GB T 5170.21-2008 电工电子产品环境试验设备基本参数检验方法.振动(随机)试验用液压振动台.pdf

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1、电工电子产品环境试验设备基本参数检验方法振动(随机)试验用液压振动台Inspection methods for basic parameters of environmentaltesting equipments for electric and electronic products-Hydraulic vibrating type machines for vibration(random)test20081 230发布 2009-1101实施宰瞀徽鬻獬譬矬瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会仅19GBT 5170212008前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4检验项目5检验用主要仪器

2、及要求6检验条件7一般规定8检验方法9数据处理结果与检验结果10检验周期-附录A(资料性附录)检验项目的选择附录B(资料性附录) 基本参数允许误差目 次。i228891刖 吾GBT 5170212008GBT 51 70目前包括以下21个部分：GBT 51701 电工电子产品环境试验设备检验方法 总则；GBT 51702 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度试验设备；GBT 51705 电工电子产品环境试验设备检验方法湿热试验设备；一一GBT 51708电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法盐雾试验设备；GBT 51709 电工电子产品环境试验设备检验方法太阳辐射试验设备；GBT51

3、7010 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法高低温低气压试验设备；GBT 5170II 电工电子产品环境试验设备检验方法腐蚀气体试验设备；GBT 517013 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 振动(正弦)试验用机械振动台；GBT 517014 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动(正弦)试验用电动振动台；一GBT 517015电工电子产品环境试验设备基本参数捡定方法振动(正弦)试验用液压振动台；GBT 517016 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法稳态加速度试验用离心机；GBT 517017 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法低温低气压湿热综合顺序试验设备

4、；一GBT 517018 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 温度湿度组合循环试验设备；GBT 517019 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度振动(正弦)综合试验设备；GBT 517020 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法水试验设备；GBT 517021 电工电子产品环境试验设备基本参数检验方法振动(随机)试验用液压振动台。本部分是GBT 5170的第21部分。本部分由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SACTC 8)提出并归口。本部分起草单位：信息产业部电子第五研究所。本部分主要起草人：郑术力、肖建红。电工电子产品环境试验设备基本参数检验方法振动(

5、随机)试验用液压振动台GBT 51702120081 范围GBT 5170的本部分规定了振动(随机)试验用液压振动台在进行定型鉴定，首次检验和定期检验时的检验项目、检验用主要仪器及要求、检验条件、检验时的一般规定、检验方法及检验结果等内容。本部分适用于按GBT 242356和GBT 242425进行振动试验用液压振动台(以下简称振动台)基本参数的检验方法。本部分也适用于类似试验设备的检验。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 5170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

6、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。GBT 242356电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动(数字控制)和导则(GBT 242356-2006，IEC 60068264：1993，IDT)GBT 242425 电工电子产品环境试验第3部分：试验导则地震试验方法GBT 51701 2008 电工电子产品环境试验设备检验方法总则GBT 517015 电工电子产品环境试验设备基本参数检验方法振动(正弦)试验用液压振动台3术语和定义GBT 51701 2008确立的术语和定义适用于本部分。4检验项目本部分规定的检验项目如下：一-GBT

7、 517015规定的参数；额定参数(最大随机动态力、最大负载、最大加速度总均方根值)；振动控制仪随机自闭环加速度功率谱控制动态范围；振动控制仪随机信号平稳性、正态分布和各态历经性；振动控制仪通道一致性；一一试验系统随机加速度功率谱控制动态范围；试验系统随机振动加速度总均方根值带外带内比值；试验系统随机加速度总均方根值示值误差；一一试验系统随机加速度功率谱密度示值误差；试验系统随机加速度总均方根值和加速度功率谱密度控制精度。1GBT 51702120085检验用主要仪器及要求51 正弦振动参数测量仪器正弦振动参数测量主要仪器及要求参照GBT 517015。52随机振动参数测量仪器动态信号分析仪，

8、加速度总均方根值测量结果的扩展不确定度应优于1(一2)；加速度功率谱密度测量结果的扩展不确定度应优于5(一2)；动态范围不小于72 dB。6检验条件61受检试验设备在检验时的气候条件、电源条件、用水条件和其他条件应符合GBT 51 701 2008第4章的规定。62受检试验设备的外观和安全要求应符合GBT 517012008第8章的规定。7一般规定71检验用负载检验用负载应是外形对称的刚性体，其质量、质心高、表面粗糙度及安装偏心距应符合有关规定。负载与台面刚性连接，其安装共振频率应在试验频率以外。72传感器加速度计(或位移传感器和速度传感器)应刚性地固定在台面中心或靠近控制传感器的位置。8检验

9、方法81安装负载根据检验要求选择空载检验或安装检验用负载。检验用负载应满足本部分第7章的要求。8，2安装传感器振动台按规定准备完毕，按第7章的要求，如图1在振动台台面或负载上安装加速度传感器，并连接好测量系统。图1测量系统连接图83正弦振动参数的检验按照GBT 517015规定的检验项目和检验方法进行检验。84振动控制仪随机自闭环加速度功率谱控制动态范围的检验振动控制仪采用图2谱形在适当量级上做随机自闭环控制，信号发生器的输出端接动态信号分析仪，如图3所示。动态信号分析仪采用海宁窗函数，幅值采用对数坐标。测量控制仪所能均衡的动态范围。2GBT 5170212008 2 10注：、，2分别为产品

10、说明书中给出的频率下限值和频率上限值。图2 控制仪随机自闭环加速度功率谱控制动态范围设置图3 控制仪随机自闭环加速度功率谱控制动态范围检验框图85振动控制仪随机信号的检验振动控制仪采用图4谱形在适当量级上作随机自闭环控制，信号发生器的输出端接动态信号分析仪，如图3所示。动态信号分析仪采用矩形窗函数。观察其时域波形、自相关函数、概率密度和概率分布函数。时域波形应无周期性，自相关函数幅值逐渐衰减，概率密度和分布曲线与理论正态分布概率密度和分布曲线相比较，观察其一致性，形状应无严重畸变。92Hz注：、，2分别为产品说明书中或技术协议给出的频率下限值和频率上限值。图4振动控制仪随机信号的检验谱形设置8

11、51 随机信号平稳性检验8511定性检验方法采用动态信号分析仪观察振动控制仪的时域输出波形，若信号的平均值波动很小，波形的峰谷变化比较均匀及频率结构比较一致，而且从不同的时间样本记录测得的均方值等效，则可认为被测随机信号是平稳的。GBT 51702120088512轮次检验方法85121 采用动态信号分析仪采集振动控制仪输出信号的一个样本记录，把此样本记录分成等间距的N个子段，测量每段的均方值。8，5122确定该组均方值的中间值。85123采用“+”，“一”号区别测量值，大于中间值记为“+”号，小于中间值记为“一”号。85124按原来的时间顺序排列用“+”和“一”标出的测量值，计算出轮次数目。

12、85125按表1判断随机信号的平稳性，其中a为显著水平。表1轮次表口一010 口一005 tt-001N下限 上限 下限 上限 下限 上限8 3 610 4 7 3 8】2 4 9 4 9 3 10】4 5 10 4 ll 4 1l16 6 11 5 12 4 1318 7 12 6 13 S 1420 7 14 7 14 5 1522 7 16 7 16 5 1824 8 17 7 18 6 1926 9 18 8 19 7 2028 10 19 9 20 7 ZZ30 ll 22 i0 21 8 2332 11 22 11 22 9 2434 12 23 11 24 10 2536 13

13、Z4 12 25 10 2738 14 25 1 3 26 1l 2840 15 26 14 27 12 2950 19 32 18 33 16 3560 24 37 22 39 20 41852随机信号周期性检验8521定性检验方法采用动态信号分析仪测量振动控制仪输出信号的自相关函数，若其自相关函数在时间延迟很大时接近于零，则认为被测信号无周期分量。若自相关函数衰减为重复的周期振荡，则被测信号含有周期分量。8522方差检验方法85221 采用动态信号分析仪测量振动控制仪T5长的输出信号，观察其功率谱密度曲线是否有陡峰。若有一个或多个陡峰，按下述方法检验。85222把记录的样本分成等间距的N个

14、子段，测量每段的均方值(一般限制NQ01BT)。85223假设测量的样本信号是随机的，按式(1)计算期望的标准化方差：4一BT。式中：B分析仪滤波器带宽；LTN。85224按式(2)计算均方测量值实际的标准化方差：p一壶睁竺二壶墅(专G1)2式中：G。第i段均方测量值。GBT 5170212008(2)85225按式(3)计算实际的与期望的标准化方差之比：0Rc一； (3)若在统计上R等效于1，则认为功率谱密度曲线陡峰是由窄带随机信号引起的；若R。显著地小于1，则认为功率谱密度曲线陡峰是由周期分量引起的。判断R。等效于1的标准为： R。皆舭。一1R。铧舢。1式中：z；。(N一1)自由度N一1的

15、卡埃平方分布；a判断的显著性水平。853 随机信号正态性检验8531定性检验方法采用动态信号分析仪测量振动控制仪输出信号的概率密度曲线，并与理论正态概率密度分布曲线相比较。若曲线呈对称钟形，且其上没有断痕和尖峰，则被测信号概率密度为正态分布。8532卡埃平方拟合优度检验方法85321 采用动态信号分析仪测量振动控制仪输出信号的一个样本，按递增次序排列：z1z2,273z。85322按子样大小确定分组区间：当n一200时，一1820；当n一400时，k一2530；当n一1 000时，一3540。85323按P一1k确定每个区间的概率，并由标准正态概率分布表查出每个区间限所要求的乙值。85324

16、由式(4)和式(5)计算样本均值x和方差S 2：叉一去塾 n_sz一击塞(z。一x)285325按z=s互+x计算标准化区间限。85326把区间限用到样本记录上，确定频数。85327按式(6)计算每个分组区间频数偏离期望频数F的标准化平方偏差和(4)(5)GBT 5170212008z2一(F一，J)2F (6)式中：Fnk。85328选取自由度可k一3，显著水平a，查卡埃平方分布表确定接受域，判断是否符合正态性假设。86 多通道振动控制仪任意两通道之间一致性的检验多通道振动控制仪在工作频率范围内设置平直谱，在适当的量级上作随机自闭环控制。一个通道作为控制通道，其他通道作为测量通道。控制仪输出

17、任两通道之间的传递特性，观察其幅值比和相位差。其99以上的测量值应符合附录B的规定。87额定参数检验871 最大加速度总均方根值的检验振动台空载，按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，峰值因子设为3，容差限设为士3 dB，按有关技术文件设置最大加速度总均方根值，并均衡控制，连续振动5 min，采用动态信号分析仪或数字电压表测量其加速度总均方根值，其结果应满足产品说明书或技术协议的要求。92Hz注；厂2为产品说明书中给出的频率上限值。图5额定参数检验谱形设置872最大随机动态力的检验将振动台的负载刚性安装在振动台台面中心部位，按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，峰值因子设为3，容差

18、限设为3 dB，按式(7)计算结果设置加速度总均方根值，并均衡控制，连续振动5 min，采用动态信号分析仪或数字电压表测量其加速度总均方根值，其结果应满足产品说明书或技术协议的要求。 n一熹：(7)式中：n 加速度总均方根值；F 振动台额定随机动态力，m。 振动台运动部件质量；m。 振动台负载质量。873最大负载的检验将额定质量的负载刚性安装在振动台台面中心部位，按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，峰值因子设为3，容差限设为3 dB，按产品说明书要求设置加速度总均方根值，并均衡控制，连续振动5 min，采用动态信号分析仪或数字电压表测量其加速度总均方根值，其结果应满足产品说明书GBT

19、5170212008或技术协议的要求。88试验系统加速度功率谱控制动态苑国的检验按82连接好测量系统。控制仪按图2设置谱形，其加速度总均方根值设置在适当量级，振动控制系统均衡控制，采用动态信号分析仪测量振动台台面的加速度功率谱控制动态范围，动态信号分析仪采用海宁窗函数，取100次以上的平均次数，幅值采用对数坐标，记录并量取动态范围值。89试验系统振动加速度总均方根值带外带内比值的检验按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，其加速度总均方根值设置在适当量级，振动控制系统均衡控制，采用动态信号分析仪测量振动台台面的加速度功率谱密度，幅值采用线性坐标，基带分析，海宁窗函数，取100次以上的平均次

20、数，分别测量1 Hz200 Hz和200 Hz1 000 Hz两个频段的加速度总均方根值n。和A。，按式(8)计算频带外加速度总均方根值与频带内加速度总均方根值之比R。R=瓦Abl。810试验系统加速度总均方根值示值误差的检验(8)按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，其加速度总均方根值设置在适当量级A，振动控制系统均衡控制，采用动态信号分析仪测量振动台台面的加速度总均方根值，幅值采用线性坐标，基带分析，海宁窗函数，测量频率范围l Hz200 Hz，取100次以上的平均次数，读取加速度总均方根值10次以上，计算其平均值A，按式(9)计算试验系统加速度总均方根值示值误差以。 以=警1008

21、11试验系统加速度功率谱密度示值误差的检验(9)按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，其平直段加速度功率谱密度值设置在适当量级S 7一sn，振动控制系统均衡控制。采用动态信号分析仪测量振动台台面的加速度功率谱密度，幅值采用线性坐标，采用海宁窗函数，取平均次数120次，在谱形的平直段任取3个频率点，测量各频率点加速度功率谱密度值，重复lo次，计算其平均值s。，按式(10)计算试验系统加速度功率谱密度示值误差以so。o， p以sD一ASiD-一ASD100 (10)oAsD812试验系统加速度总均方根值和加速度功率谱密度控制精度的检验按82连接好测量系统。控制仪按图5设置谱形，振动控制系统均

22、衡控制。8121按810测量振动台台面加速度总均方根值的平均值A，每隔z rain测量1次，共测量5次，按式(11)分别计算每次加速度总均方根值的控制精度。cn一20lg式中：C。 加速度总均方根值控制精度；A 各次测量加速度总均方根值的平均值iA 7 试验系统设置的加速度总均方根值。8122在图5谱形的平直段任取一频率点，采用动态信号分析仪测量振动台台面的加速度功率谱密度，采用海宁窗函数，取平均次数10次，每次测量取5个读数，计算其平均值亏。每隔2 rain测量1次，共测量5次，按式(12)分别计算每次加速度功率谱密度值的控制精度。CD一20 19笋3 AsD(12)GBT 51702120

23、08式中：Co加速度功率谱密度值的控制精度；sAsD各次测量功率谱密度值的平均值；S一sD试验系统设置的加速度功率谱密度值。9数据处理结果与检验结果91数据处理结果数据处理结果应符合有关标准、合同的要求。92检验结果按GBT 51701一z008第10章的规定出具检验报告。10检验周期按GBT 517012008第6章的规定。8附录A(资料性附录)检验项目的选择GBT 5170212008除非有关规范另有规定，振动台作定型鉴定、出厂验收检验及定期检验时，正弦部分参数按GBT 517015选择检验项目，检验项目见表A1；随机部分按表A2选择检验项目。未经定型鉴定的，出厂验收检验项目按定型鉴定项目

24、选取。表A1 正弦部分检验项目的选择对应序号 检验项目 定型鉴定 首次验收检验 定期检验 GBT 51701 5童节1 最大载荷 o o2 频率范围 o o空载 o A3 最大位移幅值满载 o o空载 o 4 最大速度幅值满载 o o空载 o A5 最大加速度幅值满载 o o空载 o o o6 波形失真度满载 0 空载 o o o7 横向振动比满载 o A8 台面振动幅值均匀度 o o o9 频率指示误差 o o o10 频率稳定度 o 11 振动幅值指示误差 o o o12 加速度信噪比 o o 13 扫频速率误差 o o空载 o o o14 定振精度满载 o15 辐射噪声最大声压级 o16

25、 连续工作时间 o 注：符号“o”表示必须检验的项目；符号“”表示抽样检查或视情况选择检验(指检验方或被检验方中任一方提出需检验)的项目。GBT 5170212008表A2检验项目的选择序号 检验项目 定型鉴定 首次验收检验 定期检验 对应章节振动控制仪随机自闭环加速度功率谱1 o o 84控制动态范围振动控制仪随机信号检验(平稳性、正2 o o 85态分布和各态历经性检验)3 振动控制仪通道一致性 o 86额定参数(最大随机动态力、最大负载、4 o o 8 7最大加速度总均方根值)试验系统随机加速度功率谱控制动态5 o o o 88范围试验系统随机振动加速度总均方根值6 o o 8 9带外带

26、内比试验系统随机加速度总均方根值示值7 o o o 810误差试验系统随机加速度功率谱密度示值8 o o o 811误差试验系统随机加速度总均方根值和加9 o o o 812速度功率谱密度控制精度注：符号“o”表示必须检验的项目；符号“”表示抽样检查或视情况选择检验(指检验方或被检验方中任一方提出需检验)的项目。10附录B(资料性附录)基本参数允许误差GBT 5170212008除非有关规范另有规定，振动台检验时，额定参数要求与型号规格规定一致；正弦部分参数的允许误差参照GBT 517015，随机部分参数的允许误差参照表B1。表B1基本参数误差要求序号 检验项目 允许误差1 振动控制仪随机自闭环加速度功率谱控制动态范围 35 dB幅值比：o2 dB2 振动控制仪通道一致性相位差：2。3 试验系统加速度功率谱控制动态范围 25 dB4 试验系统振动加速度总均方根值带外带内比 105 试验系统加速度总均方根值示值误差 土106 试验系统加速度功率谱密度示值误差 207 试验系统加速度总均方根值控制精度 土1 dB8 试验系统加速度功率谱密度值控制精度 土3 dB