Методика поверки «ГСИ. ВИБРОУСТАНОВКА ПОВЕРОЧНАЯ 4808-LV» (ЛТДВ.402152.004 МП)

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Федеральное бюджетное учреждение

«Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Новосибирской области» (ФБУ «Новосибирский ЦСМ»)

УТВЕРЖДАЮ

Государственная система обеспечения единства измерений

к

1

Новосибирск

2020 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок виброустановки поверочной 4808-LV (далее - виброустановка).

Интервал между поверками - 1 год.

• 1.2 Перед началом проведения поверки необходимо ознакомиться с настоящей методикой, эксплуатационной документацией на виброустановку и средства измерений (СИ), используемые при проведении поверки.

• 2.1 Операции поверки виброустановки приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 3.1 Средства поверки виброустановки приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 3.2 Все средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке.

• 3.3 Подготовка средств поверки к применению производится в соответствии с их эксплуатационной документацией.

• 3.4  Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой виброустановки с требуемой точностью.

Поверку виброустановки должен проводить персонал, аттестованный в качестве поверителя СИ, имеющим опыт работы с аналогичным оборудованием, ознакомленный с инструкцией по эксплуатации поверяемой виброустановки и средств поверки.

При подготовке и проведении поверки необходимо соблюдать общие требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019, «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» для установок напряжением до 1000 В.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

Поверяемая виброустановка и средства поверки должны быть подготовлены к работе в соответствии с указаниями, приведёнными в их эксплуатационной документации.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При внешнем осмотре виброустановки должно быть установлено:

• - отсутствие механических повреждений корпуса, соединительных кабелей и электрических разъёмов;

• - соответствие комплектности и маркировки требованиям, установленным в технической документации на установку;

• - отсутствие загрязнений и выступающих заусенцев на контактирующих поверхностях акселерометров;

• - правильность монтажа виброустановки.

• 8.1.2 Результат поверки считается положительным, если установка соответствует требованиям технической документации и признаётся пригодной к применению, если выполняется п. 8.1.1.

• 8.2.1 Собирают схему как показано на рисунке 1.

  

Рисунок 1 - Блок-схема виброустановки

• 1 - генератор сигналов специальной формы GFG-3015;

• 2 - усилитель мощности 2719;

• 3 - вибростенд с постоянным магнитным полем 4808;

• 4 - виброметр цифровой портативный PDV-100;

• 5 - преобразователь пьезоэлектрический 8305;

• 6 - усилитель измерительный 2525;

• 7 - мультиметр цифровой 34461 А;

• 8 - мультиметр 34401 А.

• 8.2.2  Вибропреобразователь ускорения 8305 закрепляют на вибростоле вибрационной установки таким образом, чтобы направление главной оси чувствительности вибропреобразователя совпадало с направлением колебаний вибростола.

• 8.2.3 Устанавливают виброметр цифровой портативный PDV-100 (далее - PDV-100) над вибростолом виброустановки и проводят его настройку в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 8.2.4 Включают виброустановку в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации и проверяют органы управления, регулирования и настройки.

• 8.2.5 Задают на виброустановке с помощью PDV-100 виброускорение 10 м/с² на частоте 160 Гц в течение двух минут. Измеряют с помощью вибропреобразователя ускорения 8305 в комплекте с усилителем измерительным 2525 и мультиметром 34401А (далее - встроенный виброметр) задаваемое виброускорение.

• 8.2.6 Задаваемое с помощью PDV-100 виброускорение определяют по формуле, м/с²

a=2nfV,                                        (1)

где/— заданная частота вибрации 160 Гц;

V- виброскорость, измеренная с помощью PDV-100.

• 8.2.7  Результаты опробования считать положительными, если значение виброускорения, измеренное с помощью встроенного виброметра и значение виброускорения, измеренное с помощью PDV-100 не отличаются более, чем на 3 %.

• 8.3.1 Собирают схему, как показано на рисунке 1. Закрепляют на виброустановке вибропреобразователь встроенного виброметра и включают виброустановку.

• 8.3.2 Определение уровня вибрационного шума осуществляют по среднему квадратическому значению виброускорения а_ш, зафиксированному с помощью встроенного виброметра при включенной виброустановке, но при отсутствии сигнала возбуждения от задающего генератора виброустановки.

• 8.3.3 Уровень вибрационного шума а_ш не должен превышать значения 0,01 м/с^{1 2 3}, указанного в технической документации на виброустановку.

• 8.3.4 Если измеренное с помощью встроенного виброметра значение а_ш превышает значение, указанное в технической документации на виброустановку, то поверку не проводят, виброустановку признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности к применению.

• 8.4.1 Собирают схему, как показано на рисунке 2. Закрепляют на виброустановке вибропреобразователь встроенного виброметра и включают виброустановку.

  

Рисунок 2 - Блок-схема виброустановки при определении коэффициента гармоник виброускорения.

• 4 - преобразователь пьезоэлектрический 8305 или акселерометр пьезоэлектрический модели 356В11;

• 5 - усилитель измерительный 2525;

• 6 - мультиметр 34401 А;

• 7 - измеритель нелинейных искажений автоматический С6-11;

• 8 - осциллограф цифровой запоминающий TDS 1002

• 8.4.2 Коэффициент гармоник виброускорения определяют в диапазоне частот на верхних пределах номинальных диапазонов виброускорения. В диапазоне частот от 5 до 4400 Гц включ., в качестве встроенного виброметра применяют преобразователь пьезоэлектрический 8305 с усилителем измерительным 2525 и мультиметр 34401 А, в диапазоне частот св. 4400 до 20000 Гц включ. в качестве встроенного виброметра применяют акселерометр пьезоэлектрический мод. 356В11 с усилителем измерительным 2525 и мультиметр 34401А.

• 8.4.3 Подключают к выходу измерительного усилителя измеритель коэффициента гармоник и анализатор спектра (режим БПФ осциллографа). Для наблюдения формы сигнала воспроизводимой вибрации к выходу встроенного виброметра подключают осциллограф.

• 8.4.4 С помощью задающего генератора виброустановки последовательно задают частоты возбуждения /, равные значениям 1/3-октавного ряда в рабочем диапазоне частот, и измеряют коэффициент гармоник Кг.

• 8.4.5 На частотах выше 20 Гц измерения коэффициента гармоник проводить с помощью измерителя нелинейных искажений автоматического С6-11.

• 8.4.6 На частотах ниже 20 Гц определяют коэффициент гармоник с помощью разложения записанной реализации виброускорения в ряд Фурье на гармонические составляющие с помощью осциллографа TDS 1002, %

  

(2)

где Ci, Сг, Сз,... Cn- амплитуды 1-й, 2-й, 3-й,... А-й гармонических составляющих разложения записанной реализации виброускорения в ряд Фурье.

• 8.4.7 Результаты измерений записывают в таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты измерений коэффициента гармоник

• 8.4.8 Полученное значение коэффициента гармоник должно быть не более 10 % в полосе частот от 5 до 20 Гц и не более 5 % в полосе частот от 20 до 20000 Гц, указанных в технической документации на виброустановку.

• 8.4.9 Если измеренное значение коэффициента гармоник превышает значение, указанное в технической документации на виброустановку, то виброустановку признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности к применению.

Пр имечание - Допускается признавать пригодной к применению виброустановку при превышении на отдельных частотах указанных в технической документации значений коэффициента гармоник Кг, (количество таких частот не должно превышать 10 % частот третьоктавного ряда рабочего диапазона частот виброустановки). При этом частоты, на которых значение коэффициента гармоник Кг превышает значение, указанное в технической документации на виброустановку, исключаются из диапазона рабочих частот виброустановки, о чем делается соответствующая запись на оборотной стороне свидетельства о поверке

Рисунок 3 - Блок-схема виброустановки при определении относительного коэффициента поперечного движения вибростола виброустановки

• 1 - генератор сигналов специальной формы GFG-3015;

• 2 - усилитель мощности 2791;

• 3 - вибростенд с постоянным магнитным полем 4808;

• 4 - акселерометр пьезоэлектрический модели 356В11;

• 5 - трехпозиционный коммутатор;

• 6 - усилитель измерительный 2525;

• 7 - мультиметр 34401 А.

• 8.5.2 Для определения относительного коэффициента поперечного движения К₀._п , используют трехкомпонентный акселерометр пьезоэлектрический мод. 356В И с усилителем измерительным 2525 и мультиметр 34401 А, встроенный в виброустановку. Для удобства измерений три выхода трехкомпонентного акселерометра (а_г, а_у, а_х) рекомендуется соединять с помощью трехпозиционного коммутатора с измерительным усилителем.

• 8.5.3 Задают на виброустановке виброускорение a_z, равное 0,3 верхнего значения рабочего диапазона амплитуд для всех частот возбуждения f равных значениям 1/3-октавного ряда в рабочем диапазоне частот виброустановки, и последовательно отсчитывают показания виброметра в направлении а_у и а_х. перпендикулярном основному направлению движения стола виброустановки. Вычисляют относительный коэффициент поперечного движения К₀._п по формуле, %

  

  • 100

  (3)

• 8.5.4 Результаты измерений записывают в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты измерений относительного коэффициента поперечного движения

вибростола виброустановки (7б_{о и})

• 8.5.5 Полученные значения относительных коэффициентов поперечного движения вибростола виброустановки должны быть не более 7 % в полосе частот от 5 до 800 Гц, не более 10 % от 800 до 10000 Гц, не более 30 % в полосе частот от 10000 до 20000 Гц, указанных в технической документации на виброустановку.

• 8.5.6 Если определённые по формуле (3) значения относительных коэффициентов поперечного движения вибростола виброустановки превышают значения, указанные в технической документации на виброустановку, то виброустановку признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности к применению.

Примечание - Допускается признавать пригодной к применению виброустановку при превышении на отдельных частотах указанных в техничнской документации значений относительного коэффициента поперечного движения К_оп, (количество таких частот не должно превышать 10 % частот третьоктавного ряда рабочего диапазона частот виброустановки). При этом частоты, на которых значение относительного коэффициента поперечного движения К_{о п} превышает значение, указанное в технической документации на виброустановку, исключаются из диапазона рабочих частот установки, о чем делается соответствующая запись на оборотной стороне свидетельства о поверке.

• 8.6     ОПРЕДЕЛЕНИЕ     ЗАВИСИМОСТИ     ПОГРЕШНОСТИ

• 8.6.1 Для определения зависимости погрешности виброустановки от времени непрерывной работы повторяют измерения по 8.4 и 8.5 в режиме воспроизведения виброускорения, равного 10 м/с² на частоте 160 Гц, после включения виброустановки и ее прогрева и через каждые два часа в течение шести часов времени работы виброустановки.

• 8.6.2  Полученные значения коэффициента гармоник А? и относительного коэффициента поперечного движения К_{о п} используют для определения погрешности виброустановки на базовой частоте после включения виброустановки и ее прогрева (5t=o) и через каждые два часа (8t) в течение шести часов непрерывной работы. Погрешность виброустановки на базовой частоте при определении ее зависимости от времени непрерывной работы определяют по формулам, %:

•5ycT.6a3_t_₀    + 1Д ■      4~ y² + б'в 4" 5p (_t=o) + ^O.n.(t=O)

<5ycT.6a3_t ⁼ iljl ’ ^Sq + y² +           + ^о.П.(Г)                         CD

где So - относительная погрешность эталонных СИ, с помощью которых проводят поверку виброустановки, %;

у- неравномерность частотной характеристики преобразователя пьезоэлектрического 8305 в комплекте с усилителем измерительным 2525 в диапазоне частот от 5 до 4400 Гц, %, (так как измерения проводят на базовой частоте 160 Гц, неравномерность частотной характеристики принимают равной нулю);

Примечание - Встроенные в виброустановку преобразователь пьезоэлектрический 8305 и акселерометр пьезоэлектрический мод. 356ВИ в комплекте с усилителем измерительным 2525 поверяют на Государственном первичном специальном эталоне ГЭТ 58-2018 или на вторичном эталоне по документу МИ 1071-85 «Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений параметров вибрации образцовые. Методика поверки» (при условии его демонтажа из виброустановки).

Зв - относительная погрешность мультиметра, входящего в состав встроенного виброметра, %, (определяют из свидетельства о поверке);

3r(t=0) - дополнительная относительная погрешность от наличия гармонических составляющих, %, определяемая по формуле

«r_W-o) = (ф + ^((=0) - 1) ■ 100.                       (6)

где Kr(t=o) - значение коэффициента гармоник (относительные единицы), определенное в режиме воспроизведения виброускорения, равного 10 м/с² на частоте 160 Гц, после включения виброустановки и ее прогрева;

8r(t) - дополнительная относительная погрешность от наличия гармонических составляющих, %, определяемая по формуле

в_гт = (Jl + K_r²_(t) - 1) ■ 100,                             (7)

где Kr(t) - значение коэффициента гармоник (относительные единицы), определенное в режиме воспроизведения виброускорения, равного 10 м/с² на частоте 160 Гц, через каждые два часа в течение шести часов времени работы виброустановки после включения виброустановки и ее прогрева;

b₀.n(t=o) - дополнительная относительная погрешность, вызванная наличием поперечного движения стола виброустановки в рабочем диапазоне частот, %, определяемая по формуле

р         _ Ko.nl-Кп                                       _/ох

^до.п(С=0) - ₁₀₀ ’                                W

где Ko.ni - значение относительного коэффициента поперечного движения стола виброустановки, %, определенное в режиме воспроизведения виброускорения, равного 10 м/с² на частоте 160 Гц, после включения виброустановки и ее прогрева;

К_п - относительный коэффициент поперечной чувствительности встроенного вибропреобразователя, % (определяют из паспорта вибропреобразователя);

bo.n(t) - дополнительная относительная погрешность, вызванная наличием поперечного движения стола виброустановки в рабочем диапазоне частот, %, определяемая по формуле

_г       _ Ко.п2 -Кп

o°._n(t) -    ₁₀₀

где Ко._П2 - значение относительного коэффициента поперечного движения стола виброустановки, %, определенное в режиме воспроизведения виброускорения, равного 10 м/с² на частоте 160 Гц, через каждые два часа в течение шести часов времени работы виброустановки после включения виброустановки и ее прогрева;

• 8.6.3 По результатам вычислений 5г=о и 5_; определяют значение дополнительной погрешности, вызванной нестабильностью работы виброустановки за время непрерывной работы 5_Н по формуле, %

  

(Ю)

• 8.6.4 Вычисленное значение 5« используют при расчете в формуле (И).

• 8.7.1 Определение основной погрешности воспроизведения параметров вибрации виброустановки производят с преобразователем пьезоэлектрическим 8305 в диапазоне частот от 5 до 4400 включ. Гц (Зуствзоз) и с акселерометром пьезоэлетрическим мод. 356В11 в диапазоне частот св. 4400 до 20000 Гц включ. (<^_стззб£3]).

• 8.7.2  Основную погрешность виброустановки Зустязоз при доверительной вероятности 0,95 вычисляют по формуле, %

*^уст8305   ±1,1 А² + у² + 5² + б² + <5²_п + 5²,

где Зо - относительная погрешность эталонных СИ, с помощью которых проводят поверку виброустановки, %;

у- неравномерность частотной характеристики преобразователя пьезоэлектрического 8305 в комплекте с усилителем измерительным 2525 в диапазоне частот от 5 до 4400 Гц включ., %, (определяют из свидетельства о поверке);

З_в - относительная погрешность мультиметра, входящего в состав встроенного виброметра, %, (определяют из свидетельства о поверке);

Зг - дополнительная относительная погрешность от наличия гармонических составляющих, %, определяемая по формуле

8_Г = (71 + К² - 1) ■ 100,

где Кг - максимальное значение коэффициента гармоник (относительные единицы) в диапазоне частот от 5 до 4400 Гц включ., определенное 8.4;

&о.п - дополнительная относительная погрешность, вызванная наличием поперечного движения стола виброустановки в диапазоне частот от 5 до 4400 Гц включ., %, определяемая по формуле

(13)

где К₀.п - максимальное значение относительного коэффициента поперечного движения стола виброустановки в диапазоне частот от 5 до 4400 Гц, %, определенное 8.5;

8н - дополнительная относительная погрешность, вызванная нестабильностью виброустановки за время непрерывной работы, %, (при периодической поверке определяют из технической документации на виброустановку).

• 8.7.3 Основную погрешность виброустановки Зу_Ст35бвп при доверительной вероятности 0,95 вычисляют по формуле, %

<5уст356В11 ~ ±1,1 V^O + У^{2 +} *^В + 5_Г² +     + <?Н ■>            (14)

где до - относительная погрешность эталонных СИ, с помощью которых проводят поверку виброустановки, %;

За неравномерность частотной характеристики акселерометра пьезоэлектрического мод. 356В11 принимается наибольшая относительная погрешность эталона с помощью которого был поверен акселерометр пьезоэлектрический мод. 356В11, с учётом поправочных коэффициентов на каждой частоте, взятых из протокола поверки на 356В11.

д_в - относительная погрешность мультиметра цифрового 34401 А, %, (определяют из свидетельства о поверке);

дг - дополнительная относительная погрешность от наличия гармонических составляющих, %, определяемая по формуле

S_r = (71 + К_г² - 1) ' ЮО,                        (15)

где Кг - максимальное значение коэффициента гармоник (относительные единицы) в диапазоне частот св. 4400 до 20000 Гц включ., определенное 8.4;

бо.п - дополнительная относительная погрешность, вызванная наличием поперечного движения стола виброустановки в диапазоне частот св. 4400 до 20000 Гц включ., %, определяемая по формуле

где Ко.п - максимальное значение относительного коэффициента поперечного движения стола виброустановки в диапазоне частот св. 4400 до 20000 Гц включ., %, определенное 8.5.

• 8.7.4 Основная погрешность виброустановки не должна превышать значения 5 % в полосе частот от 5 до 4400 Гц, и значения 5,0 % в полосе частот от 4400 до 20000 Гц., указанных в технической документации на виброустановку.

• 8.7.5 Если основная погрешность установки превышает значения, указанные в технической документации на виброустановку, то виброустановку признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности к применению.

• 8.8.1 Рабочие диапазоны параметров вибрации (виброускорения, виброскорости и виброперемещения), воспроизводимые виброустановкой, определяют на основании измерений уровня вибрационных шумов по 8.3 и коэффициенту гармоник по 8.4.

• 8.8.2 Для определения наибольшего значения виброускорения, виброскорости, виброперемещения, воспроизводимого (измеряемого) виброустановкой, используют результаты определения коэффициента гармоник по 8.4. За максимальное значение виброускорения, виброскорости, виброперемещения, воспроизводимое виброустановкой, принимают такое значение, при котором коэффициент гармоник виброускорения не превышает значения, установленного в технической документации на виброустановку.

• 8.8.3    За минимальное значение виброускорения, виброскорости, виброперемещения, воспроизводимого (измеряемого) виброустановкой, принимают такое значение, которое превышает уровень собственных шумов эталонного виброметра на

14 дБ в пять раз).

• 8.8.4 Измеренные минимальное и максимальное значения воспроизводимых параметров вибрации (виброускорения, виброскорости, виброперемещения) должны соответствовать данным, указанным в технической документации на виброустановку: виброускорение (СКЗ) от 0,05 до 500 м/с², виброскорость (СКЗ) от 0,05 до 1000 мм/с, виброперемещение (размах) от 1,4-10'⁴ до 12 мм.

• 8.8.5 Если измеренные минимальное и максимальное значения воспроизводимых параметров вибрации (виброускорения, виброскорости, виброперемещения) не соответствуют данным, указанным в технической документации на виброустановку, то виброустановку признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности к применению.

Примечание - Допускается признавать пригодной к применению виброустановку при уменьшении рабочего диапазона воспроизводимых параметров вибраций (но не более, чем на 20 % от диапазона, указанного в технической документации). При этом делается соответствующая запись о рабочем диапазоне воспроизводимых параметров вибраций на оборотной стороне свидетельства о поверке.

• 8.9.1 За рабочий диапазон частот принимают такой диапазон, в котором обеспечивается воспроизведение виброускорения, виброскорости, виброперемещения с основной погрешностью, не выходящей за пределы допускаемого значения, указанного в технической документации на виброустановку.

• 8.9.2 Основную погрешность виброустановки определяют по формулам (11), (14) в соответствии с требованиями 8.7.

• 8.9.3 Рабочий диапазон частот воспроизводимых параметров вибраций должен соответствовать данным, указанным в технической документации на виброустановку.

• 8.9.4  Если диапазон частот воспроизводимых параметров вибраций не соответствует данным, указанным в технической документации на виброустановку, то виброустановку признают непригодной к применению и выдают извещение о непригодности к применению.

Примечание - Допускается признавать пригодной к применению виброустановку при уменьшении рабочего диапазона частот воспроизводимых параметров вибраций (но не более, чем на 20 % от диапазона, ГСИ. Виброустановка поверочная 4808-LV                     Методика поверки ЛТДВ.402152.004 МП

Страница 13 из 14

указанного в технической документации). При этом делается соответствующая запись о рабочем диапазоне частот на оборотной стороне свидетельства о поверке.

• 9.1 Результаты измерений, полученные в процессе поверки, заносят в протокол произвольной формы.

• 9.2 Если виброустановка по результатам поверки признана пригодной к применению, оформляют свидетельство о поверке установленной формы. Знак поверки наносится на вибростенд с постоянным магнитным полем 4808.

• 9.3 Допускается в свидетельстве о поверке в разделе «Результаты поверки» записывать относительную погрешность для нескольких поддиапазонов частот, входящих в рабочий диапазон частот виброустановки.

• 9.4 Если виброустановка по результатам поверки признана непригодной к применению, выписывают извещение о непригодности к применению установленной формы с указанием причин непригодности.

Начальник отдела 57

ФБУ «Новосибирский ЦСМ»

Ведущий инженер по метрологии

ФБУ «Новосибирский ЦСМ»

Ведущий инженер по метрологии ФБУ «Новосибирский ЦСМ»

ГСИ. Виброустановка поверочная 4808-LV

Методика поверки ЛТДВ.402152.004 МП

Страница 14 из 14

¹

- генератор сигналов специальной формы GFG-3015;

²

- усилитель мощности 2719;

³

- вибростенд с постоянным магнитным полем 4808;