GBT13823.19-2008振动与冲击传感器的校准方法地球重力法校准.pdf 8页

'ICS17．160J04中华人民共和／，、7-。H缮园国国家标准GB／T13823．19--2008／IS05347—5：1993振动与冲击传感器的校准方法地球重力法校准Methodsforthecalibrationofvibrationandshockpick—ups—CalibrationbyEarth’Sgravitation(IS05347—5：1993，Methodsforthecalibrationofvibrationandshockpick—ups～Part5：CalibrationbyEarth’Sgravitation，IDT)2008—09-27发布2009-05—01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局辔士中国国家标准化管理委员会夏仲 目次前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·l范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯-⋯⋯⋯⋯-3仪器设备要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4优先选用的值⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5校准方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附录A(规范性附录)不确定度的计算⋯⋯附录NA(资料性附录)测量不确定度的计算GB／T13823．19--2008／IS05347—5：1993 刖置GB／T13823．19--2008／IS05347—5．1993GB／T13823{振动与冲击传感器的校准方法》包括以下部分：第4部分：磁灵敏度测试；——第5部分：安装力矩灵敏度测试；——第6部分：基座应变灵敏度测试；一一第8部分：横向振动灵敏度测试；一第9部分：横向冲击灵敏度测试；第12部分：安装在钢块上的无阻尼加速度计共振频率测试；一r第14部分：离心机法一次校准；第15部分：瞬变温度灵敏度测试法；第16部分：温度响应比较测试法；——第17部分：声灵敏度测试；第19部分：地球重力法校准；一第20部分：加速度计谐振测试通用方法。本部分是GB／T13823的第19部分。本部分等同采用ISO53475：1993{振动与冲击传感器校准方法第5部分：利用地球重力的校准》(英文版)。本部分等同翻译ISO53475：1993。为便于使用，本部分做了以下编辑性修改：·用“本部分”代替“本国际标准”；——用小数点“．”代替作为小数点的逗号“，”；一删去国际标准中有关[SO介绍的资料性概述要素；一规范性引用文件中增加了基本概念和术语标准；一对正文和附录的公式进行了编号；～增加了附录NA(资料性附录)。本部分的附录A为规范性附录，附录NA为资料性附录。本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC／TC53)提出并归口。本部分起草单位：中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所、中国测试技术研究院广州分院(广州市计量检测技术研究院)。本部分主要起草人：曾吾、周伦彬、熊磊。Ⅲ 1范围GB／T13823．19--2008／IS05347-5：1993振动与冲击传感器的校准方法地球重力法校准GB／T13823的本部分规定了利用地球重力对加速度计进行绝对校准所需的仪器设备和操作程序。本部分适用于具有零频响应的直线加速度计(主要是应变式或压阻式)、伺服加速度计，包括标准传感器和工作传感器。本部分利用当地的0Hz的正负重力加速度作标准值。本部分允许的不确定度限是±0．0lm／s2。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB／T13823的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB／T20485．12008振动与冲击传感器校准方法第1部分：基本概念(ISO160631：1998，IDT)ISO2041：1990机械振动与冲击术语3仪器设备要求3．1调温装置能够将室温维持在23℃±3℃的装置。3．2工作平台该平台的设计能使加速度计在包含它的灵敏轴的一个垂直平面内旋转180。。在各个测量位置，工作平台相对上述垂直平面的夹角应保持在±o．5。以内。3．3测量加速度计输出的仪器用于测量加速度计输出的仪器设备，其最大不确定度应优于读数的±0．Ol％。4优先选用的值在校准过程中，应使用因地球重力引起的当地重力加速度的正负值(以m／s2表示)。注：通常难以把因地球重力分量引起的输出和因横向灵敏度引起的输出区分开，故在因地球重力分量引起的重力加速度正负值之间的加速度值进行校准是不可行的。5校准方法5．1测试步骤因所处位置与海拔高度不同，当地地球重力所致的加速度值可能会在9．78m／s2～9．83m／s2之间变化，故重力加速度值应取四位有效数字。将有敏感轴向的被校加速度计分别放置在相对于垂直平面的o。和180。的位置，并测出在这两个位置时的加速度计的输出电压值。 GB／T13823．19--2008／IS05347—5：19935．2结果表达按下式计算得参考校准因子S[V／(m·s_2)]：S一掣￡91式中：V。、V。加速度计在o。与180。时的输出电压值，单位为伏(V)；g，当地的重力加速度值，单位为米每二次方秒(m／s2)。同时应给出jV。I与l乩j。在给出校准结果时，应给出按附录A计算得到的合成不确定度与相对应的置信水平。附录A给出的置信水平是99％。 附录A(规范性附录)不确定度的计算GB／T13823．19--2008／ISO5347-5：1993A．1合成不确定度的计算指定置信水平(对本标准的这部分，CL=99％)的校准合成不确定度x。。应该按下式计算：x。。一土~／x：4-X!⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(A．1)式中：x，——随机不确定度；x，系统不确定度。对于给定了置信水平的随机不确定度x一，根据如下公式计算：X。，=4-玎鱼生婪尘安二±鱼rLnLn—i，J式中：e∥erz，⋯单次测量值与算术平均值的偏差序列；n——测量次数；t规定了置信水平和测量次数的t分布值。对于系统误差，首先应进行消除或修正，其剩余的不确定度x。。应该按照如下公式计算：XⅢ9)一二兰×岛⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯～(A．3)43式中：K——置信水平为99％时等于2．6；e。——参考校准因子的绝对不确定度，单位为伏每米负二次方秒Ev／(m·s_2)](见A．2)。A．2参考校准因子的绝对不确定度e。的计算参考校准因子(例如在地球重力所致的加速度的正负值条件下)的绝对不确定度eSEV／(m·s_2)]，依据误差合成法则按下式进行计算：暑一±[(甍)2+(鲁)2Ⅷ一％Hc·一％。∥卜⋯⋯⋯c川，式中：s参考校准因子(见5．2)；玑当从o。旋转到180。时加速度计输出的差(即V。一V“，见5．2)，单位为伏(V)；e。加速度计输出差Va的绝对误差，单位为伏(V)；g．当地的地球重力加速度值，单位为米每二次方秒(m／s2)；e。——当地地球重力加速度估计值的绝对不确定度，单位为米每二次方秒(m／s2)；晶一对应o。线的绝对不确定度，单位为度(。)；e180对应180。线的绝对不确定度，单位为度(。)。A．3对±g，外的参考校准因子的合成绝对不确定度e。的计算对±g。外的参考校准因子的合成绝对不确定度e。，单位V／(m·s2)，根据如下公式计算：注：如果不使用放大器，需删除带下标“A”的项。 GB／T13823．19--2008／IS05347—5：1993≥一±[(詈)2+(‰)2+(‰)2+(‰)2+(‰)2+(念)2+(志)2+(志)2+(‰)2+(急)2r⋯⋯⋯⋯⋯⋯·cA．s，式中：％参考校准因子的绝对不确定度，单位为伏每米负二次方秒Ev／(m·s_2)]；s——参考校准因子，单位为伏每米负二次方秒EV／(m·s_2)]；L，。——放大器的频率线性偏差，用相对于该放大器的参考校准因子的百分数表示；L，，——加速度计的频率线性偏差，用相对于该加速度计的参考校准因子的百分数表示；L。。放大器的幅值线性偏差，用相对于该放大器的参考校准因子的百分数表示；L。，——加速度计的幅值线性偏差，用相对于该加速度计的参考校准因子的百分数表示；^放大器增益的不稳定性误差和所有的电源阻抗误差，用参考校准因子的百分数表示；I，标准加速度计的不稳定性误差，用参考校准因子的百分数表示；R参考放大范围的跟踪误差(即不同放大设置的增益误差)，用参考校准因子的百分数表示；E。由于环境对放大器的影响引起的误差，用参考校准因子的百分数表示；睇——由于环境对传感器的影响引起的误差，用参考校准因子的百分数表示。 计算GB／T13823．19--2008／ISO5347-5：1993附录NA(资料性附录)测量不确定度的计算根据GB／T20485．12008，按照以下公式进行参考校准因子测量的相对扩展不确定度U。d(s)的式中包含因子^一2。不确定度分量见表NA．1。U。1(S)一ku⋯d(S)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(NA．1)％“s，一字=吉攫丽⋯⋯⋯⋯⋯cNA．2，表NA．1确定s的不确定度分量标准不确定概率分布相对不确定度的贡献度分量u(x．)不确定度来源包含因子模型“蒯。(■)1“(Vd)从o。旋转到180。时加速度计输出差(即UVb)矩形分布、}^“Ⅲl(S)2u(gI)当地的地球重力加速度估计值矩形分布l胍“H2(S)3u(gⅢ．)o。位置偏差对加速度值矩形分布1／J3“d3(S)4u(g⋯“)180。位置偏差对加速度值矩形分布1／,／3“乩4(S)5“(Ln)放大器的频率线性偏差矩形分布1|再“，。j5(S)6“(Lm)加速度计的频率线性偏差矩形分布a／J3“d6(S)7“(L。A)放大器的幅值线性偏差矩形分布1}再“d7(5)8“(L。P)加速度计的幅值线性偏差矩形分布1|再““B(S)9“(IA)放大器增益的不稳定性和电源阻抗误差矩形分布、|矗“rd9(S)10“(j一)加速度计的不稳定性矩形分布1婀“Ⅲ1。(S)参考放大范围的跟踪误差(即不同放大设置的增11“(R)矩形分布1胍“。11l(S)益误差)12“(E^)由于环境对放大器的影响引起的误差矩形分布、|再“：。l12(S)13“(Er)由于环境对传感器的影响引起的误差矩形分布、|蕊“：。13(S)对参考校准因子测量的其他影响(如：重复测量中14“(SRE)矩形分布1厢“一l^(S)的随机效应；算术平均值的实验标准偏差等)注：如果不使用放大器，需删除带下标“A”的项。'