GB T 20485.1-2008 振动与冲击传感器校准方法 第1部分 基本概念.pdf

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1、I臼17.160 J 04 . GB/T 20485.1 2008/ISO 16063-1: 1998 代替GB/T13823. 1 2005 、J 由立目 Methods for the calibration of vibration and shock transducers Part 1: Basic concepts (ISO 16063-1 :1 998 , IDT) 2008-03-03发布2008-08-01实GB/T 20485. 1 2008/ISO 16063-1: 1998 引2 3 4 4.1 4.2 4.3 5 5. 1 5.2 5.3 6 目次. . . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 规范性引用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . 术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 总则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . 直接响应. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 乱真响应. . . . . . . . . . . . . . . . . . 校准方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 总则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 绝对法校准. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 比较法校准. . . . . . . 测不确定度的表达. 附录A(资料性附录校准测不确定度表达文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I E 1 1 1 3 3 3 4 6 6 6 13 13 14 17 GB/T 20485. 1 2008月SO16063斗:1998GB/T

6、20485CJJF1059)，校准测量不确定度应使用扩展不确定度U来表达，该表示指南以国际称重与测量委员会(CIPM)推荐的方法为依据。13 GB/T 20485. 1 2008/ISO 16063-1 : 1998 A. 1 总则见第6章。附录A资料性附录校准测量不确定度表达U的用途是提供一个区间yUJlly+U.由y评估的被校准的特定值Y在此区间可期望以高率存在。为充分判定yU0 y+U，应按下述方法评定扩展不确定度U.A.2 不确定度的计A.2.1 因如必须设法对明显影响测量结果的行确定，并且对这些分量的影响用估计修正值或正。对测量结果的影响可以用一个具有明确的期望值特别是不对称分布的概

7、率分布(最好是概率密度A.2. 2)来表示。那么可以作为系统误差来对待，并且用修约来修正。A. 2. 2 每个对测量结果有影响的不确定度分量，以标准偏差ui来表示，即所谓的标准不确定度，等于uf的正平方根。有些标准不确定度可以从统计理论估算的标准差得到。这一标准差可由一系列观察值的统计分析得到(参见JJF1059中标准不确定度的A类评定。评估另一些标准不确定度可以某种概率分布的标准偏差来表示，该分布应能描述对相关量的所有可能取值的科学判断(B类)。这一评价是基于所有的有用信息量作出的。作为特例，如果没有数据表明某量的可能取值具有系统效应，仅知b-与b+范围之间，则可以b-;b+J间的平均分布来

8、描述这些数据。它的标准不确定度是bf./言，其中b (b+ b_)/2.在这种情况下期望值(b+b_)/2可用作修正值。如果一个影响量是均匀分布(矩形概率密度).但它转换为正弦信号、二阶或三阶多项式)，这样就要选择相关的分布实例z-果的影响又是非线性的例如z种情况。在正弦加速度标称测量方向上，加速度灵敏度S是通过它的输出电压或电荷幅值2，以及振动激励产生的加速度幅值2，按公式s=主/来计算的。在多种对校准结果有影响的分量中，有一个来自振动台的明显横向运动分量，其加速度幅值为2T，与加速度计的横向灵敏度ST结合，转换为输出信号中的误差分量e;T对这个例子来说，假设被测加速度和横向加速度频率相同并

9、且没有相位差。由于横向灵向灵敏度(鸟.m皿)方向与横向激励方向夹角卢的正弦，其误差分量可以表示为zeZT=STET=ST-mzZT，由cos如果已知其最大横向灵敏度ST.m8t和最大横向加速度ST，血，而角度卢是不知道的，这时假设卢在一，之间按矩形分布是很合理的。这样，这一影响量，在角度p满足矩形分布的情况下，将产生测误差分量e;T其概率密度为:w(e主T)= 1 2 bl1-lzz 14 GB/T 20485. 1 2008/150 16063-1: 1998 式中z-b eZT b,b=ST.mnsT.mu通常也称为反正弦分布，相应的标准不确定度为:u(e;T)b/.fi。望值Eir在这时

10、为零，这是对误差e;T的最佳估计。A. 2. 3 根据不确定度传播定律，由各标准不确定度分量(有时也包括协方差)合成确定的合成标准不定度ut作为测量值Y的标准不确定度。因此，合成标准不确定度由下式得到z呐).1主(去2+22主去努屿，与). . . . ( A. 1 ) 这一方程式基于阶泰勒级数的近似zY j(X17X z, ,XN) . . .( A.2) 这里Y是由N个输入量，丸，几，.，XN通过函数关系f确定的被测对象。被测量Y的估算值用y来表示.通过对输入量值使用输入估计町X2，与由式A.1获得。这样测量结果的输出评估可由下式得到zY j(町，X2, ,Xn) .( A.3 ) 在式(

11、A.1)中，aj/zd常常称作灵敏系数ct，等是岛、冉的协方差估计值。j/ax;在x;X时的估计值。u(zz，zj)没有明显互相关的情况下，式(A.1)被简化为=uc(y) -J 3王12uZ(zJ-1 dX; I .(A. 4) 如果在不确定度u(XJ表征的范围内，相对于输入估计变量药，模型函数f是充分线性的，那么可采用式(A.2)的一阶泰勒级数近似，其结果是方程(A.1)0在A.2. 2的实例中，如果角度p被视为输入丸，则不属于这种情况。在振动与冲击传感器校准中还存在具有相似影响的其他量，为克服这个障碍，这里介绍了一个合适的模型e;T/缸，此时e;T/主1，作为入量z42J)。为了简要地说

12、明针对上述实例的模型，将因子(1一x;引人的函数关系式。实例中方程(A.2)简化为三Y j(X1 ,X2 ,X3) 这里Y表示被测量(灵敏度日，X1表示加速度计输出(电压或电荷幅值幻，xz表示加速度幅值，没有明显的相关性，即可用一阶泰勒级数近似去导出相对合成标准不确定度zut(y) 平2+于z+于2y 在实例中使用引人的符号，最后的关系式表示如下zuc(s) s 延至212十A Z 延至212十a u(e;T/:) l2 1 这里u(主)/二是输出电压幅值测量的相对标准不确定度，u()/左是加速度幅值测量的相对标准不确定度，由于实例中u(e;T)-b/.fi，有u(e;T/主)u(e;T)/主

13、。这样，如果某量与1的偏差同样可由该的相对误差来表示，那么，该量可以作为一个输入量引入，从而可分别将一系列不确定来源考虑起来。GB/T 20485. 1 2008/180 16063-1: 1998 A. 2.4 将Uc乘以扩展因子k得到扩展不确定度U-ku 这里优先选取扩展因子k2.如果能假设校准结果的估算值服从具有近似标准偏差矶的近似正态分布，就能断定未知值位于由U限定的区间内，其置信水平或概率约为95%。A. 2. 5 当给出外，包含概率的近似16 果y，扩展不确定度及所用包含因子的报告时，如值区间的置信水平也应加以说明。h不等于2，要加以说明。另GB/T 20485. 1 2008/I

14、SO 16063-1: 1998 考文1J ISO 5347-1 :1993 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 1: Pri mary vibration calibration by laser interferometry. 2J ISO 5347-2: 1993 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 2: Pri mary shock calibration by light cutting.

15、3J ISO 5347-3:1993,Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 3:Sec ondary vibration calibration. 4J ISO 5347-4: 1993, Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 4: Sec ondary shock calibration. 5J IS0 5347-5 :1 993 ,Methods for the calibration of vibratio

16、n and shock pick-ups Part 5:Cali bration by Earth s gravtation. 6J IS0 5347-6:1993 ,Methods for the calibraton of vibration and shock pck-ups Part 6:Pr mary vibraton calibraton at low frequences. 7J IS0 5347-7: 1993 ,Methods for the calibraton of vbration and shock pick-ups一-Part7: Pri mary calibrat

17、ion by centrifuge. 8J IS0 5347-8: 1993 , Methods for the calibration of vbration and shock pick-ups Part 8: Pri mary calibration by dual centrifuge. 9J IS0 5347-9: 1993 ,Methods for the calibraton of vibraton and shock pick-ups Part 9 :Sec ondary vbration calibraton by comparson of phase angles. 口oJ

18、IS0 5347-10: 1993 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 10: Primary calibration by high impact shocks. 口1JISO 5347-11: 1993 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 11: Testing of transverse vibration sensitivity. 口2JIS0 5347-12: 1993 , Methods

19、for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 12: Testing of transverse shock sensitivity. 口3JISO 5347-13: 1993 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 13: Testing of base strain sensitivity. 14J IS0 5347-14 :1993 , Methods for the calibration of vibration and s

20、hock pick-ups Part 14: Resonance frequency testing of undamped accelerometers on a steel block. 口5JISO 5347-15: 1993,Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 15: Testing of acoustic sensitivity. 口6JIS0 5347-16: 1993,Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups

21、Part 16: Testing of mounting torque sensitivity. 17J IS0 5347-17 :1993 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 17: Testing of fixed temperature sensitivity. 18J IS0 5347-18: 1993, Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 18: Testing of transient tem

22、perature sensitivity. 口9JIS0 5347-19: 1993 ,Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 19: Testing of magnetic field senstivity. 20J IS0 5347-20: 1997 ,Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 20: Prmary vibration calibraton by recprocty method. 17 GB/T

23、20485. 1 2008/ISO 16063-1 : 1998 18 21J ISO 5347-22: 1997 ,Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 22: Accelerometer resonance testing General method. 22J 5347-23 , Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Part 23: Primary shock calibration using laser int

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