вибраций не менее трех лет.

• 3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

  • 3.1. Поверка ОСИПВ относится к вредным условиям труда, так как уровень шума в помещении при работе может быть более 85 дБ. К поверке могут быть допущены только лица, прошедшие инструктаж по безопасным методам работ* с лазерными излучениями, а также на электроустановках напряжением дс I0G0 В.

  • 3.2. При проведении поверки должны быть соблюдет следующие требования безопасности :

средства поверки, вспомогательные средства измерений, а также поверяемые ОСИПВ должны иметь защитное заземление;

при поверке ОСИГВ необходимо попь оваться средствами индивидуальной защиты от дума, имевшими ослабление шума на частоте 1000 Гц he менее, чем на 20 дБ;

при работе с лазерным интерферометром, входящим в состав рабочего эталона, необходимо защищать глаза от лазерного излучения. Наблюдение интерференционной картины, а такме хода лучей интерферометра разрешается только в отражен юм свете от экрана, установленного на пути лучей.

Ц. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

ЯЛ. При проведении поверки должны быть соблюдены следую

щие условия :

температура окружающего воздуха относительная влажность атмосферное давление напряжение источника питания частота источника питания

Я.2. Сигнал на выходе ОПВП, установленного на вибровозбуди теле, от действия аттических и механических помех должен быть на ЯО дБ ниже минимального измеряемого уровня виброускорения.

Я.З. Сигнал на входе СУ от влияния электрических и магнитных полей должен быть не менее, чем на ЯО дБ ниже уровня сигнала, поступающего с выхода ОПВП при измерении виброускирения

Я.Я. Перед проведением поверки поверяемые 0OTIB и средст ва поверки должны быть подключены к источнику питания и прогреты в течение времени, указанного в трмативно-гехничесчой или эксплуатационной документации ( далее НТД или ЭД ) На эти средства измерений.

-8 -

5. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 5.1. Внешний осмотр

При внешнем • осмотре должно быть установлено соответствие ОЗППВ следующим требованиям :

комплектность и маркировка ОСИП В должны соответствовать требованиям, установленным в НТД или ЭД ;

контактирующая поверхность ОПВП должна быть чистой, резьбовые соединения не должна иметь видимых дефектов, неконгак-тируон¹ поверхности ОПВП не должно иметь видимых следов остаточных деформаций ;

шкала приборов должны быть отградуированы в единицах измеряемой величины.

• 5.2. Опробовани

При опробовании поверяемого ОСИП В производится следующие операции :

устанавливает ОПВП на измерительный вибровоэбудитель ;

подключают соединительным кабелем ОПВП с входом СУ. к выходу СУ подключают ЭВ ;

вклочают и прогревают СУ и ЭВ ;

по показаниям ЭВ определяют уровень помех ;

полают напряжение от низкочастотного измерительного генератора сигналов на усилитель мощности, с усилителя мощности на измерительный вибровозбудит ?ль, плавно увеличивают это нап ряжение до тех пор, пока сигнал на выходе ОПВП не преысит уровень помех на 40 дБ, что может служить критерием технической исправности поверяемого ОСИПВ.

• 5.3. Определение метрологических характеристик

• 5.3.1. Определение электрического сопротивления изоляции ■•ВВП с соединительным кабелем. ОПВП с • абелем поднят >ают ко входу траомметра. И; еряют электрическое сопротивление изоляции, которое должно быть не менее I.IO¹⁰ Ом. Снимают с"этический заряд с ОПВП путем короткого замыкания соединительного кабеля ОПВП.

Если ОПВП имеет электрическое сопроти ение изоляции менее 1.10*0 Ом, то он считается неисправным, к поверке не допускается и на ОПВП выдают свидетельство о непригодности.

• 5.3.JJ. Определение электрической емкости ОПВП

ОПВП с соединительным кабелем подключают ко входу низкочас тотного измерительного моста. Измеряют электрическую емкость ОПВП с соединительным кабелем С_ск. Отсоединяют ОПВП и измеряют электрическую емкость соединительного кабеля С, . Электрическую емкость ОПВП С_п определяют по формуле

°п - ^Спк - ^пк            < ¹ )

Если ОПВП имеет неразъемный кабель, то электрическую емкость ОПВП определяют только вместе с кабелем.

Электрическая емкость ОПВП и соединительного кабеля должна соответствовать требованиям НТД ил1 ЭЛ на ОПВП.

• 5.3.3. Определение частоты установочного резонанса ОПВП Структурная схема соединения средств поверки для определения частоты установочного резонанса приведена на рис.1.

ОПВП устанавливают на грани стального кубика массой IBO -- 220 г, на противоположной грани которого жестко закреплена пьезопластина. Резьбовые соединения затягивают при помощи ди-наЖческого ключа. Момент силы должен соответствовать требованиям НТД или ЭД на ОПВП. Электроды пьезопластины подсоединяют к выходу низкочастотного генератора сигналов.

При определении частоты установочного резоны та Филькой нижних частот СУ должны быть отключены. Если частота угтансз .

-10-

нзго резонанса ОПВП более 10 кГц, сигнал с него допускаетсл подавать непосредственно на вход электронного вольтметра ( далее ЭВ ).

I - пьезопластина; 2 - отальног кубик; 8 - ОПВП; Ц - СУ;

5 - ЭВ; б - электронно-лучевой осциллограф; 7 - низкочастотный измерительный ге ератор сигналов

Рис.1

Частоту установочного резонанса инвертированных ОПВП опр< деляют Леэ учета кассы поверяемых рабочих пьезоэлектрических виброизиерительных преобразователей ( далее РПВП ).

На генераторе сигналов устанавливают частоту меньше частоты установочного резонанса. Напряжение на выходе генератора сигналов должно быть достаточным для возбуждения в стальном кубике механических колебаний. Плавно повышая частоту гене ратора сигналов, определяют частоту установочного резонанса, при которой: сигнал ОПВП достигает максимума, фаза сигнала ОПВП изменяется на 90° по отношению к фззе напряжения генера-

- II -

где ГЛ - масса поверяемого ОПВП. г:

- масса стального кубика, г, •

Допускается определять частоту установочного резонанса методом сличения с ОПВП, у которого значение частоты установочного резонанса больше частоты установочного резонанса поверяемого ОПВП не менее чем в 1,2-^: раза. Структурная схема соединения средств поверки для определения чаототы установоч кого резонанса ОПВП методом сличении приведена на рис.2.

- I - измерительный вибровозбудитель; 2 - ОПВП; 3 - поверяемый ОПВП 4 - управляющий генератор; 5 - СУ; б - самопиоьг

Рис.2

• 5.3.4. Определение частоты поперечного резонанса

Структурная схема соединения средств поверки для определения частоты поперечного резонанса ОПВП приведена ня рн-./

I - стальной куби! 2 - пьезопластiна; 3 - ОПВП; 4 - СУ;

5 - ЭВ; б - электронно-лучевой осциллограф; 7 - низкочастот ный измерительный генератор сигналов

Рис.З

Для определения частоты поперечного резонанса ОПВП применяет механическую систему, состоящую из двух одинаковых отальных кубиков массой 180 - 200 г, жестко связачных иежд с сбоя через пьеэопластину.

ОПВП закрепляют на грани кубика, обраэуюаей с пьезопластиной прямой угол, соблюдая условия э»грепления, приведенные в пп.5.3.3.

Частоту поперечного резонанса определяют по методике, изложенной в п.5.3.3.

Значение частоты поперечного резонанса должно быть не менее значения частоты, приведенного в НТД или ЭД.

- 13 -

• 5.3.5. Опредепеняе коэффициента преобразования ОПВП

Коэффициент преобразования ОПВП определяет на рабочем эталоне.

МЕТОД I.

ОПВП устанавливает на измерительный вибровозбудитель, соединяет выход ОПВП с входом СУ, выход СУ со входом ЭВ.

Воспроизводят виброускорение с амплитудой 10 - 100' м/с^ на одной из частот диапазона 50 - 1000’Т'ц, измеряет амплитуд/ виброперемещения Sq и частоту колебаний | Амплитуду виброускорения 0.Q определяет по формуле

; з )

Измеряет напряжение 4А на выходе СУ. Коэффициент пре-

опредепяет по формуле

• - коэффициент преобразования, мв/ (mc"“),

• - коэффициент передачи СУ

Если в качестве СУ применяет усилитель заряда, то в этом случае коэффициент преобразования усилителя заряда J име-вт единицу измерения милливольт на пикокулон, а коэффициент преобразовав ОПВП - пикокулон на метцЬекунда минус второй ⁷ степени.

Значение коэффициента преобразования записывает е протокол записи результат! в измерений, форма которого приведена в рекинендуе«о» приложении б.

Нестабильность коэффициента преобразования определяют по формуле ( 5 )

КЕТЛД 2.

Структурная схема соединении средств почефви дня определения коэффициента преобразования «етодом сличения при по-

- 14 -

мощи компаратора приведена на рис.4

I - низкочастотный измерительный генератор оигнапов; 2-усилитель мощности; 9 - измерительный виОровозбудитель;

'• - ОПВП (рабочий эталон); 5 - поверяемый ОПВП; 6 -согласующий нормирующий уси; .тель; 7 - комп разор; 8 - ЭВ

Рис .4

Коэффициент преобразования определяет на одной из частот в диапазоне 80 - 250 Гц.

Инвертированный ОПВП, утвержденный в качестве рабочего этанона устанавливают на измерительный вибровозбудитель, на рабочий эталон - поверяемый ОПВП.

Выход рабочего эталона через нормирующий СУ подсоединяют к первому входу компаратора, выход поверяемого ОПВП - через нормирующий СУ ко второму входу компаратора (см.рис.4).

На нормирующее усилителе, подключенном к рабочему эталону, устанавливают значение коэффициента преобразования рабочего эталона.

*)

Воспроизводят виброускорение о амплитудой 10 - 100 м/с , уровень виброускорения контролируют по показаниям ЭВ, под-хпюченного к выходу нормирующего усилителя рабочего эталона.

- 15 -

Устанавливают минимальную чувствительность компаратора при помощи ступенчатой ипи плавной регулировки чувствительности.

Путем ступенчатого изменения коэффициента усиления нормирующего усилителя поверяемого ОПВП уменьшает разбаланс ксмла-ратира.

Увеличивает чувствительность компаратора и скова уменьшает разбаланс компаратора изменением усиления нормирующего СУ. Операцию повторяют до тех пор, пока при максимальной чувствительности не установят минимальный разбаланс компаратора.

Значение коэффициента преобразования поверяемого ОПВП отсчитывают по показаниям нормирующего СУ.

Погреиность ОПВП от нестабильности коэффициента преобразования Д_он определяют только при периодической поверке ОПВП по фориуле

До,--5^-   <’>

где К - значение коэффициента гтеобразования ОПВП при выпуске из производства,

К’’- значение коэффициента преобразования ОПВП. полученное при периодической поверке.

• 5.3.6. Определение поперечной чувствительности ОПВП

Поперечную чувствительность ОПИТ определяют на одной из частот в диапазоне 10 - 100 Гц. Структурная схема сое*'ые_пия средств поверки для определения поперечной чувствительности приведена на рис.5.

I - измерительный вибровозбудитель; 2 - приспособление для разворота ОПВП; 3 - ОПВП; 4 - СУ; 5 - ЭВ

Рис. 5

ОПВП устанавливает на измерительном вибровозбудителе так, чтобы ocj чувствительности ОПВП была перпендикулярна к направлению колебаний. Приспособление для установки ОПВП должно иметь возмо.ность поворота ЛВП относительно оси чувствительности.

ОПВП через СУ подключают к ЭВ. Воспроизводят виброускорение и измеряют сигнал с ОПЕП. Амплитуда виброускорения не должна превышать гэедельно допустимых значений для ОПВП в поперечном направлении и должна выбираться с таким расчетом, чтобы отношение "сигнал/шум” на выходе ОПВП было не менее 12 дВ.

Поворачивают ОПВП вокруг оси чувствительности на 30° и при той же амплитуде виброускорения повторяют измерения. Затем аналогичные измерения выполняют п, и повороте ОПВП на 60, 90, 120, i50, IBO, 210, 240, 270 , 300 , 330°,результаты измерений записывают в протокол, форма которого приведена в рекомендуемом приложении 5.

Поперечную чувствительность ОПВП К_оп, в процентах, определяют по формуле

- 17 -

„  _ IOoVTUn .          _f . л

“ “га«-       '⁰ ’

где U_n - напряжение на выходе СУ, мВ;

( максимальное значение )

Ь                  Qa- амплитуда виброускорения, м/с²

К - коэффициент преобразования ОПВП, мВ/мс^-2; Г - коэффициент передачи (преобразования) СУ.

«

Максимальное значение поперечной чувствительности ОПВП не должно превышать значений, приведенных в НТД или ЭД ОПВП.

5.3.7.. Определение нелинейности Кк ОПВП

Нелинейность АХ ОПВП определяет на С'ной из частот рабочего диапазона ОПВП не менее чем при трех значениях виброуо-корения, одно из которых должно быть максимально допустимым для ОПВП, минимальное значение виброускорения зыбирают в 3--4 раза меньше максимального.

МЕТОД I.

ОПВП устанавливают на вибровозбудитель рабочего эталона,

подключают к входу ЭВ. Воспроизводят виброускорение, измеряют амплитуду виброперемеиения S i и сигнал с ОПВП U i . Измерения повторяют не менее чем для трех оазличных значений виброускорения. Минимальное значение амш.мтуды вибро-перемепения должно быть не менее 5 мкм.

Максимальное значение нелинейности АХ ОПВП Доа опреде

S WA    £ ГМАМ

U шан   у

S min АХ min

где-то*- амп чтуда виброперемешения при макси«альмо»

Qtnxn)

(минимальном) значении виброускорения, мкм;

- 18 -

г 1(ч(nun) - показания ЭВ при максимальном (минии 1ьком) значении виброускорения, мВ.

МЕТОД 2.

Нелинейность АХ ОПВП определяет методом непосредственного сличения с линейным ОПВП. Структурная схема соединения средств я >верки для определения нелинейности АХ ОПВП приведена на рчо.6.

I- вибровгзбудип ть; 2 - ОПВП; 3 - поверяемый ОПВП;

Я - СУ; 5 - ЭВ.

Рис.6.

Нелинейность АХ ОПВП определяет не менее чем при трех значениях виброускорения, одно из которых должно быть максимально допустимым для поверяемого ОПВП. Минимальное значение виброускореш ч должно быть меньве максимального в три--четыре раза.

Сигнал с ОПВП и поверяемого ОПВП через СУ подаст на входы Эи, измерявшего отровение напряжений ОПВП и поверяемого ОПВП- Ni .

Максимально» значение нелинейности АХ ОПВП Д оц определяют по формуле

Д OQ^S

где/Утол - отношение напряжения ОПВП к напряжении поверяемого ОПВП при максимальном значении виброускорения;

/V nun - отношение напряжения ОПВГ1 к напряжение поверяемого ОПВП при минимальном значении виброуокореиия.

Максимальное значение неравномерности АХ ОПВП не должно превышать значений, приведенных в НТД и ли'ЭД на ОПВП.

5.3.8, Определение неравномерност.. АЧХ ОПВП

МЕТОД I.

Неравномерность АЧХ ОПВП определяют методом прямого измерения виброускорения, воспроизводимого рабочим зталоном на фиксированных частотах в диапазоне 20 - 20000 Гц, Число фиксированных частот не менее 10. Определяет коэффициент преобразования ОПВП на каждой из фиксированных частот по методике, изложенной в п.5.3.5. Неравномерность АЧХ ОПВП Доч, определяют по формуле

гдеМм - коэффициент преобразования ОПВП на частоте 160 Гц, пКл/мс"² ( или мВ/мс"² );

K.L - коэффициент преобразования 0П2П на -Ч -ой частоте, пКл/мс~² ( или мВ/мс'² ).

МЕТОД 2.

Неравномерность АЧХ ОПВП определяют методом непосредственного сличения о ОПВП, у которого часюта установочного резонанса не менее чем в полтора раза выше, чем у поверяемого ОПВП.

Структурная схема соединения средств поверки для осоеде пения неравномерности АЧХ ОПВП приведена на рис.7

-20 -

I -урравлясаий генератор типа ГЗ-П7; 2 - усилитель мощности-. 3 - измерительный вибровоэбудитель; 4 я» ОПВП; 5 - поверяемый оПВП; б - СУ; - - самописец; 8 - ЭВ.

Рис.7.

ОПВП и поверяемый ОПВП устанавливают соосно на измерительный вибровоэбудитель, не имевший собственных резонансов в рабочем диапазон: часто.-. Выходной сигнал управлявшего генера-ора через усилитель мощности поступает на измерительный вибровоэбудитель.

Сиг..ап с ОПВП через СУ поступает на вход ^м Компрессия " управляющего генератора. Сигнал с поверяемого ОПВП через СУ поступает на ЭВ и вертикальный вход двухкоординатного самописца. 8а горизонтальный вход самописца с управляющего генератора поступает напряжение, пропорциональное частоте генератора. При постоянном уровне виброускорения, автоматически под-депживаемом генератором в режиме " компрессия " и автоматическом изменении частоты записывают АЧХ поверяемого ОПВП на диаграм-             |

ме самописца. Г

При определении АЧХ нижняя граничная частота должна быть не выше 200 Гц. Вреия прохождения частотного диапазона должно быть не менее 2 мин. Не, зиомерность ЧХ ОПВП определяет по формуле

где 4J &   - сигнал поверяемого ОП¹^ на верхней гранично

частоте, мВ;

Мн - сигнал поверяемого ОПВП на нижней граничной

частоте, мВ.

Для поверяемых инвертированных ОПВП неравномерность АЧХ следует определять о учетом массы поверячых рабочих пьезоэлектрических виброизмерительчых преобразователей (далее РПВП).

АЧХ определяют для трах различных масс РПВП :

2 - 4 г, 20 - 25 г, .* 40-60 г.

Эквивалентную массу устанавливают на инвертированный ОПВП, в место крепления РПВП и жестко закрепляют при помощи стальной шпильки.

Допускается неравномерность АЧХ ОПВП определять методом не средственного сличения с ОПВП на отдельных фиксированных част тах. Количества фиксированных частот должно быть не менее пяти, в том числе нижняя граничная частота, верхняя граничная частота и частота, на которой определяют коэффициент преобразования. Неравномерность АЧХ ОПВП Доч опред лют по

сигнал поверяемого ОПВП на базовой частоте, мВ;

- сигнал поверяемого ОПВП на А. -ой частоте, мВ.

денсатор vQ , емкость которого приблизительно равна входной емкости СУ, а сопротивление иэолмии не менее 1.10 Ом. Необходимо выполнить условие

С вывода низкочастотного измерительного генератора сигналов подавт напряжение на частоте 20 - 30 Гн на добавочное сопротивление и ежкость. Измеряет напряжение Uj на выходе СУ.

Замыкают накоротко добавочные сопротивление и емкость и измеряет напряжение Мц на выходе СУ.

Входное сопротивление RU

вычисляет по формуле

С 12 )

где          - сопротивление. Ом;

Цц- - напряжение, В.

Требования к входной емкости и входному сопротивление приведена в обязательном приложении 3.

На вход СУ заряда напряжение с генератора или добавочного сопротивления следует п давать через разделительный конденсатор емкостыв( 1000 - 2 ) пФ о сопротивлением изоляции не меиьпе 1.10^ Ом.

5.3.10. Определение ээффициента перепаяй и отклонения от номинального значения входного делителя напряжения СУ

Коэффициент передачи СУ по напряжению определяют методом 65ОС по ГОСТ 19799-74.

С выхода низкочастотного измерительного генератора сиг-напор подают напряжение       на вход СУ. Измеряют напряже

ние U» на выходе и Мс на вх^де СУ.

Коэффицие передачи К_су определяют по формуле

( 13 )

Для ЗУ заряда определяют коэффициент преобразования заряда в напряжение. Вход СУ заряда подключает к выходу низкочастотного измерительного генератора сигналов че^ез разделительный конденсатор емкоство 1000 пФ и сопротивтениеи изоляции не менее I.I0¹² Ом.

Яапряженг с выхода генератора АД г через еонден:атор подаст на вход СУ заряда, измеряет напряжение генератора и напряжение на выходе СУ заряда        при помоци ЭВ,"

коэффициент преобразования заряда в напряжение опреде нот по формуле

где {  - коэффициент преобразования заряда в напряже

нии, мВ/пКл;

С - электрическая емкость конденсатора, пФ.

Ноли СУ имеет нА входе делитель напряжения, то коэффициент передачи ( преобразования ) определяют для всех положений делителя. Входной делитель напряжения устанавливают в положение минимального ослабления, вход СУ подключают к генератору сигналов и ЭВ класса 0,5, выход СУ - к ЭВ. Уровень напряжения на выходе генератора оигналов устанавливают так, чтобы показания ЭВ, подключенного к выходу СУ, были установлены по последнек/ делению шкалы для стрелочного ЭВ иди начинались с цифр 6-9 для цифрового ЭВ. Измеряют напряжение Ur на входе СУ. Переключают входной делитель напряжения в положение ослабления входного сигнала, увеличивают напряжение генератора, чтобы установить показания вольтметра на выходе СУ на то же последнее деление шкалы или те же показания цифрового ЭВ, измеряют напряжение АА на выходе СУ. Эту операцию повторяют при других положениях делителя.

ЛеПствительное значение коэффициентов деления определяет

Ah ■ АЛ**

Mr, Ur > Mr/*” vTr .     ( 15 )

Относительную погрешность коэффициентов деления      определяют по формуле .         ,

г _41___2-244-           ( 16 )

К чиохд            v

где К.мха - номинальное значение коеффициента деления. Требования к коэффиии ту передачи ( преобразования ) СТ приведены в обязательном приложении 2.

5.3.II. Определение неравномерности <. Д СУ

Неравномерность АЧХ СУ определяют не менее чем по пяти фиксированным частотам, среди которых дслжны быть :

нижчяя граничная частота;

верхняя граничная частота;

среднегеометрическая нижней и верхней граничных частот; частота среза нижних частот;

частота среза верхних частот.

На каждой частоте определяют коэффициент передачи ( преобразования ) СУ по мет 1ке, изложенной в п.5.3.10. Неравно мерность АЧХ определяют в диапазоне от нижней до верхней граничных частот относительно среднегеометрической частоты.

Если СУ имеет встроенные переключаемые фильтры верхних и нижних частот, то неравномерность АЧХ определяют раздельно при включенных и выключенных фильтрах.

Неравномерность АЧХ СУ не д.лжна превышать значений, приведенных в НТ.”

5 3.12 Определение коэффициента гармоник Cj

Коэффициент гармоник СУ определяют методом прямого изм® ре ия коэффициента гармоник на выходе СУ измерителем нелинейных искажений.

Вход СУ соединяют о выходом низкочастотного измерительного генератора сигнелов, выход СУ - с входом измерителя нелинейных искажений.

С выхода генератора на вход СУ подают напряжение, уровень которого должен быть предельно допустимым для СУ.

Измерение коэффициента гармоник СУ необходимо производить не менее, чем ори трех значениях частоты, в том чюле на верхней и нижней граничных частотах.

Если уровень сигнала на выходе СУ недостаточен для измерения коэффициента гармоник, допускается сигнал о выхода СУ подавать на измеритель нелинейных искажений через дополнительный измерительный усилитель с коэффициентом гармоник не более 0,1 И>.

Требования к коэффициенту гармоник СУ приведены в обязательном приложении 2,

5,3.13. Определение выходного сопротивления СУ

Выходное сопротивление СУ определяют методом подключения нагрузочного сопротивления на выход СУ. На вход СУ подают напряжение от низкочастотного генератора сигналов, уровень которого должен б ть не менее чем на 40 дБ выве уровня шумов СУ, но не более предельно допустимого уровня ( рекомендуемая частота 50 - 1000 Гц ). К выходу СУ подключают ЭВ класса 0,5 и измеряют напряжение холостого хода Uxx на выходе С’. К выходу СУ подключают резистор, сопротивление которого выбирают таким образом, чтобы показания электронного вольтметра при подключении резистора уменьшились не менее, чем в 1,2 раза, но не более, чем в 2 раза. Измеряют напряжение Ох на выходе СУ при подключенном резисторе. Сопротивление ре-зиотора должно быть известно с погрешностью не более 5 %. выходное сопротивление R.U* СУ определяют по формулу

R.U*             (П)

Мд,         •

Требования к выходному сопротивлении СУ приведены в обязательном приложении 2.

5.3.1*. С эедепенне уровня собстве....^х ш. нов СУ. приведенного* ко входу

Уровень собственных шумов СУ, приведенный ко входу, олре деляют методом прямого ns зрения собственного шумового сиг напа на выходе СУ при помощи ЭВ. Ко входу СУ подключают ОПВП или конденсатор, электрическая емкс гь которого равна эпектричеокоз емкости ОПВП.

Уровень собственных шумов, приведен-ый ко вход;-, Uua опг здепяют по формуле

где - показания ЭЭ, В;

- коэффициент передачи ( преобразования ) СУ.

Если собственные шумы ЭВ соизмеримы с уровнем собственны; шумов СУ. то в результат измерений необходимо ввести пог.р зку, определяемую по формуле

UvuV ,               С 19 )

где Н 6 - показания ЭВ„ подключенного к выходу СУ, В; U\uft ~ УР^овенъ собственных жумов ЭВ при закороченном входе, В.

При измерении уровня собственных шумов СУ необходимо применять ЭВ ’днеквадратического напряжения.

- гь -

• 5.5.15. Определение ФЧХ СУ

MX СУ определяет методом 9530 по ГОСТ I9799-7A.

Иа вход СУ подапт напряжение с выхода низкочастотного измерительного генератора сигнал з. Это же напряженье подают в качестве опорного на вход фазометра. На второй вход фазометра подавт напряжение с вывода СУ. Измерения лровдуят не мечее чем на трех частотах, в том числе на верхней и «жней граничных частотах, а также на их среднегеометрической частоте. ФЧХ определяют при включенных фильтрах СУ

• 5.3.16. Определение ФЧХ ОПВП

МЕТОД I.

ОПВП устанавливают на измерительный вибровозбудитель рабочего эталона. Выход фоторегисЛра интерферометра рабочего эталоне подключают к входу опорного сигнала фазометра. Сигнал с пове; экого ОПВП черев СУ подают на вход измерлеиого сигнала фазометра.

Воспроизводят виброуокореаие. уровень которого в зависимости от частоты выбирают таким образом, чтобы амплитуда вибро -перемещения не превышала четверти длины волны гелий неонового лазера ( ОДб мкм ) ФЧХ ОПВП определяют не менее, чем при десяти значениях частоты э том числе на верхней и нижней граничных частотах. ФЧХ ОПВП должна соответствовать требованиям. приведенным в обязательном приложении 2.

чг'ГОД Й.

ФЧд ОПВП определяют методом непосредственного спичеикя с ОПВП, ФЧХ которого определена при помощи рабочего эталона

ОПВП и поверяемый ОПВП устанавливают соосно на и^меритель-ный вибровоэбудитель. Выход ОПЕП через CJ подключают к входу опасного сигнала фазометра. Выход поьеряеиого О?.ВП через CJ подключают к входу измеряемого сигнале фазометра

ФЧХ поверяемого ОПВП определяет не менее чем при десяти значени^пх частоты, в том числе на верхней и нижней граничных частотах

ФЧХ ОПВП должна соответствовать требованиям, приведенным в обязательном приложении 2.

б. О5ОРЧЛГг1ИЕ РЕЗУЛЬТАТ . ПОВГРВ1

• 6.1. На ОСИПВ, признанные годными, выЬается свидетельство о поверке по *>орме, установленной Госстандартом.

• 6.2. О^оомпение записи на оборотной с Фоне свидетельот.>а приведено в обявательном приложении 5.

• 6.3. СУ. входящий в комплект ОСИЛЬ и прошедший поверку, должен использоваться только в составе этого ОСИПВ.

• 6.4. СУ, входящий в комплект ОСИПВ и прошедший поверку, должен иметь в свидетельстве штамп "образцовый". Эта же надпись может быть нанесена краской на корпусе этого прибора.

• 6.5. ОСИПВ, не удовпе1зоряющие требовании настоящих методических указаний, к выпуску и применению не допускаются и на них выдают извещение о непригодности о указанием причин.

  

Заместитель директора института

Начальник сектора законодательной метрологии

*

Начальник

лаборатории В 2504

Руководитель темы и исполнитель, ведуний инженер

ЛРМЛОЗЕЧк 3 I

Обя зателы ое

ОБРАЗЦОВЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЬ ;Я ПАРАМЕТРОВ

ВИБРАЦИИ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• 1. Образцовые средства измерения параметров вибра1ии

( ОСИПВ ) должны применяться с цепью погерки рабочих средств измерения параметров вибраций ( РСМПВ ).

• 2. Основные метрологические характеристики ОСИПВ : коэффициент преобразования;

статическая (амплитудная; характеристика (АХ); динамическая (амплитудно-частотная, фазочастотная' характеристика (АЧХ,®ЧХ).

• 3.   состав ОСИПВ входят :

образцовые вибронзмерительные преобразователи (ОПВП); согласуощие усилители (СУ);

электронные вольтметры переменного тока (ЭЕ).

• 4. ОПВП и СУ должны поверяться согласно настоянии мето дическиы указаниям, ЭВ - согласно ГОСТ IS't73-68.

• 5. В состав ОС. Л В могут входить ОПВП, предназначенные для определения только одной метрологической характеристики РСИПВ Технические требования к ОПВП приведены в обязательном приложении 2

- SI -

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязатепьнос

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАЗЦОВЫМ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВИБРОИЗХЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМ

• I. Требования к метрологическим характеристикам

• 1.1. Требования к ОПВП, предназначенному для определения коэффициента преобразования РСИЛВ.

• 1.1.1. Пьезоэпементы ОПВП должны изготавливаться из кварца.

• 1.1.2. Температурный коэффициент ноэффициента преобразования СПВП при нормальных уел >виях должен быть не более

С.С-02 Г.^-1.

I.I.8. Нестабильность коэффициента преобразования ОПВП за изяповерочный интервал должна быть не более 0,5

• I. 1Л. Нестабильность ьээффициента пре бразования ОПВП

»

■ течение 8 ч непрерывной работы должна быть не более 0,5 *.

Т.1.5. В порядке исключения допускается в качестве ОПЕП применять пьеэокерачи "“с ле виб рои эмеритальные преобразователи. у которых нестабильность коэффициента преобразования за год не более I а температурный коэффициент при нормальных успови-’х не более 0,001 К^-1.

Применение пьезокерамичеоких виброизмеритепьных преобре-308лт°леФ в качестве образцовых непосредственно после выпуска из производства не допускается.

• II. б. Трг'■'вания к статической и динамической характеристикам (Х1ВП, предназначенного nn³ определения коэффициента преобразования РЗтПВ, не предъявляются.

• 1.2. Требования к ОПВП, предназначенному для определения статической характеристики (АХ) РСИПВ.

• 1.2.1. Диапазон линейности АХ ОПВП должен бить не менее '

линейно ’и АХ чем в два раза больгае диапазона            поверяемых РС.ЯВ.

Нелинейность АХ ^Г1ВП не более I %.

• 1.2.2. Требования к стабильности коэффициента преобр iso-вания и к динамической характеристике не предъявляются. '

* I.2.S. Пьезе элементы ОПВП могут быть изготовлены как <з кварца, так и из пьезокерамики, в качестве образцового средства измерения ОПВП может применяться непосредственно после выпуска из производства.

• 1.3. Требования к ОПВП, предназначенному для определения динамической (АЧХ и ФЧХ) характеристики РСИПВ

• 1.3.1. Частота установочного резонанса ОПВП, предназначенного для определения АЧХ РСИПВ должна быть не менее, чем в 1,3 раза выше частоты установочного резонанса РСИПВ.

• 1.3.2. ФЧХ ОПВП, предназначенного для определения ®ЧХ РЛ411В, должна 5ыть нулевой или линейной в рабочем диапазоне частот. Нелинейность ФЧХ ОПВП на верхней граничной частоте должна быть не более I %.

• 1.3. Ь. Требования к стабильности коэффициента преобразования и к линейности статической характеристики не предъявляются.

1.3.4. Пьеэоэлементы ОПВП могут быть изготовлены как из кварца, так и из пьезокерамики, в качестье образцового ОПР^П может применяться непосредственно после выпуска из производства.

• 2. конструктивные требования

  • 2.1. Конструкция образцового пьезоэлектрического виброиз-меритеяьного преобразователя должна обеспечить крепление его

- 23 -

к вибровоэбудитепп посредством резьбового соединения.

• 2.2. В технически обоснованных случаях (например, для ОПВП вс ’роенны:: в вибровозбудмтель) :опускестся применение жестких клеевых соединения (циакрин) дпя крепления ОПВП к вибровоэбулителю, если т°кое соединение -'в снижает частоту установочного резонанса ниже допустимых значения (n.I.S.I.).

• 2.3. ОПЬ:, ппедназнсченнпё дпя ос. «деления коэ$)иииента преобразования. АЧХ и MX РОППВ. должны обеспечивать воэмок-чость .соосно!* установки рабочего вибронэмеритального преобразователя для поверки методом непосредственного сличения.

• 2.4. Корпус ОПВП должен изготавливаться из титанового сплава или из немагнитной нержавеющей с.али.

• 2.5. Парамето шероховатости контактирующей поверхности ОПВП R₄ должен би~ь не более 0,16 лкм.

ПРИЛОЖЕНИЕ Э

Обязательнои

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕЕОВАНИЯ

х оог :асующим усилителям (СУ), входящим в состав образцовых средств измерений параметре» вибрациЛ

• I. С1щие требования

• 1.1. Входное сопротивление СУ       , в омах

  

где       - нижняя граничная частота ОСИПВ. Гц;

С - электрическая емкость ОПВП, ®.

'.2. Выходное сопротивление - не более 50 Ом.

I.S. Коэффициент гармоник СУ при максимально допустимом напряжении на входе - не более 0,1 £.

• 1.4. Уровень иум'/в, приведенный ко входу - не более

10 мкВ.

• 1.5. Отклонение от номинального значения входных и выходных делителей напряжения - не бопее 0,5 *.

• 1.6. Неравномерность А ЧУ в рабочем диапазона частот не более I %.

• 1.7. Нелинейность 5ЧХ в рабочем ди; пазоне частот не более I %.

I.e СУ должны иметь фильтры верхних и нижних частот ь рабочем диапазоне частот ОСЕШВ.

• 1.9. СУ Д01ГШМ иметь индикаторы перегрузки.

• 1.10. Требования ЛП.1.1.-1.9 не распространяются на СУ, выпущенные из производства до 1907 г.

- 35 -

• 2. Специальнее требования к СУ напряжения

  • 2.1. Входная электрическая емкость должна онть не более

10 пЭ.

• 2.2. Образцовый пьезоэлектрический виброизнерительныЯ преобразователь, подкпюченгый ко входу согласующего усилителя напряжения, должен иметь эквивалентную емкость не менее ICO п».

• 2.3. При эксплуатации образцового пьезоэлектрического виб-роиэмеритепьного преобразователя с согласующим усилителем напряжения должен применяться тот же соедини* льн.чй кабель, чт..

и при его поверке. После замены соединительного кабеля или после его ремонта необходимо провести поверку.

- 26 -

ПРИЛОЖЕНИЕ ч

Рекомендуемое

Фопма протокола записи результ, ов измерения коэф; чциента преобразования ОПВП нз рабочем эталоне метолом прямых измерений ( абсолютным )

Тип Заводской	Частота,	Амплитуда	Амплитуда	Напря- Ксэффици-"
		вибропере-	влброус-	мение енг пре-на вы- об зазова-
ОСИП В номе.)	Гц	мешения.	корения,	ходе ни;.. СУ, мВ, (мс-2). мВ        и ли ?
		мкм	м/с 2
				пКп \ ис’*)

Форма протокола записи результатов измерения коэффициента преобразования ОПВП методом непосредственного сличения или сличения эи помощи компаратора

Тип	Заводской	Амплитуда	Напряжение	Коэффициент пре-
		виброус-	на выходе	образования.
ОСИПВ	но; ер	корения,	СУ. мВ	мВДмс-') или
		м/с2		пКп/(ис"2)

- 37 -

приложение 5

Рекоиеадуемое

Зорма протокола записи результатов измерений поперечной чувзтглтопыюоти ”

ОПИЛ ипч _ ___________>    '         ’’астота___________Гн

Показания ___________Поворот СПЕЛ, ... ⁰______________________

О X 60 90 120 IX ICO ^10 240 270 ЭОС „30

х - Ппн автоматической .описи результатов измерений вместо гротокэля к ТЛ на 0ПК1 вид ют диаграмму попере чной чувствительности

- ?8

Рекомендуемое

Форма записи на Оборотной стороне свидетельства результатов при периодической поверке образцовых средств измерений параметров вибраций

Образцовое средство измерений параметров вибраций 3 составе :

образцовый виброиэперитепьннй преобразователь типа ______________& ______________, согласупщмй усилитель типа __ * __ поверена методом __

указать каким методом и какое образцовое

средство измерений применялось при поверке

В результате поверки установлено

• 1. Коэффициент преобразования ___________________________

• 2. Нестабильность коэффициента преобразования за меапове-

рочный интервал не более ____________________

• 3. Неравномерность амплитудно-частотной характеристики

в диапазоне частот              Гн не более _________

- 39 -

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справочное

ТЕРЗИЯН И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Согласуете? усилитель - линейный низкочастотной усилитель с высоким входным и низким выходным противлением, предназначенный для снижения эквивалентного внутреннего сопротивления маломощных источников напряжения (заряда).

Усилитель напряжени - усилитель, у которого напряже! е на выходе пропорционально-г входному напряжению.

Усилитель заряда - усилитель, у которого напряжение на вы ходе пропорционально заряду на его входе.

Относительный коэррициент поперечного движения - отношение максимального значения вектора поперечного виброперемеаения к амплитуде виброперемещения по заданному направлению движения подвижной системы вибровоэбудителя.

Частота установочного резонанса ОПВЛ - частота механичг с ких колебаний основания СС1ВП по направлению оси чувствительности, ж стко закрепленного не стальном кубике массой 160 - 220 г при кэ >рой ^аза сигнала на выходе ОПВП сдвинута пс отнесению к фазе перемещения основания ОПВП на 90°.

Частота поперечного резонанса ОПВП частота механических колебаний основ: 1ия ОПВП по направлении, перпенликуптрпону осн чувствительности, жестко закрепленного на стальном кубике гл ;ой 160 - 220 г, ппч ветер 1 ?аза сигнала «а выходе 0ПЕ1

: г>'та по отнег'-’чпг •< ‘г* и "’ения основания иПП на fi:"’

iLj2£2 ^|'^г-'¹ чу;'..:т'У<г.'-Т1-н' п - относительный коэ-5/лпнеит

.      ■ l;i3" Пр»?"<£ :          цз Г ’ -ог»;три чадкогп виброизиеритеч»

-НО -

н^лго преобразователя.

Инвертированный образцовый пьезоэлектрический пароизмерительный преобразователь - образцовый пьезоэлектрический виб-ропреобраэователь, чувствительный пьезоэлемент кото) огс установлен на стороне, противоположный основанию .

Измерите1...ный вибровозбудитель - вибровозбудител1 . применяемый только для определения одной или нескольких метрологических характеристик образцовых ( а также рабочих )* средств измерения параметров вибраций.

Образ! овыи вг.броизмеритопьный преобразователь - ви бронз-мерительный преобразователь, который по какой-либо метрологической характеристике (или по ряду метрологических характеристик) значительно превосходит другие типы виброизмерительных преобразователей и утвержденный в установленном порядке в качестве образцового.

Базовая частота - частота, на которой коэффициент преобразования ОПьП может быть определен с максимальной точностью.

Среднегеометрическая частота - частота Д-, определяемая по формуле;

Г - 1'ижняя граничная частота, ?_л- верхняя граничная частота.

ГмГЛПРИНТ ВНИИМ 3. 702 Т. 40 29. 05 86