Методика поверки «ГСИ. УСТАНОВКА ВИБРАЦИОННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ ТИП ВТ-801» (МП 433-127-2016)

УТВЕРЖДАЮ

генерального директора

С.-Петербург»

Т.М. Козлякова

6     2016 г.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

УСТАНОВКА ВИБРАЦИОННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ ТИП ВТ-801

Методика поверки 433-127-2016

Сан кт - Петербург 2016

Настоящая методика распространяется на установку вибрационную поверочную тип ВТ-801 (далее - установка ВТ-801 или установка), предназначенную для воспроизведения среднеквадратического значения виброускорения, виброскорости и размаха виброперемещения в диапазонах частот и измерения выходных напряжений при поверке виброметров и виброизмерительных преобразователей и устанавливает методику ее первичной и периодической поверок.

Общий вид поверочной установки ВТ-801 и ее состав представлен в Приложении А.

Интервал между поверками - 3 года.

При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1. Операции поверки

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1 При проведении поверки применяют средства измерений приведенные в таблице 2.

Таблица 2. Средства измерений, используемые при поверке

Продолжение таблицы 2

• 2.2 Средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке.

• 2.3 Допускается применение средств измерений других типов, обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

• 2.4 Диапазоны средств измерений по амплитуде и частоте измеряемого параметра должны соответствовать требованиям, предъявляемым к измеряемому параметру установки ВТ-801.

• 2.5 Верхний предел диапазона частот измерительного тракта, предназначенного для измерения коэффициента гармоник виброускорения, должен быть не менее чем в два раза выше верхнего предела рабочего диапазона установки ВТ-801.

• 2.6 Относительные коэффициенты поперечного преобразования вибропреобразователей, используемых при поверке, должны быть не более 0,3 измеряемого (номинального) значения коэффициента поперечных составляющих установки ВТ-801.

К проведению поверки установки допускается инженерно-технический персонал со среднетехническим или высшим инженерным образованием, имеющим опыт работы с аналогичным оборудованием, ознакомленный с Руководством по эксплуатации установки ВТ-801 (далее - РЭ) и аттестованный в качестве поверителя в установленном законом порядке.

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

• 4.2. При работе с измерительными приборами и вспомогательным оборудованием должны быть соблюдены требования безопасности, оговоренные в соответствующих технических описаниях и инструкциях по эксплуатации применяемых приборов (оборудования).

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• 6.1 Проверить наличие РЭ на поверяемую установку ВТ-801.

• 6.2 Проверить наличие средств поверки, укомплектованность их технической документацией и необходимыми элементами соединений.

• 6.3 Используемые средства поверки разместить, заземлить и соединить в соответствии с требованиями технической документации на указанные средства.

• 6.4 Подготовка к поверке эталонных, рабочих и вспомогательных средств измерений должна соответствовать требованиям нормативных документов на эти средства. Проверить наличие действующих свидетельств о поверке средств измерений, входящих в комплект установки ВТ-801 и средств измерений, применяемые при поверке.

• 6.5 Для обезжиривания поверхности платформы установки ВТ-801 и основания вибропреобразователя перед установкой его на платформу применять спирт этиловый из расчета 5 г на один вибропреобразователь, а при установке - смазку графитовую.

• 7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 7.1.1 При проведении внешнего осмотра должно быть установлено:

• -  отсутствие механических повреждений корпуса, соединительных кабелей и электрических разъемов, влияющих на работоспособность установки ВТ-801;

• - соответствие комплектности и маркировки требованиям, установленным в РЭ установки ВТ-801;

• - отсутствие загрязнений и выступающих заусенцев на контактирующих поверхностях платформы для вибропреобразователей;

• - наличие и затяжку всех крепежных элементов;

• - резьбовые части платформы и электрических разъемов не должны иметь видимых повреждений;

• - правильность монтажа установки ВТ-801.

• 7.1.2 В случае невозможности устранения несоответствия установки ВТ-801 хотя бы одному из вышеуказанных требовании ее признают непригодной к применению, поверку не проводят и выдают извещение о непригодности.

• 7.2.1 Проверка воспроизводимости измерения коэффициента преобразования в рабочем диапазоне частот (верификация установки) заключается в непосредственном сличении результатов измерения коэффициента преобразования эталонного акселерометра, определенных при помощи установки ВТ-801 и при помощи вышестоящего по поверочной схеме эталона.

• 7.2.2. Настройка установки заключается во внесении поправок на возможную систематическую погрешность, связанную с различными условиями закрепления акселерометров при их поверке на вышестоящих эталонах и на платформе установки ВТ-801, а также с неравномерностью распределения поля ускорения на платформе установки ВТ-801.

• 7.2.3 Закрепляют на платформе установки ВТ-801 акселерометр 353В04 (далее -эталонный акселерометр), подключенный к входу All преобразователя напряжения измерительного аналого-цифрового модульного N14431.

• 7.2.4 Включают установку ВТ-801 в соответствии с требованиями РЭ и проверяют органы управления, регулирования и настройки.

• 7.2.5 Задают на установке ВТ-801 с помощью встроенного в платформу установки канала измерения виброускорения (далее - встроенный виброметр) среднеквадратическое значение виброускорения 10 м/с² на частотах 1/3-октавного ряда в рабочем диапазоне частот установки (на частотах ниже 16 Гц задают постоянное значение размаха виброперемещения равное 3 мм). Измеряют коэффициент преобразования акселерометра 353В04 в рабочем диапазоне частот установки ВТ-801. Измеренные установкой значения коэффициента преобразования акселерометра 353В04 не должны отличаться от значений, указанных в его свидетельстве о поверке, на частотах 1/3-октавного ряда в рабочем диапазоне частот установки

Лист 5 Всего листов 12 на величину более 1,0 %, а в диапазоне частот (80 - 160) Гц более чем на 0,5 %.

• 7.2.6 Если условие п.7.2.5 не выполняется, то производят корректировку действительного значения коэффициента преобразования встроенного акселерометра в комплекте с измерительным усилителем на базовой частоте 80 Гц и корректировку на частотную характеристику встроенного акселерометра установки ВТ-801 в соответствии с Руководством пользователя ПО К-5201.

Примечание. Эталонный и встроенный акселерометры должны быть поверены на государственном специальном эталоне ГЭТ 58-84 или на вторичном эталоне единиц длины, скорости и ускорения при прямолинейном колебательном движении твердого тела и по значению доверительных границ относительных погрешностей должны соответствовать уровню вторичных эталонов по ГОСТ Р 8.800-2012.

• 7.2.7 Результаты верификации считаются удовлетворительными, если предусмотренная процедура успешно выполняется.

• 7.3.1 Уровень вибрационного шума определяют на платформе установки ВТ-801 в месте, предназначенном для установки поверяемого вибропреобразователя в процессе эксплуатации, для чего закрепляют на платформе установки ВТ-801 акселерометр 353В04, подключенный к усилителю измерительному NEXUS 2690, соединенный с фильтром 1623 и мультиметром 34410А. Включают средства поверки в соответствии с руководствами по эксплуатации.

• 7.3.2 Определение уровня вибрационного шума осуществляют по среднеквадратическому значению виброускорения А_ш в рабочем диапазоне частот установки ВТ-801, зафиксированному с помощью мультиметра, при включенном питании усилителя мощности, выведенном на полную величину мощности, но при отсутствии сигнала возбуждения от задающего генератора установки.

• 7.3.3 Уровень вибрационного шумаЛ_ш не должен превышать 0,04 м/с².

Примечание. В качестве дополнительной информации об уровне вибрационного шума в рабочем диапазоне частот установки ВТ-801 используют результаты измерения уровня вибрационного шума в 1/3-октавных полосах частот А_Ш1 со средними частотами по ГОСТ 17168.

• 7.3.4 Если измеренный уровень вибрационного шума А_ш превышает 0,04 м/с², то поверку не проводят до устранения причины превышения. В противном случае установку ВТ-801 признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности.

• 7.4.1 Определение индукции магнитного поля рассеяния выполняют для установки ВТ-801 при включенном питании усилителя мощности, выведенном на полную величину мощности, и отсутствии сигнала возбуждения от задающего генератора установки ВТ-801.

Индукцию магнитного поля рассеяния измеряют на высоте не более 5 мм над местом, предназначенном для установки поверяемого вибропреобразователя в процессе эксплуатации установки ВТ-801.

• 7.4.2 При измерении определяют вертикальную и максимальную горизонтальную составляющие магнитной индукции поля рассеяния.

Чувствительный элемент измерителя магнитной индукции устанавливают для измерений вертикальной составляющей и измеряют вертикальную составляющую магнитной индукции В_вер.

Устанавливают чувствительный элемент измерителя магнитной индукции для измерений горизонтальной составляющей магнитной индукции. Изменяют направление чувствительного элемента измерителя магнитной индукции в горизонтальной плоскости и определяют направление максимального значения горизонтальной составляющей магнитной индукции. Измеряют максимальное значение горизонтальной составляющей магнитной индукции В_гор.

Определяют модуль вектора магнитной индукции поля рассеяния:

• 7.4.3 Значение модуля индукции магнитного поля рассеяния не должно превышать 8 мТл.

• 7.4.4 Если измеренное значение индукции магнитного поля превышает 8 мТл, то далее поверку не проводят до устранения причины превышения. В противном случае установку ВТ-801 признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности.

• 7.5.1 Коэффициент гармоник установки ВТ-801 по виброускорению определяют в рабочем диапазоне частот установки на верхних пределах номинальных диапазонов виброускорения при номинальной нагрузочной массе и без нее.

• 7.5.2 Подключают к выходу встроенного виброметра ускорения измеритель нелинейных искажений автоматический С6-11 и осциллограф TDS 1012В.

На частотах ниже 20 Гц коэффициент гармоник допускается определять с помощью разложения записанной реализации виброускорения в ряд Фурье на гармонические составляющие с использованием осциллографа TDS 1012В:

гдеЛь^г,Лз, ...Л#- амплитуды 1-й, 2-й, 3-й, ... N-й гармонических составляющих разложения записанной реализации виброускорения в ряд Фурье.

• 7.5.3 С помощью задающего генератора установки ВТ-801 последовательно задают частоты возбуждения f равные значениям 1/3-октавного ряда в рабочем диапазоне частот и измеряют коэффициент гармоник Krai при помощи измерителя нелинейных искажений автоматического С6-11 в диапазоне частот от 20 до 10000 Гц или осциллографа TDS 1012В на частотах ниже 20 Гц.

Примечание - Для наблюдения и оценки формы сигнала воспроизводимой вибрации допускается использовать виртуальный цифровой осциллограф и виртуальный измеритель коэффициента гармоник из состава измерительного комплекса управления вибростендом К-5201 (программного обеспечения ПО К-5201).

• 7.5.4 Результаты измерений записывают в таблице 3.

Таблица 3. Значения коэффициента гармоник установки ВТ-801 в зависимости от частоты

Продолжение таблицы 3

• 7.5.5 Максимальные значения коэффициента гармоник не должны превышать в диапазонах частот значений, приведенных в таблице 4.

Таблица 4. Допускаемые значения коэффициента гармоник установки ВТ-801 в зависимости от частоты

• 7.5.6 Установку допускается признавать пригодной к применению при превышении на отдельных частотах значений коэффициента гармоник Кг. Количество таких частот не должно превышать 10 % частот третьоктавного ряда рабочего диапазона частот установки ВТ-801.

• 7.5.7 Если измеренные значения коэффициента гармоник превышают значения, указанные в п.7.5.5 с учетом п.7.5.6, то установку ВТ-801 признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности.

• 7.6.1 Для определения относительных коэффициентов поперечного движения K_oni на частотах 1/3-октавного ряда на платформе установки ВТ-801 закрепляют трехкомпонентный акселерометр 356В11.

Три выхода трехкомпонентного акселерометра (A_z, А_х и А_у) последовательно соединяют с каналом All преобразователя напряжения измерительного аналого-цифрового модульного N1 4431. Запускают программу АЧХ-Датчик ПО К-5201.

• 7.6.2 Задают на установке ВТ-801 среднеквадратическое значение виброускорения на частотах 1/3-октавного ряда в рабочем диапазоне частот установки не более 0,3 верхнего предела виброускорения (на частотах ниже 16 Гц задают постоянное значение размаха виброперемещения равное 3 мм) и последовательно определяют виртуальные значения коэффициентов преобразования трехкомпонентного акселерометра в вертикальном направлении K_ZI и в направлениях K_xin K_yi, перпендикулярных основному направлению движения стола установки. Вычисляют относительные коэффициенты поперечного движения Ko.ni на частотах 1/3-октавного ряда по формуле:

Х1ОО%,

S_z, S_x, S_y - значения коэффициентов преобразования трехкомпонентного акселерометра из свидетельства о поверке.

• 7.6.3 Результаты измерений записывают в таблице 5.

Таблица 5. Значения относительного коэффициента поперечного движения платформы установки ВТ-801 в зависимости от частоты

7.6.4 Максимальные значения относительного коэффициента поперечного движения платформы установки не должны превышать в диапазонах частот значений, приведенных в таблице 6.

Таблица 6. Допускаемые значения относительного коэффициента поперечного движения установки ВТ-801 в зависимости от частоты

• 7.6.5 Установку допускается признавать пригодной к применению при превышении на отдельных частотах значений относительного коэффициента поперечного движения К_оп. Количество таких частот не должно превышать 10 % частот третьоктавного ряда рабочего диапазона частот установки ВТ-801.

• 7.6.6 Если измеренные значения коэффициента гармоник превышают значения, указанные в п.7.6.4 с учетом п.7.6.5, то установку ВТ-801 признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности.

• 7.7.1  Рабочие диапазоны виброускорения, виброскорости и виброперемещения, воспроизводимые установкой ВТ-801, определяют на основании измерений уровня вибрационного шума на платформе по 7.3 и коэффициента гармоник по 7.5.

• 7.7.2 Для определения наибольшего значения виброускорения, воспроизводимого виброустановкой, используют результаты определения коэффициента гармоник по 7.5. За максимальное значение виброускорения, воспроизводимое установкой ВТ-801, принимают такое значение, при котором коэффициент гармоник виброускорения не превышает значения, установленного в РЭ на установку ВТ-801.

• 7.7.3 За минимальное значение виброускорения, воспроизводимого установкой ВТ-801, принимают такое значение, которое превышает уровень собственных шумов эталонного виброметра на 14 дБ (приблизительно в пять раз).

• 7.7.5 Строят диаграмму виброускорения, воспроизводимого установкой ВТ-801. Для подтверждения режимов установки ВТ-801 проверяют воспроизведение установкой среднеквадратических значений виброускорения на частотах, соответствующих угловым точкам диаграммы (на частотах ниже 16 Гц задают постоянное значение размаха виброперемещения равное 3 мм). Для виброскорости и виброперемещения соответствующие диаграммы строят по диаграмме воспроизводимого виброускорения с учетом ограничений по частотному диапазону.

• 7.7.6 Измеренные минимальное и максимальное значения воспроизводимых параметров (виброускорения, виброскорости, виброперемещения) должны соответствовать данным, приведенных в таблице 7.

Таблица 7. Диапазон значений воспроизводимых параметров установки ВТ-801 в зависимости от частоты

• 7.7.7 Установку ВТ-801 допускается признавать пригодной к применению при уменьшении рабочих диапазонов воспроизводимых параметров вибраций (но не более, чем на 20 % от диапазонов, приведенных в табл.7). При этом делается соответствующая запись о рабочем диапазоне воспроизводимых параметров вибраций на оборотной стороне свидетельства о поверке.

• 7.7.8 Если измеренные минимальное и максимальное значения воспроизводимых параметров (виброускорения, виброскорости, виброперемещения) не соответствуют значениям, указанные в п.7.7.6 с учетом п.7.7.7, то установку ВТ-801 признают непригодной к применению и выдают извещение р непригодности.

Относительную погрешность от нестабильности встроенного акселерометра определяют из свидетельства о поверке акселерометра пьезоэлектрического 353В17. При первичной поверке акселерометра 353В17 нестабильность допускается определять по формуле (4):

где К_зав - значение коэффициента преобразования акселерометра 353В17, присвоенное на заводе-изготовителе, мВс²/м;

К_о - значение коэффициента преобразования акселерометра 353В17, измеренное при помощи вышестоящего эталона, мВс²/м.

Примечание. Значения коэффициента преобразования акселерометра 353В17 на заводе-изготовителе и на вышестоящем эталоне должны определяться на одной и той же частоте колебаний.

Нестабильность акселерометра пьезоэлектрического 353В17 за межповерочный интервал согласно МИ 1071-85 не должна превышать 0,5 %.

Доверительные границы относительной погрешность воспроизведения параметров вибрации установкой ВТ-801 8 в зависимости от частоты при доверительной вероятности 0,95 вычисляют по формуле (5):

S„ = ±1.1 А² +   +<£ + г:+$+SI, + <?’,         (5)

где 8_у - относительная погрешность на соответствующих частотах (в диапазоне частот), акселерометра пьезоэлектрического 353В17 встроенного в установку ВТ-801 (определяют из свидетельства о поверке или по регистрационным данным вышестоящего эталона), %;

8_эт- относительная погрешность на соответствующих частотах (в диапазоне частот) эталонного акселерометра 353В04, с помощью которого проводят поверку установки ВТ-801, (определяют из свидетельства о поверке или по регистрационным данным вышестоящего эталона), %;

8_т- относительная нелинейность в диапазоне амплитуд, акселерометра пьезоэлектрического 353В17, встроенного в установку ВТ-801 (определяют из протокола поверки), %;

8_в - относительная погрешность на соответствующих частотах (в диапазоне частот), мультиметра цифрового 2000 или преобразователя напряжения измерительного аналого-цифрового модульного N1 4431, входящего в состав установки ВТ-801 (определяют из свидетельств о поверке), %;

8_г - относительная погрешность от наличия гармонических составляющих на соответствующих частотах (в диапазоне частот), %, определяемая по формуле (6)

8_г = Ql + (K_r/100)² -1 )• 100%,                 (6)

где Кг - максимальное значение коэффициента гармоник, определенное 4.2.6;

8_оп - относительная погрешность, вызванная наличием поперечного движения платформы установки ВТ-801 определяемая по формуле (6):

гдеЛ"₀.„- значение относительного коэффициента поперечного движения платформы установки ВТ-801 на соответствующих частотах (в диапазоне частот), %, определенное 4.2.7;

К_п - относительный коэффициент поперечной чувствительности встроенного акселерометра, %, (определяют из паспорта акселерометра пьезоэлектрического 353В17);

8_Н - относительная погрешность, вызванная нестабильностью встроенного акселерометра установки ВТ-801, %.

• 7.9.2 Доверительные границы относительной погрешности установки ВТ-801 в соответствующих диапазонах частот не должна превышать значений, указанных в таблице 8.

Таблица 8. Доверительные границы относительной погрешности воспроизведения параметров вибрации установки ВТ-801 при доверительной вероятности Р = 0,95, % в диапазоне частот

• 7.9.3 Если доверительные границы относительной погрешности установки превышают значения, указанные в таблице 8, то установку ВТ-801 признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности.

• 8.1 Если установка ВТ-801 по результатам поверки признана пригодной к применению, на нее выдают свидетельство о поверке установленной формы, как на эталон соответствующего разряда по ГОСТ Р 8.800 - 2012.

• 8.2 В свидетельстве о поверке в разделе «Результаты поверки» следует указывать относительную погрешность для соответствующих поддиапазонов частот, входящих в рабочий диапазон частот установки ВТ-801.

• 8.3 Если установка ВТ-801 по результатам поверки признана непригодной к применению, выписывают извещение о непригодности установленной формы.

8.4. Знак поверки наносится на боковую поверхность вибростенда.

Библиография

Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 21. Вибрационная калибровка сравнением с эталонным преобразователем

Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения в диапазоне частот 0,1 - 20000 Гц