МИ 1873-88. Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Виброметры с пьезоэлектрическими и индукционными преобразователями. Методика поверки
(утв. НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 31.03.1988)
Внимание
Документ утратил силу в связи с изданием Письма ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» от 19.04.2013 № 2065/2-3Е-13-04-01. Взамен введен в действие ГОСТ Р 8.669-2009. Документ утратил силу в связи с изданием Письма ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» от 19.04.2013 № 2065/2-3Е-13-04-01. Взамен введен в действие ГОСТ Р 8.669-2009. Документ введен в действие с 01.11.1988. Взамен ГОСТ 8.245-77, ГОСТ 8.246-77.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["МИ 1873-88"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/metodika-mi-1873-88" "МИ 1873-88. Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Виброметры с пьезоэлектрическими и индукционными преобразователями. Методика поверки (утв" n1["ГОСТ Р 8.669-2009"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/gost-r-8-669-2009" "ГОСТ Р 8.669-2009. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Виброметры с пьезоэлектрическими, индукционными и... (утв. и " n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ВИБРОМЕТРЫ С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ И ИНДУКЦИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
1 ноября 1988 года
Разработаны научно-производственным объединением «Всесоюзного ордена трудового красного знамени научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И. Менделеева» (НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»).
Подготовлены к утверждению сектором законодательной метрологии НПО «ВНИИМ».
Утверждены НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева».
Настоящие Методические указания (далее — МИ) распространяются на виброметры с пьезоэлектрическими и индукционными виброизмерительными преобразователями (далее — ВИП) и устанавливают методику их первичной и периодической поверок.
Состав виброметра: пьезоэлектрический или индукционный ВИП, измерительный прибор.
1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ
1.1. При проведении поверки виброметров должны быть выполнены операции и применены средства поверки с характеристиками, указанными в табл. 1, при проведении поверки ВИП должны быть выполнены операции и применены средства поверки с характеристиками, указанными в табл. 2.
| Наименование операции | Номер пункта МИ | Наименования средств поверки и их нормативнотехнические характеристики | Обязательность проведения операции при | |
| первичной поверке | периодической поверке | |||
| Внешний осмотр Поверка электрического сопротивления изоляции Опробование Определение основной погрешности виброметра (в рабочем диапазоне амплитуд и частот) Проверка встроенных фильтров Определение неравномерности амплитудночастотной характеристики (АХЧ) измерительного прибора виброметра <**> | 4.1 4.2 4.4 4.5.1 4.5.2 4.5.3 | - Тераомметр по ГОСТ 23706-79 Образцовая вибрационная установка в соответствии с ГОСТ 8.138-84 Образцовая вибрационная установка, коэффициент гармоник по ускорению не более 5%, относительный коэффициент поперечного движения не более 15% Низкочастотный измерительный генератор по ГОСТ 23767- 79, электронный вольтметр переменного тока, класс точности не менее 1 (см. Приложение 3) То же | Да Да Да Да Да Да | Да Нет Да Да <*> Да Да |
--------------------------------
3 2 <*> При значениях виброускорения более 1 х 10 м/с допускается определение основной погрешности измерительного прибора виброметра в
рабочем диапазоне амплитуд электрическими методами.
<**> Выполняют при поэлементной поверке виброметра для определения основной погрешности в рабочем диапазоне по п. 4.5.1.
| Наименование операции | Номер пункта МИ | Наименования средств поверки и их нормативнотехнические характеристики | Обязательность проведения операции при | |
| первичной поверке | периодической поверке | |||
| Внешний осмотр Проверка электрического сопротивления изоляции <*> Опробование Проверка электрической емкости <*> Проверка внутреннего сопротивления <**> Определение действительного значения коэффициента преобразования Определение относительного коэффициента поперечного преобразования Определение неравномерности амплитудночастотной характеристики (АЧХ) Определение нелинейности амплитудной характеристики (АХ) Определение частоты установочного резонанса пьезоэлектрических ВИП <***> Определение частоты поперечного резонанса | 4.1 4.3 4.4 4.5.4 4.5.5 4.5.6 4.5.7 4.5.8 4.5.9 4.5.10 4.5.11 | - Тераомметр по ГОСТ 23706-79 Образцовая вибрационная установка в соответствии с ГОСТ 8.138-84 Измерительный мост переменного тока по ГОСТ 9486-79 Омметр по ГОСТ 23706-79 Образцовая вибрационная установка в соответствии с ГОСТ 8.138-84, электронный вольтметр, класс точности не менее 1 (см. Приложение 3) То же -«- -»- И осциллограф двухлучевой, диапазон частот до 200 кГц - | Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да | Да Да Да Нет Да Да Нет Да Нет Нет Нет |
<*> Проверяется только для пьезоэлектрических ВИП.
<**> Проверяется только для индукционных ВИП.
<***> Периодическая поверка допускает при определении частоты установочного резонанса не определять неравномерность АЧХ ВИП по п. 4.5.8, а при определении неравномерности АЧХ по п. 4.5.8 не определять частоту установочного резонанса по п. 4.5.10.
Индукционные ВИП поверяются только в комплекте с измерительным прибором виброметра.
1.2. Образцовые виброустановки, применяемые при поверке, должны иметь действующее свидетельство о государственной поверке (аттестации).
Примечание. При наличии разрешения органов Госстандарта СССР образцовые виброустановки могут быть аттестованы (поверены) головной метрологической службой.
1.3. Электрическое сопротивление изоляции определяют только для виброметров с питанием от сети переменного тока.
1.4. Относительный коэффициент поперечного преобразования для виброметров с индукционным ВИП и электромеханической обратной связью не определяют.
1.5. Допускается проводить поверку пьезоэлектрических ВИП вместе с согласующим усилителем (СУ) или вольтметром. В этом случае свидетельство о поверке выдается на комплект «ВИП — СУ» или «ВИП — вольтметр».
2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
2.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие требования безопасности:
средства поверки и поверяемые средства, а также вспомогательное оборудование должны иметь защитное заземление;
поверители должны пользоваться средствами индивидуальной защиты от шума (наушники), которые снижают уровень шума не менее чем на 20 дБ (ГОСТ 12.1.003-83);
для проведения поверочных работ при необходимости должно быть выделено специальное помещение со звукоизоляцией, которая снижает уровень шума до допустимых пределов.
3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ
3.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:
+5
температура окружающего воздуха (20 ) °С; -2
относительная влажность (60 +/- 20)%; атмосферное давление (101 +/- 4) кПа;
отклонение напряжения питания от номинального значения, указанного в эксплуатационной документации (ЭД) на виброметр конкретного
типа, не более +/- 10%; частота переменного тока сети питания (50 +/- 0,5) Гц; уровень звукового давления, не более 60 дБ.
3.2. Подготовка к поверке образцовых, поверяемых и вспомогательных средств, а также крепление поверяемых ВИП к вибровозбудителю образцовой виброустановки должны соответствовать требованиям ЭД на них.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
4.1 Внешний осмотр
При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие виброметров и ВИП следующим требованиям:
отсутствие механических повреждений корпуса, соединительных кабелей и соединений;
наличие контрольных пломб, комплектность и маркировка должны соответствовать требованиям, установленным в НТД или ЭД;
контактирующая поверхность ВИП должна быть очищенной от внешних загрязнений, не иметь царапин;
резьбовые соединения не должны иметь видимых дефектов.
В случае несоответствия виброметра или ВИП хотя бы одному из вышеуказанных требований их признают непригодными к применению, поверку не производят и выдают извещение о непригодности с указанием причин.
4.2 Проверка электрического сопротивления изоляции виброметра
При проверке электрического сопротивления изоляции виброметра подключают тераомметр между контактами кабеля сетевого питания и корпусом виброметра и измеряют сопротивление.
Сопротивление изоляции должно быть не менее предельно допустимого значения, указанного в ЭД.
4.3 Проверка электрического сопротивления изоляции ВИП
Перед проверкой снимают статический заряд с ВИП путем короткого замыкания сигнального контакта соединительного кабеля с корпусом.
ВИП с кабелем подключают ко входу тераомметра. Измеряют электрическое сопротивление изоляции. Повторяют операцию снятия статического заряда с ВИП.
Если ВИП имеет электрическое сопротивление изоляции меньше значения, указанного в ЭД, то ВИП считают неисправным и поверка прекращается.
4.4 Опробование
При опробовании поверяемого виброметра или ВИП необходимо произвести следующие операции:
1. Метод 1. Установить ВИП на образцовую виброустановку при помощи переходника или без него;
подключить ВИП соединительным кабелем ко входу измерительного прибора;
подать напряжение от генератора через усилитель мощности на виброустановку;
плавно увеличивать напряжение генератора до тех пор, пока сигнал на выходе ВИП не превысит уровень помех на 20 дБ, что служит критерием исправности виброметра и ВИП.
2. Метод 2 (допускаемый). Установить стрелочный указатель измерительного прибора на нулевую отметку или начальную отметку шкалы при выключенном питании виброметра;
после включения питания и прогрева в течение двух — трех минут постучать по преобразователю и убедиться в том, что это вызывает отклонение стрелки измерительного прибора.
Требования к конструкции переходника для крепления ВИП к образцовой виброустановке приведены в Приложении 1.
4.5 Определение метрологических характеристик
4.5.1 Определение основной погрешности виброметра
Основную погрешность виброметра определяют:
4.5.1.1. Основную погрешность виброметра в рабочем диапазоне амплитуд определяют на фиксированной частоте, находящейся в диапазоне 10 — 1000 Гц, не менее чем при пяти значениях амплитуд, равномерно распределенных по амплитудному диапазону, одно из которых должно быть минимальным (определяется по ГОСТ 25865-83, разд. 1), другое — максимально допустимым. Для многодиапазонных виброметров должно быть не менее одной точки в каждом диапазоне.
ВИП поверяемого виброметра устанавливают на вибровозбудитель образцовой виброустановки таким образом, чтобы ось чувствительности ВИП совпадала с направлением колебаний, и подсоединяют его ко входу измерительного прибора виброметра.
Воспроизводят значение частоты, виброперемещения, виброскорости и виброускорения (в зависимости от того, какой параметр вибрации измеряют) и отсчитывают показания виброметра.
Для виброустановок, воспроизводящих один из параметров, градуировку (в случае необходимости) по другим параметрам производят косвенным путем.
По результатам каждого измерения определяют основную погрешность виброметра дельта в процентах по формуле:
а
V - V
n g
дельта = ------- х 100. (1)
а V
g
Если для виброметра нормируют основную приведенную погрешность, то ее определяют в процентах по формуле:
V - V
n g
дельта = ------- х 100, (2)
аN V
N
где:
V — значение параметра вибрации, воспроизводимое образцовой g виброустановкой;
V — соответствующее показание виброметра; n
V — нормированное значение шкалы виброметра для каждого диапазона, для № которого определяют основную погрешность.
Если поверяемый виброметр отградуирован в децибелах, его основную погрешность определяют по формуле:
а n g где V' и V' - то же, дБ. n g
Числовое значение V должно выражать амплитудное, среднее квадратическое или среднее значение измеряемой величины (виброперемещения, виброскорости или виброускорения) в зависимости от градуировки шкалы измерительного прибора виброметра.
Если виброметр имеет цифровой отсчет, то его выходной электрический сигнал должен соответствовать требованиям ГОСТ 25865-83 (разд. 1).
Если поверяемый виброметр измеряет среднее квадратическое, амплитудное или среднее значение параметров вибрации (виброперемещение, виброскорость и виброускорение), то основную погрешность определяют для каждого параметра вибрации.
Если в комплект виброметра входит несколько ВИП и в виброметре не предусмотрена индивидуальная регулировка коэффициента передачи (результат измерения определяют с помощью поправочного коэффициента), то значение основной погрешности определяют по формуле в процентах:
К V - V
i n g
дельта = ---------- х 100, (3)
а V
g
дельта' (дБ) = К' + V' - V', (4) а i n g
где К , К' (дБ) — безразмерные поправочные коэффициенты: i i
V
n0
К = ---, К' = V' - V' , i V i n0 ni
ni
где:
V , V' (дБ) - значение показаний виброметра для ВИП, по которому n0 n0
произведена регулировка канала измерения;
V , V' (дБ) - показания виброметра для прочих ВИП. ni ni
При этом допускается определять основную погрешность при измерении каждого параметра вибрации и каждого из значений (среднее квадратическое, амплитудное или среднее) параметров вибрации только с одним ВИП. С остальными ВИП, входящими в комплект, определяют основную погрешность по п. 4.5.1.1 только при измерении одного из значений виброперемещения, виброскорости и виброускорения. При этом переключатель пределов измеряемых параметров вибрации может стоять в любом положении.
4.5.1.2. Основную погрешность виброметра в рабочем диапазоне частот определяют при близких к постоянным значениях виброперемещения, виброскорости и виброускорения, воспроизводимых образцовой виброустановкой (в зависимости от того, какую физическую величину измеряют виброметром) не менее чем при 10 значениях частоты, находящихся в пределах рабочего диапазона частот виброметра или в непрерывном спектре частот.
При этом два значения частоты должны быть в начале диапазона, два — в конце диапазона (обязательно наличие нижней и верхней граничной частоты). При периодической поверке значения частот следует выбирать из ряда: 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,1; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16; 20; 25; 31; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 530; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000; 12500; 16000; 20000 Гц с интервалом не более октавы. Допускается отклонение частот от значений указанного ряда при сохранении интервала между соседними частотами не более октавы.
На частотах выше 20 Гц значение амплитуды виброускорения должно быть не 2 менее 8 м/с .
На частотах ниже 20 Гц допускается определять основную погрешность виброметра при меньших значениях виброускорения или косвенным методом при соотношении значения сигнал/шум не менее значений, указанных в ГОСТ 25865-83.
При первичной поверке обязательно наличие значений вышеуказанного ряда частот, лежащих в рабочем диапазоне частот виброметра.
ВИП поверяемого виброметра устанавливают на вибровозбудитель и подсоединяют его выход ко входу измерительного прибора виброметра (встроенные фильтры, если есть возможность, отключают). Воспроизводят указанные значения частот и амплитуд параметров вибрации и снимают показания виброметра.
Основную погрешность виброметра в рабочем диапазоне частот в процентах определяют по формуле (при постоянном значении воспроизводимой амплитуды вибрации):
V - V
n дельта
дельта = ------------ х 100, (5)
f V
дельта
где:
V — максимальное или минимальное показание виброметра; n
V — показание виброметра на фиксированной частоте, на которой дельта определяли основную погрешность в диапазоне амплитуд, п. 4.5.1.1.
Если поверяемый виброметр отградуирован в децибелах, то основную погрешность определяют по формуле:
дельта дБ = V' - V' . (6) f n дельта Если значение амплитуды воспроизводимого параметра вибрации изменяется в зависимости от частоты, то основную погрешность виброметра в диапазоне
частот определяют в процентах по формуле:
К V - V
f n дельта
дельта = --------------- х 100 (7)
f V
дельта
дельта' = К' + V' - V' , (8) f f n дельта
где:
а
дельта
К = -------; К' = (а ) дБ - (а ) дБ; f а f дельта n
n
а , а - значение виброускорения (виброперемещения, дельта n виброскорости), воспроизводимое на базовой частоте и частоте измерения из
вышеуказанного ряда;
(а ) дБ, (а ) дБ - значение виброускорения (виброперемещения, дельта n
виброскорости) в децибелах.
Если виброметром измеряют среднее квадратическое, амплитудное или среднее значение параметров вибрации, то основную погрешность определяют для каждого параметра.
Если виброметр укомплектован несколькими ВИП, то операции по определению основной погрешности виброметра в рабочем диапазоне частот производят для каждого ВИП.
4.5.2 Проверка встроенных фильтров
Проверку встроенных фильтров проводят для виброметров, имеющих октавные, третьоктавные и полосовые фильтры.
При проверке октавных и третьоктавных фильтров определяют затухание на средней номинальной частоте и амплитудно-частотную характеристику фильтра в соответствии с требованиями ГОСТ 17168-82.
У полосовых фильтров проверяют затухание АЧХ в области верхних и нижних частот среза в соответствии с требованиями ЭД.
При определении характеристик фильтров у виброметров, измеряющих виброперемещение, виброскорость и виброускорение, переключатель рода измеряемого параметра устанавливают в положение измерения ускорения.
Если с помощью виброметра определяют среднее квадратическое, амплитудное и среднее значение (или два из них), то проверку встроенных фильтров производят при измерении одного из этих значений.
Характеристики встроенных октавных и третьоктавных фильтров должны соответствовать ГОСТ 17168-82, а полосовых — требованиям ЭД.
Примечание. Встроенные фильтры могут быть поверены метрологической службой (МС) предприятия — владельца прибора. Тогда в случае наличия свидетельства о поверке МС проверку встроенных фильтров при периодической поверке не производят.
4.5.3 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики измерительного прибора виброметра
Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) измерительного прибора виброметра (ИПВ) определяют не менее чем при 10 значениях частоты, находящихся в пределах рабочего диапазона частот виброметра или в непрерывном спектре частот. При этом два значения частоты должны находиться в начале диапазона, два в конце диапазона (обязательно наличие верхней и нижней граничных частот). Значения частот выбирают из ряда, указанного в п. 4.5.1.2.
При определении АЧХ ИПВ на его вход подают сигнал от низкочастотного измерительного генератора через разделительный конденсатор, емкость которого равна электрической емкости ВИП с электрическим кабелем, с
10
сопротивлением изоляции не менее 1 х 10 Ом. Значение амплитуды напряжения, подаваемого на вход ИПВ, должно соответствовать значениям виброперемещения, виброскорости и виброускорения, задаваемым при
определении основной погрешности виброметра на базовой частоте.
Изменяя частоту от нижнего граничного значения рабочего диапазона до верхнего при постоянной амплитуде задаваемого напряжения, снимают показания ИПВ. Неравномерность АЧХ ИВП гамма в процентах определяют по формуле: ИПВ
ДЕЛЬТА V
м
гамма = --------- х 100, (9) ИПВ V
дельта
где ДЕЛЬТА V — максимальное отклонение показателей ИПВ от значения, м полученного на базовой частоте.
Если ИПВ отградуирован в децибелах, то неравномерность АЧХ определяют по формуле:
гамма (дБ) = V' - V' , (10) ИПВ м дельта
где:
V' — показание ИПВ, соответствующее максимальному отклонению от м показания, полученного на базовой частоте, дБ;
V' — показания ИПВ на базовой частоте, дБ. дельта
При наличии различных значений (среднее квадратическое, амплитудное и среднее значения) параметров вибраций измеряемых величин и различных измеряемых параметров вибрации неравномерность АЧХ ИПВ определяют только для одного из значений каждого параметра вибрации.
Если виброметр укомплектован несколькими типами вибропреобразователей, то неравномерность АЧХ ИПВ определяют с эквивалентными емкостями, соответствующими каждому типу ВИП.
Неравномерность АЧХ ИВП не должна превышать значений, регламентированных в ЭД.
4.5.4 Определение электрической емкости пьезоэлектрического ВИП
ВИП с соединительным кабелем подключают ко входу низкочастотного измерительного моста переменного тока. Измеряют электрическую емкость ВИП с кабелем. Затем таким же образом определяют емкость соединительного кабеля, предварительно отсоединив его от ВИП. Емкость ВИП есть разность между первым и вторым измерениями.
Если ВИП имеет неразъемный кабель, то электрическую емкость кабеля не определяют.
Значение электрической емкости ВИП должно соответствовать значению, указанному в ЭД.
4.5.5 Проверка внутреннего сопротивления индукционного ВИП
К контактам разъема, соединенным с сигнальной катушкой индукционного ВИП, подключают омметр и измеряют внутреннее сопротивление сигнальной катушки.
Если сигнальная катушка имеет внутреннее сопротивление меньше значения, указанного в ЭД, то ВИП считают неисправным и поверку прекращают.
4.5.6 Определение действительного значения коэффициента преобразования ВИП
Поверяемый ВИП устанавливают на вибровозбудитель образцовой виброустановки, соединяют выход ВИП со входом электронного вольтметра (для пьезоэлектрических ВИП электронный вольтметр может быть присоединен через СУ).
Требования к электронному вольтметру приведены в Приложении 3. 2
Воспроизводят виброускорение с амплитудой не менее 10 м/с на фиксированной (базовой) частоте в диапазоне 20 - 1000 Гц для пьезоэлектрических ВИП и значение виброскорости не менее 6,28 мм/с на фиксированной частоте в диапазоне 50 - 200 Гц для индукционных ВИП и
снимают показания вольтметра.
Действительное значение коэффициента преобразования ВИП определяют по формуле (для пьезоэлектрических и индукционных соответственно):
U U
б б
К = ---------- и К = --, (10)
Да гамма а ДV V
СУ Д Д
где:
-2
К , К - действительное значение коэффициента преобразования, мВ/мс Да ДV -2 -1 -1 (пКл/мс ), мВ/ммс (мВ/мс ); U - показание электронного вольтметра, мВ;
б
а — значение виброускорения, воспроизводимое образцовой Д 2 виброустановкой, м/с ;
V — значение виброскорости, мм/с (м/с); Д
гамма - коэффициент передачи СУ (при отсутствии СУ гамма = 1). СУ СУ Если коэффициент преобразования пьезоэлектрического ВИП должен быть выражен в единицах заряда, то его действительное значение находят по
формуле:
U С
-3 б
К = 10 х ----, (11)
Д а
Д
где:
-2
К — коэффициент преобразования пьезоэлектрического ВИП, пКл/мс ; Д
С — емкость пьезоэлектрического ВИП с кабелем, определенная в п. 4.5.4, пф.
Если коэффициент преобразования пьезоэлектрического ВИП превышает 100 -2 -2 мВ/мс (пКл/мс ), допускается определять его при ускорениях не менее 4 -2 -2 -2 мс , для ВИП с коэффициентом 1000 мВ/мс (пКл/мс ) - при ускорениях не -2 -2 -2 менее 1 мс , а для ВИП с коэффициентом 0,01 мВ/мс (пКл/мс ) - при
-2
ускорениях выше 100 мс на базовой частоте более 1000 Гц.
Действительное значение коэффициента преобразования ВИП должно соответствовать значениям, указанным в ЭД.
4.5.7 Определение относительного коэффициента поперечного преобразования ВИП
Относительный коэффициент поперечного преобразования ВИП измеряют на фиксированной частоте в диапазоне 10 — 1000 Гц. Значение виброускорения для пьезоэлектрических ВИП и значение виброскорости для индукционных ВИП не должно превышать предельно допустимых значений для ВИП в поперечном направлении и должно выбираться таким, чтобы отношение «сигнал/шум» на выходе ВИП было не менее 14 дБ.
Поверяемый ВИП устанавливают на вибровозбудитель образцовой виброустановки при помощи специального переходника так, чтобы ось чувствительности ВИП была перпендикулярна к направлению колебаний и подсоединяют ВИП к входу вольтметра непосредственно или через СУ. Переходник должен обеспечивать поворот ВИП относительно его оси чувствительности на 360° через 30° (в обоснованных случаях — 45°).
Требования к переходнику приведены в Приложении 1.
Воспроизводят виброускорение или виброскорость (для индукционного ВИП) и снимают показания электронного вольтметра при положениях ВИП, соответствующих его повороту вокруг оси чувствительности на 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330°. Результаты измерений записывают в протокол (см. Приложение 2) и при необходимости строят диаграмму.
Относительный коэффициент поперечного преобразования К в процентах оп определяют по формуле:
U
1
К = ------------------ х 100 (12) оп гамма х а х К а СУ Д Да
или
U
1
К = -------- х 100, оп V х К V Д ДV
где:
U — показание электронного вольтметра (максимальное значение), мВ; 1
К , К - действительное значение коэффициента преобразования ВИП, Да ДV -2 -2 -1 -1 мВ/мс (пКл/мс ), мВ/ммс (мВ/мс ) (для индукционных ВИП); а - значение виброускорения, воспроизводимое образцовой Д 2
виброустановкой, м/с ;
V — значение виброскорости, мм/с (м/с); Д
гамма — коэффициент передачи СУ. СУ
Максимальное значение относительного коэффициента поперечного преобразования ВИП не должно превышать значений, указанных в ЭД.
4.5.8 Определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики ВИП
Неравномерность АЧХ ВИП определяют на фиксированных частотах (не менее 10 частот) или в непрерывном спектре во всем рабочем диапазоне при значении 2
виброскорости не менее 3 мм/с или виброускорения - не менее 8 м/с . Предпочтительными являются значения виброскорости и виброускорения, при
которых определялись К и К по п. 4.5.6. Значения частот выбирают из Да ДV ряда, приведенного в п. 4.5.1.2, начиная с 10 Гц. При этом по два значения должны быть в начале и в конце частотного диапазона (обязательно наличие верхней и нижней граничной частоты).
Поверяемый ВИП устанавливают на вибровозбудитель образцовой виброустановки и подключают к электронному вольтметру непосредственно или через согласующий усилитель.
Воспроизводят постоянную амплитуду виброускорения или виброскорости на различных частотах и снимают показания вольтметра.
Неравномерность АЧХ ВИП гамма в процентах определяют по формуле:
U - U
п б
гамма = ------- х 100, (13)
U
б
где:
U — максимальное или минимальное показание электронного вольтметра, п мВ;
U — показание электронного вольтметра на базовой частоте (значение б частоты, на которой определяется К по п. 4.5.6). Д
Значение неравномерности АЧХ ВИП должно соответствовать значениям, указанным в ЭД.
4.5.9 Определение нелинейности амплитудной характеристики ВИП
Нелинейность амплитудной характеристики ВИП определяют на одной из частот рабочего диапазона не менее чем при пяти значениях виброускорения или виброскорости, одно из которых должно равняться максимально допустимому значению для ВИП, а другое — соответствовать значению виброускорения или виброскорости, при котором определяли действительное значение коэффициента преобразования ВИП.
Поверяемый ВИП устанавливают на вибровозбудитель образцовой виброустановки, подключают к электронному вольтметру непосредственно или через СУ. Воспроизводят значение частоты и виброускорения или виброскорости, снимают показания вольтметра.
Нелинейность амплитудной характеристики дельта в процентах определяют а по формуле:
К - К
i ср
дельта = -------- х 100, (14)
а К
ср
где:
К — коэффициент преобразования при i-ом значении виброускорения или i
-2 -2 -1 -1 виброскорости, мВ/мс (пКл/мс ), мВ/ммс (мВ/мс ); К - среднее значение коэффициента преобразования:
ср
n
SUM К
i=1 i К = ------, ср n
Значение максимальной нелинейности АХ ВИП дельта не должно а max превышать значения, указанного в ЭД.
4.5.10 Определение частоты установочного резонанса пьезоэлектрических ВИП
Для определения частоты установочного резонанса ВИП применяют пьезоэлектрические или электродинамические вибровозбудители.
Крепление ВИП к вибровозбудителю должно осуществляться в соответствии с требованиями НТД на ВИП. В отдельных случаях допускается применение переходника, не вносящего резонанса в диапазоне исследуемых частот. Резонансная частота системы «вибровозбудитель — образцовый ВИП» должна быть не менее чем в 1,2 раза больше резонансной частоты поверяемого ВИП.
ВИП устанавливают на вибровозбудитель образцовой виброустановки, подсоединяют его к входу вольтметра. Сигнал с ВИП подают также на вертикальные пластины двухлучевого осциллографа, на горизонтальные пластины которого подают сигнал с генератора частоты.
Схема соединения средств поверки приведена на рисунке.
| 2 | |||||||||
| 1 | 5 | ||||||||
Изменяя частоту колебаний вибровозбудителя при постоянном значении виброускорения, отмечают значение частоты, при которой показание электронного вольтметра максимально, а на экране осциллографа наблюдают изменение фазы сигнала с поверяемого ВИП на 90° по сравнению с сигналом задающего генератора.
Значение частоты установочного резонанса ВИП не должно отличаться от значения, указанного в ЭД на ВИП.
4.5.11 Определение частоты поперечного резонанса ВИП
Частоту поперечного резонанса ВИП определяют методом, изложенным в п. 4.5.10, при этом ВИП должен быть закреплен на вибровозбудителе (можно с помощью переходника) таким образом, чтобы ось чувствительности ВИП была перпендикулярна направлению колебаний, а направление максимальной поперечной чувствительности совпадало с направлением колебаний.
Значение частоты поперечного резонанса ВИП не должно отличаться от значения, указанного в ЭД на ВИП.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1 Расчет погрешности ВИП
Расчет погрешности ВИП производят при доверительной вероятности 0,95 по формуле:
________________________________________________
/ 2 2 2 2 2 ДЕЛЬТА = 1,1 \/дельта + ДЕЛЬТА + гамма + дельта + ДЕЛЬТА , (15) ВИП о п а В
max
где:
дельта — погрешность образцового средства измерения; о
ДЕЛЬТА — погрешность, вызванная наличием поперечного движения п вибростола образцовой виброустановки
ДЕЛЬТА = К х К , п пвс оп
где:
К — коэффициент, характеризующий поперечное движение пвс вибровозбудителя;
К — относительный коэффициент поперечного преобразования ВИП; оп
ДЕЛЬТА — погрешность измерительного прибора. В
Если определяется частота установочного резонанса f по п. 4.5.10, уст то неравномерность АЧХ ВИП гамма в диапазоне частот при периодической поверке вычисляется в процентах по формуле:
<pre class="legal-pre"> ┌ 1 ┐
гамма = │----------- - 1│ х 100, (16)
│ f │
│ max 2 │
│1 - (----) │
│ f │
└ уст ┘</pre>
где f — верхняя граничная частота. max
Предел погрешности ВИП не должен превышать значений, указанных в ЭД, и предела допускаемой погрешности, указанного в ГОСТ 8.138-84.
5.2 Расчет погрешности виброметра
Расчет погрешности виброметра производят при доверительной вероятности 0,95 по следующей формуле:
______________________
/ 2 2 2 ДЕЛЬТА = 1,1 \/дельта + ДЕЛЬТА + ню , (17) в дельта о 1
где:
ДЕЛЬТА — основная погрешность виброметра в рабочих диапазонах амплитуд ________________
/ 2 2
и частот (ДЕЛЬТА = \/дельта + дельта );
а f
ню - нестабильность виброметра за время работы:
1
При поэлементной поверке виброметра погрешности рассчитывают по формуле:
_________________________
/ 2 2 2 ДЕЛЬТА = 1,1 \/ДЕЛЬТА + гамма + ню , (18) в дельта ВИП ИПВ 2 где ню - нестабильность измерительного прибора виброметра за время
2
работы,
ню = 0,5 гамма . 2 ИПВ
Предел погрешности виброметра не должен превышать значений, указанных в ЭД, и предела допускаемой погрешности, указанного в ГОСТ 8.138-84.
6. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ
6.1. На виброметры и ВИП, признанные годными, выдается свидетельство о поверке по форме, установленной Госстандартом СССР. На обратной стороне свидетельства записывают результаты поверки по форме, приведенной в Приложениях 4 и 5.
6.2. Виброметры и ВИП, не удовлетворяющие требованиям настоящих Методических указаний, к выпуску и применению не допускаются, на них выдается свидетельство о непригодности с указанием причин.
Приложение 1
Обязательное
1. Требования и конструкция переходника.
1.1. Конструкция переходника должна обеспечивать такое крепление поверяемого ВИП к вибровозбудителю образцовой виброустановки, которое будет использоваться при работе ВИП на объекте. Крепление переходника к вибровозбудителю должно обеспечиваться с помощью резьбового соединения.
Примечание. В технически обоснованных случаях для крепления ВИП к вибровозбудителю или переходнику, кроме резьбового крепления с помощью шпильки, допускается применение жестких клеевых соединений (циакрин).
1.2. Конструкция переходника должна обеспечивать соосное расположение поверяемого и образцового ВИП при поверке методом сличения.
1.3. Допускаемое отклонение направления оси чувствительности ВИП (образцового и поверяемого) от направления колебаний вибровозбудителя не должно превышать 0,5°.
1.4. Резьбовые крепления ВИП и переходника должны быть выполнены по отношению к посадочным плоскостям под углом (90 +/- 0,5)°.
1.5. Параметр шероховатости контактирующих поверхностей переходника не более 0,16 мкм.
1.6. Отклонение от плоскости контактирующих поверхностей переходника и ВИП не должно быть более 0,01.
1.7. Конструкция переходника должна обеспечивать минимальное расстояние между образцовым и поверяемым ВИП во избежание возникновения в этом промежутке резонансных явлений.
1.8. Масса переходника с установленным на нем поверяемым и образцовым ВИП не должна превышать массы, обусловленной грузоподъемностью вибровозбудителя образцовой виброустановки в заданном диапазоне частот.
2. Дополнительные требования к конструкции переходника для определения относительного коэффициента поперечного преобразования ВИП.
2.1. Переходник должен обеспечивать крепление поверяемого ВИП к вибровозбудителю так, чтобы ось чувствительности ВИП располагалась относительно направления колебаний вибровозбудителя под углом (90 +/- 0,5)°.
2.2. Переходник должен обеспечивать поворот поверяемого ВИП вокруг его оси чувствительности на 360° через 30°.
2.3. Остальные требования по п. п. 1.4 - 1.8 настоящего Приложения.
ПРОТОКОЛ определения относительного коэффициента поперечного преобразования виброизмерительного преобразователя
N ____________ типа _____________ на образцовой виброустановке N ____________ типа
1. <a id="p100276"></a>Воспроизводимое виброускорение а
Д
2. <a id="p100277"></a>Действительное значение коэффициента преобразования К
Д
3. <a id="p100278"></a>____________________________________________________________________
Угол поворота 0° 30° 60° 360° ____________________________________________________________________
Выходное напряжение, В ____________________________________________________________________
4. <a id="p100281"></a>Относительный коэффициент поперечного преобразования не более ______
1. Электронный вольтметр должен обладать входным сопротивлением (на базовой частоте ВИП) не менее 20 МОм.
2. Электронный вольтметр должен иметь входную емкость не более 20 пф.
3. Нижний предел измеряемых напряжений должен быть не более 1 мВ.
4. Вольтметр должен иметь выход по переменному напряжению от внутреннего усилителя.
5. Погрешность электронного вольтметра не должна превышать погрешности электронного вольтметра класса 1.
1. Максимальное значение основной погрешности виброметра в рабочем диапазоне частот и амплитуд
по виброускорению не более _______________________%;
по виброскорости не более ________________________%;
по виброперемещению не более _____________________%.
2. Погрешность виброметра по виброускорению в диапазоне частот ________ Гц не более _______%, по виброскорости в диапазоне частот _______ Гц не более _______%, по виброперемещению в диапазоне частот _______ Гц не более _______%.
ЗАПИСИ НА ОБРАТНОЙ СТОРОНЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА О ПОВЕРКЕ ВИП
1. <a id="p100300"></a>Действительное значение коэффициента преобразования на базовой
частоте _______ Гц К _______________ Д
2. <a id="p100301"></a>Неравномерность АЧХ ____________________
-
Нелинейность <*> АХ ____________________
<*> Определяется только при первичной поверке.
Справочное
Рабочий диапазон — область значений измеряемого параметра вибрации, для которой нормированы допускаемые погрешности.
Базовая частота — частота, на которой коэффициент преобразования ВИП определяется с максимальной точностью.