ISO 16063-13-2001 Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 13 Primary shock calibration using laser interferometry《振动和冲击传感器校准方法 第13.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE ISO 16063-13 Premire dition 2001-12-01 Numro de rfrence ISO 16063-13:2001(F) ISO 2001 Mthodes pour ltalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs Partie 13: talonnage primaire de chocs par interfromtrie laser Methods for the calibration of vibration and shock transducers

2、 Part 13: Primary shock calibration using laser interferometryISO 16063-13:2001(F) ii ISO 2001 Tous droits rservs PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis

3、, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant luti- lisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement de ce fichier, les parties concernes acceptent de fait la res- ponsabilit de ne pas enfreindre les condition

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6、s. ISO 2001 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quel- que forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-

7、aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.ch Web www.iso.ch I mp ri m e nS u i s s eISO 16063-13:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs iii Sommaire Page 1 Domaine da

8、pplication 1 2 Rfrences normatives . 1 3 Incertitude de mesure . 1 4 Exigences pour lappareillage . 2 4.1 Gnralits 2 4.2 Machine chocs fonde sur le mouvement du corps rigide dune enclume . 2 4.3 Machine chocs fonde sur la propagation dondes dans une longue barre mince . 2 4.4 Bloc(s) sismique(s) pou

9、r machine chocs et interfromtre laser 4 4.5 Laser 4 4.6 Interfromtre 6 4.7 Oscilloscope 7 4.8 Appareil enregistreur de formes dondes avec interface informatique . 7 4.9 Ordinateur avec programme de traitement des donnes 7 4.10 Filtres . 7 4.11 Autres exigences . 7 5 Conditions ambiantes . 8 6 Acclra

10、tions et dures de signal de choc prfrentielles . 8 7 Mthode 8 7.1 Mode opratoire 8 7.2 Acquisition des donnes 9 7.3 Traitement des donnes 9 8 Consignation des rsultats de ltalonnage 13 Annexes A Expression de lincertitude de mesure de ltalonnage. 15 B Explication des modes opratoires . 17 C Autre mt

11、hode de calcul de lamplitude et du dcalage de phase de la sensibilit complexe 21 Bibliographie 23ISO 16063-13:2001(F) iv ISO 2001 Tous droits rservs Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lI

12、SO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO partic

13、ipent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 3. Les projets de Normes internat

14、ionales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments de la prsente partie de lISO 16063 peuvent fai

15、re lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. La Norme internationale ISO 16063-13 a t labore par le comit technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mcan

16、iques, sous-comit SC 3, Utilisation et talonnage des instruments de mesure des vibrations et des chocs. LISO 16063 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Mthodes pour ltalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs: Partie 1: Concepts de base Partie 11: talonnage primair

17、e de vibrations avec interfromtre de laser Partie 12: talonnage primaire de vibrations par mthode rciproque Partie 13: talonnage primaire de chocs par interfromtrie laser Partie 21: talonnage secondaire de vibrations par comparaison Lannexe A constitue un lment normatif de la prsente partie de lISO

18、16063. Les annexes B et C sont donnes uniquement titre dinformation.ISO 16063-13:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs v Introduction La sensibilit au choc est dfinie comme la relation entre les valeurs de crte de la grandeur de sortie de lacclromtre et lacclration. nest pas une valeur unique mais peu

19、t varier en fonction de la dure et de la forme du signal de choc et de la largeur de bande au-dessus de laquelle la sensibilit du capteur soumis lessai et la rponse en frquence de lamplificateur de conditionnement optionnel sont suffisamment uniformes. La sensibilit complexe une frquence calcule dan

20、s le domaine frquentiel constitue la grandeur unique applicable aux essais de linarit des acclromtres. La prsente partie de lISO 16063 utilise les procdures de traitement des donnes qui permettent de calculer lamplitude et le dcalage de phase de la sensibilit complexe, en complment ou en remplacemen

21、t de la sensibilit au choc (voir lannexe informative C). La mthode spcifie dans la prsente partie de lISO 16063 est fonde sur la mesure absolue de la variation temporelle du mouvement. Elle scarte fondamentalement dune autre mthode dtalonnage des chocs fonde, elle, sur le principe de la variation de

22、 vitesse et dcrite dans lISO 16063-1. Par consquent, la sensibilit au choc diffre fondamentalement de la constante dtalonnage obtenue avec la mthode prcdente, mais est conforme la constante dtalonnage cite dans lISO 5347-4 1) . 1) rviser en tant que ISO 16063-22. S sh S sh f n S n n S shNORME INTERN

23、ATIONALE ISO 16063-13:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs 1 Mthodes pour ltalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs Partie 13: talonnage primaire de chocs par interfromtrie laser 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 16063 spcifie lappareillage et le mode opratoire pour ltalon

24、nage primaire de chocs des acclromtres rectilignes, utilisant linterfromtrie laser pour dtecter le dplacement en fonction du temps pendant le choc. Cette mthode est applicable pour une gamme de dures du signal de choc comprise entre et et une gamme de valeurs de crte comprise entre et (en fonction d

25、e la dure du signal de choc). Cette mthode permet dobtenir la sensibilit au choc. 2 Rfrences normatives Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente partie de lISO 16063. Pour les rfr

26、ences dates, les amendements ultrieurs ou les rvisions de ces publications ne sappliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fonds sur la prsente partie de lISO 16063 sont invites rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des documents normatifs indiqus ci-aprs.

27、 Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document normatif en rfrence sapplique. Les membres de lISO et de la CEI possdent le registre des Normes internationales en vigueur. ISO 5347-22, Mthodes pour ltalonnage de capteurs de vibrations et de chocs Partie 22: Essai de rsonance par acclromt

28、res Mthodes gnrales ISO 16063-1, Mthodes pour ltalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs Partie 1: Concepts de base ISO 16063-11, Mthodes pour ltalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs Partie 11: talonnage primaire de vibrations avec interfromtre de laser 3 Incertitude de me

29、sure Les limites de lincertitude de mesure de la sensibilit au choc doivent tre les suivantes: de la lecture une valeur de crte de rfrence de et une dure de signal de choc de rfrence de et aux positions de gain de lamplificateur de rfrence; pour toutes les valeurs de crte dacclration et les dures du

30、n signal de choc. Les spcifications dincertitude mentionnes ci-dessus sont valables pour ltalonnage de capteurs dun niveau de prcision acceptable (par exemple les acclromtres talons) dans la mesure o il est pris grand soin que les composantes dincertitude soient maintenues un niveau suffisamment fai

31、ble pour satisfaire aux spcifications (pour les valeurs dincertitude, voir lannexe A). En particulier, lnergie spectrale produite par lexcitation dun mode quelconque de rsonance inhrent la structure du capteur, ou de la machine chocs lors de ltalonnage, doit tre faible par rapport lnergie spectrale

32、comprise dans la gamme de frquences de ltalonnage. Lessai de rsonance du capteur doit tre effectu conformment lISO 5347-22. Cette exigence peut gnralement empcher lutilisation des signaux de choc dure relativement courte cits dans les articles 1 et 6. 0,05 ms 10 ms 10 2 m/s 2 10 5 m/s 2 1 % 1 000 m/

33、s 2 2ms 6 2%ISO 16063-13:2001(F) 2 ISO 2001 Tous droits rservs Tous les utilisateurs de la prsente partie de lISO 16063 doivent tablir des valeurs dincertitude conformment lannexe A afin de documenter leur niveau dincertitude. NOTE Lincertitude de mesure est exprime comme lincertitude de mesure tend

34、ue conformment lISO 16063-1 (appele incertitude sous une forme abrge). 4 Exigences pour lappareillage 4.1 Gnralits Le prsent article recommande des spcifications relatives lappareillage, ncessaires pour satisfaire le domaine dapplication de larticle 1 et pour obtenir les incertitudes de larticle 3.

35、4.2 Machine chocs fonde sur le mouvement du corps rigide dune enclume La machine chocs doit fonctionner avec un marteau (projectile) qui doit pouvoir dplacer et frapper une enclume (cible) laquelle lacclromtre est attach. Le marteau doit transmettre un mouvement lenclume qui doit pouvoir acclrer lib

36、rement et de manire rectiligne pendant que le marteau doit tre attrap automatiquement. Des ressorts dacier ou des tampons en caoutchouc, en papier ou tout autre matriau gnrateur dimpulsions, doivent tre placs entre le marteau et lenclume afin dobtenir la dure de signal de choc et la forme dsires. Le

37、s signaux de choc obtenus doivent avoir une forme plus ou moins demi-sinus, demi-sinus carre ou la forme dune acclration de type gaussien. Les frquences de rsonance du marteau et de lenclume doivent tre dau moins , o est la dure du signal de choc. Afin dviter des influences de rsonance dans la struc

38、ture de la machine chocs, le marteau et lenclume doivent fonctionner indpendamment de la structure. Le marteau et lenclume doivent tre aligns avec une distance maximale entre leurs axes de . Lenclume doit tre soutenue de sorte quaucune force dissymtrique ne cause de rotation ni dcarts par rapport au

39、 mouvement rectiligne. La surface sur laquelle lacclromtre doit tre mont doit avoir une valeur de rugosit, donne comme lcart moyen arithmtique, , infrieure . La planit de la surface doit tre telle que la surface puisse tre contenue entre deux plans parallles distants de , au-dessus de la zone corres

40、pondant la surface de montage maximale de tout capteur talonner. Le trou perc et taraud pour la connexion de lacclromtre doit avoir une tolrance de perpendicularit par rapport la surface , cest-dire que laxe du trou doit se trouver dans une zone cylindrique de de diamtre et dune hauteur gale la prof

41、ondeur du trou. NOTE 1 Les exigences susmentionnes peuvent tre satisfaites lorsque lenclume ou le marteau ou les deux est/sont quip(s) de coussins dair (voir Figure 1 et rfrence 1). La machine chocs illustre la Figure 1 permet de gnrer des impulsions de forme dacclration demi-sinus carre 6. NOTE 2 I

42、l est possible que certaines machines chocs conventionnelles utilises pour les talonnages de chocs par comparaison conformment lISO 5347-4 (voir 2 et 3) ne causent pas un mouvement qui puisse tre mesur avec prcision par interfromtre laser. 4.3 Machine chocs fonde sur la propagation dondes dans une l

43、ongue barre mince La machine chocs doit tre principalement constitue dun lment mobile, par exemple une bille dacier (projectile), qui doit tre projet contre un lment modrateur (par exemple une autre bille dacier de mme diamtre) attach une barre sur laquelle lacclromtre doit tre fix sur la surface in

44、frieure oppose. Afin dviter des influences de rsonances dans la structure de la machine chocs, la barre doit tre soutenue de manire flexible. Le marteau et la barre-enclume doivent tre suffisamment aligns pour satisfaire aux exigences dincertitude de larticle 3. 10=T T 0,2 mm Ra 1 m 5 m 10 m 10 mISO

45、 16063-13:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs 3 Lgende 1 Machine chocs (4.2) 2 Unit ressort 3 Marteau (par exemple acier, diamtre , longueur ) 4 Tampon 5 Enclume (par exemple acier, diamtre , longueur ) 6 Acclromtre 7 Amplificateur 8 Enregistreur numrique de formes dondes (4.8) 9L a s e r ( 4.5) 10

46、Interfromtre (4.6) 11 Dtecteurs de lumire (4.6) 12 1 er bloc sismique (4.4) 13 2 e bloc sismique (4.4) Figure 1 Exemple dun systme de mesure pour ltalonnage de chocs fond sur le mouvement du corps rigide dune enclume (gamme des valeurs de crte dacclration comprise entre et ) 30 mm 200 mm 30 mm 200 m

47、m 100 m/s 2 5 000 m/s 2ISO 16063-13:2001(F) 4 ISO 2001 Tous droits rservs Tout cart par rapport au mouvement rectiligne de la surface de montage de lacclromtre doit tre suffisamment faible, au moins durant la dure de mesurage significative pour lacquisition des donnes (maximum: ), afin dobtenir lincertitude dtalonnage prescrite. La machine chocs doit tre quipe dun dispositif permetta