GB 7719-1987 声发射检测仪器的性能测试方法.pdf 9页

'中华人民共和国国家标准UDC681.89:534.6声发射检测仪器的性能测试方法GB7719一87Standardpracticeformeasuringtheoperatingcharacteristicsofacousticemissioninstrumentation本标准是声发射检测仪器的性能测试方法标准，适用于声发射检测装置的前置放大器、主放大器、振幅鉴别器等部分的性能测试。1术语本标准所用的术语除引用ZBY033-82《试验机术语》外，并作以下规定。门槛电压:振幅鉴别器的一个电压电平，用以鉴别比此电平大的信号。仪器死时间:随一个声发射事件之后产生的时间间隔，在此时间内仪器不能进行所规定的工作。仪器死时间包括过载恢复时间和延迟时间:过载恢复时间:由于声发射事件振幅超过仪器的线性工作范围，在仪器中引起非线性电压或电流的时间间隔。延迟时间:仪器在检测到的声发射事件结束之后人为设置的时间间隔，在此时间内不允许接收新事件。信号过载点:当信号超过放大器线性工作范围时，输出信号振幅与输入信号振幅的比和在线性工作范围内所得到的输出与输人的比相差3dB的点。动态范围:仪器所规定的最大信号电平与其噪声电平之比。2洲试亲件及测试用仪器设备2.1测试环境亲件测试的环境条件:温度为20士2"C，相对湿度为4500^75%，大气压强为86-106kPa。在侧试中不产生疑异时，可在温度为10^-30℃的条件下进行。在测试报告中应写明测试时的条件。2.2电组线采用与被测仪器配套的电缆线，所有参数的测试都采用此电缆线。2.3主要测试设备及其技术要求a.主要测试设备见表1。主要设备的主要技术要求应符合附录A(参考件)的规定。表1序号名称备注1一}标准衰减器}一见附录A}信号发生器见附录A3双线示波器见附录A4有效值电压表见附录A5脉冲调制信号发生器}见附录Ab.所用测试仪器应经过定期检验并在有效期内。国翻机械工业委员会1987-03-26批准1988一01一01实旅碑留7廷 GB7719一87c.所用测试仪器在接入时，对被测量的影响应该是觉察不到的，或者是可以计算出来的。原则上，用此仪器测量时，测量中所产生的误差对于被测仪器的误差来讲可以忽略不计。3测试项目与测试方法3.1颐带宽度3.1.1测试设备a，信号发生器;b.示波器;c.有效值电压表;d.标准衰减器。3门2测试步骤3.1-2.1测试设备的连接方法如图1所示。有效值电压表图1注:测试仪器要求阻抗匹配.3.1.2.2标准衰减器调至零或适当位置。3.1.2.3由信号发生器输人信号，在输出端用示波器观察输出波形，并用有效值电压表测输出电压。3.1.2.4保持输人信号幅度不变，改变输入信号频率，使输出电压幅度达到最大值Um..3.1.2.5调节输人信号频率，读取输出电压幅度为U~的70.7%时所对应的信号频率人和fm，则3dB频带宽度为:of=介一f,·····，·····“···，.··············”···”·⋯⋯(1)式中:Af-频带宽度，kHz;人—低频截止频率，kHz;fx—高颇截止频率，kHz.3.2倍顺程衰减3.2.1测试设备同3.1.1条。3.2.2测试步骤3.2-2.1测试设备连接方法如图1所示。12.2.2"调节信号发生器，使输人信号频率为中心频率fc，此时读取所对应的翰出电压值U-1.(fH+fJ························一‘·⋯⋯’·(2)=万式中:fc—中心频率，kHz;f=—高频截止频率，kHz; GB7719一87f,—低频截止频率，kHz.3.2-2.3调节输入信号频率至高频截止频率介的2倍，和低。截止，率、的告倍颇分别读取所对应的输出电压值Ua，则倍频程度衰减为:UK;=2‘0一1og。Ua;······，.···““··““·“·“·”··””·”·”一(3)式中:K;—倍"1M1A减，dBo33增益3.3.1测试设备同3.1.1条。3.3.2测试步骤3.3.2.1测试设备的连接方法如图1所示。3.3-2.2调节信号发生器的频率至仪器额定带宽的几何平均频率:fM-(人·fx)z................................................(4)式中:f.—几何平均频率，kHz;f,—低频截止频率，kHz:fx—高频截止频率，kHz.3.3-2.3将转换开关s打到“1”位置，输入信号幅度调在仪器的动态范围内，用有效值电压表测其输入电压为Uo.-3.3.2.4将转换开关s转到“2”位置，调节标准衰减器，使有效值电压表指示值U..等于U-.则标准衰减器的调节量即为被测仪器的增益值。3.3-2-5如无标准衰减器时，将转换开关s转到“2"位置后，测输出电压值Uw,，再由下式计算出被测仪器的增益值:U_...a=w;ogU-_’.’.‘’‘’.‘.“.‘’‘二‘.““.‘’“.‘.”’‘.”’k0)式中:k—被测仪器增益，dB;U..,—输出电压有效值，V;U-输入电压有效值，Vo3.3-2.6如对3.3.2.5条测出的结果有争议时，以3.3.2.4条测出的结果为准。3.4噪声3.4.1测试设备a.有效值电压表;b.示波器3.4.2测试步骤3.4-2.1测试设备连接如图2所示。有效值电压襄图2 GB7719一873.4.2.2用有效值电压表读取输出电压有效值为U..擎，则嗓声电平为U一-式中:U--噪声电平，IN;Uo=,-输出电压，IN;k—放大倍数。I5动态范围3.5，测试设备同3.1.1条。3.52测试步骤3.5-2.1测试设备连接方法如图1所示。3.5.2.2调节信号发生器，使翰人信号频率为被测仪器的几何平均频率几，用示波器观察愉出波形。3.5-2.3逐渐增加输入信号幅度，观察输出波形，至输出波形无明显畸变时为止。由有效值电压表读取此时所对应的输出电压有效值Ua}，由下式算出动态范围:U_D_=2曰0一1og6U··”··“···“····“”·······“”·“···”一(7)式中:D—用分贝表示的动态范围，dB;U==PP—输出电压峰一峰值，V;U-a—拾出噪声电平峰一峰值，V,注轴出电压峰一峰值和输出噪声峰一峰值由有效值换算3-6过吸恢诬时间3.6.1测试设备a‘脉冲调制信号发生器;b.双线示波器。3.6.2测试步骤3.6.2.1测试设备连接方法如图3所示。图33.6-2.2脉冲调制信号发生器的被调制信号频率调到几何平均频率和低频截止频率之间，使调制脉冲持续时间大到不影响过载恢复时间的测量，振幅为信号过载点的10倍，调制脉冲间隔时间大于过载恢复时间。3.6.2.3观察示波器输出波形，记录从输出信号开始畸变至消失为止的时间，即为过载恢复时间如图4所示。 Gs7719一87图4T，一调制脉冲持续时间;I被调制信号颇率;Tx一调制脉冲间隔时间;丁一过载恢复时间3.7翰人阻抗I了.，测试设备a.信号发生器;b.双线示波器;c.有效值电压表;d.阻抗(电阻、电容)。3-7.2测试步骤3.7-2.1测试设备连接方法如图5所示。图53.7-2.2首先使z=0>调节信号发生器，使输入信号频率为被测仪器的几何平均频率，振幅在动态范围之内。用有效值电压表测输出电压为U-3.7-2-3调节z值，使被测仪器输出电压Uaz为Uo，的50%左右。3.7-2.4用双线示波器测量z、两端电压相对于R，两端电压的相位差0。则此时的翰人阻抗为_IUoz(Rs+z)-U.,Rs}，。_GA-I--一，不尸一-不六一--l/a告式A十JAA“二““⋯“二““.“·“⋯kb){口01一口02}式中:ZA-输入阻抗，0;271 GB7719一87z—可变阻抗，口;Rs—信号发生器内阻，。;0—相位差，rad,3.7-2.5当ZA为纯电阻时，使Z也为纯电阻Rw，然后按3.7-2.2条的方法测出对应Rw=。时的输出电压Uai，再调节R，使对应的翰出电压U.,等于Uo，的50%。则此时的输入电阻为:合Uo,(Rs+R,’-Uo}RsRAR,-Rs“···“···“···“···“·”一(9)Ua,一告Uo,式中RA物人电阻，。;Rs—信号发生器内阻，n,R,—使翰出电压降低50%时的R，值，a.轴出阻抗;一:.，侧试设备8.信号发生器;阮电压表或示波器;乙高撅电阻箱。测试步骤测试设备的连接方法如图6所示。图63.8-2.2将s扳至02”位，调节信号发生器，使物入信号频率为几何平均颇率，读取输出电压为UW,=Uo,o3.8-2-3将s扳至“1”位，调节电阻箱，使输出电压幅度降低50%,pU_一合Uol,记下此时电阻箱的电阻值为R,则输出电阻为:Ro=R....................................“二”.⋯”·“·(10)式中:R。—翰出电阻a。3.9门检电压3.9.1测试设备a.信号发生器;b.示波器; GB7719一87计数器。3.9.2测试步骤3.9-2.1测试设备连接方法如图7所示。图73.9.2.2调节信号发生器，使输人信号频率为被测仪器的几何平均频率，输入信号幅度由小至大逐渐增加，由示波器观察输出波形;记录当计数器开始记数时的电压电平，此电压电平即为门槛电压(浮动门槛除外)。4检验规则4.1声发射检测仪在定型和生产时必须按本标准及产品标准的要求进行检验，以确定是否符合本标准及产品标准规定的质量要求。4.2检验方式检验方式分下列两种:a必检声发射检测仪在定型和交收试验时必须按本标准及产品标准的要求进行全性能的质量检查。b.抽检对批量生产的产品须定期抽检，从批量产品中抽取一定数量的产品进行全性能的质量检查。4.3检验项目声发射检测仪在必检和抽检时应按表2的规定项目进行表2序号部件名称测试项目条款备注频带宽度3.1增益3.3噪声3.41前置放大器动态范围3.5过载恢复时间3.6愉入阻抗3.7枪出阻抗3.8频带宽度3.12滤波器倍频程衰减3.2273 GB7719一87续表2序号部件名称测试项目条款备注频带宽度3.1增益3.3动态范围3.53主放大器过载恢复时间3.6轴入阻抗3.7输出阻抗3.84振幅鉴别器门槛电压3.9274 GB7719一87附录A洲试用仪器设备主要技术要求(参考件)A1标准衰减器主要技术要求:二.衰减范围:0-80dB或以上;b.频率范围:0-2MHz或以上;c.衰减分档形式:至少应有lOdB,1dB,。.1dB三种衰减分档形式;d衰减误差:士A%士。.05dB(A为读数值，单位dB);特性阻抗:直流50n士1%或760士1%,A2信号发生器主要技术要求:a.频率范围:0.5Hz^-lOMHz;卜频率误差:1一lOkHz，士1.50o(满度值)+1/4小刻度;l00kHz，士3%(满度值)+1/4小刻度;1MHz，士8%(满度值)+1/4小刻度。A3双线示波器主要技术要求:乐频率范围:0-40MHz或以上;b.时间轴误差不大于士3%.A4有效值电压表主要技术要求:a.电压范围:100pV-30OV;卜频率范围:1OHz^-lOMHzoA5脉冲调制信号发生器主要技术要求:a.调制输出幅度:o-1ov;b.被调制信号频率范围:60kHz~1.5MHz;c.调制脉冲宽度范围:1-30ms;d.调制脉冲的间隔时间:20-500ms.附加说明:本标准由长春试验机研究所归口。本标准由长春试验机研究所负责起草。本标准主要起草人郑椒清。'