GB T 23716-2009 人体对振动的响应.测量仪器.pdf
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1、ICS 13160J 04 囝园中华人民共和国国家标准GBT 237 1 6-2009IS0 804 1:2005人体对振动的响应 测量仪器Human response to vibration-Measuring instrumentation2009-0424发布(IS0 804l:2005,IDT)200912-01实施宰瞀徽紫瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅1”前言-l范围2规范性引用文件3术语、定义和符号4参考环境条件5性能规范6 安装7环境和电磁标准8使用辅助没备的规定9仪器标识10仪器文件11试验和校准12型式评价13检定试验14现场检查附录A(规范性附录)附录B(资料性
2、附录)附录C(资料性附录)附录D(资料性附录)附录E(资料性附录)附录F(资料性附录)附录G(规范性附录)附录H(规范性附录)参考文献目 次振动现场校准器规范频率计权频率计权滤波器的实现运行均方根时间平均振动传感器的特性安装系统的试验仪器文件非均方根值测量的相位响应要求GBT 23716-2009ISO 8041:2005,00o埘M”坞加趵船弘弘踮路舛他刖 昌GBT 237 1 6-2009ISO 804 1:2005本标准等同采用Isc)8041:20056人体对振动的响应测量仪器(英文第2版)。本标准等同翻译Is()804l:2005。为便于使用,本标准做了如下编辑性修改:一用“本标准”
3、代替“本国际标准”;用小数点“”代替国际标准英文版中的小数点符号“,”;删除了Is()8041:2005的前言,重新编写了本标准的前言;对ISO 8041:2005中引用的其他国际标准,有被等同采用为我国标准的,用我国标准代替对应的国际标准,其他则直接引用国际标准。本标准的附录A、附录G和附录H为规范性附录,附录B至附录F为资料性附录。本标准由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SACTC 53)提出并归口。本标准起草单位:中国计量科学研究院、杭州爱华仪器有限公司、浙江大学分析测试中心、国营4380厂嘉兴分厂和浙江省电力试验研究院。本标准主要起草人:于梅、杨丽峰、张绍栋、陈锋、刘爱东
4、、舒国华、刘敏。GBT 237 1 6-2009IS0 804 1:2005人体对振动的响应 测量仪器1范围本标准规定了用于评价人体对振动响应的振动测量仪器的性能规范和允差限。它包括型式评价、周期检定和现场检查的要求,以及用于现场检查的振动校准器的规范。本标准规定的振动测量仪器可以是单一的仪器、仪器组合或基于计算机的采集分析系统。本标准规定的振动测量仪器可应用于以下一种或多种用途的振动测量:一一手传振动(参见Is0 5349一1);全身振动(参见GBT 134411 2006,GBT 134412-2008,ISO 263卜4);在01 Hz05 Hz频率范围的低频全身振动(参见GBT 134
5、4112007)。可以根据每种应用中所定义的一个或多个频率计权设计振动测量仪器。在本标准中定义了三个等级的性能试验:a)型式评价,根据本标准规定的规范进行的仪器全性能试验;b)周期检定,用以保证仪器的性能规范在要求的范围内所进行的一组中间试验;c)现场检查,表明仪器在要求的性能规范范围内运行所需要的最低等级试验。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的条款。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标准。然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研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标准。GBT 13441
6、1 2007 机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第1部分:一般要求(ISO 2631 1:1997,IDT)GBT 134412 2008机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价第2部分:建筑物内的振动(1 Hz80 Hz)(ISO 2631 2:2003,IDT)GBT 14412 2005机械振动与冲击加速度计的机械安装(ISO 5348:1998,IDT)GBT 1779922003电磁兼容通用标准工业环境中的抗扰度试验(IEC 6100062:1999,IDT)GBT 2048512008GBT 2048511 2006(ISo 160631l:1999,IDT)GBT 2048
7、512 2008(ISO】6063 12:2002,IDT)GBT 2048513一2007(ISO 16063 1 3:2001,IDT)GBT 2048521 200721:2003,IDT)振动与冲击传感器校准方法第1部分:基本概念(ISO 16063 1:1998,IDT)振动与冲击传感器校准方法 第n部分:激光干涉法振动绝对校准振动与冲击传感器校准方法 第12部分:互易法振动绝对校准振动与冲击传感器校准方法 第13部分:激光干涉法冲击绝对校准振动与冲击传感器校准方法 第21部分:振动比较法校准(Is()16063GBT 20485222008振动与冲击传感器校准方法 第22部分:冲击
8、比较法校准(Is()1606322:2005,IDT)ISO 2041振动与冲击术语ISO 26314机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价 第4部分:振动和旋转运动对固定1GBT 237 1 6-2009IS0 804 1:2005轨道运输系统中乘客及乘务员舒适影响的评价指南ISO 5347(现行有效的所有部分) 振动与冲击传感器的校准方法ISO 5349 1:2001 机械振动手传振动的测量与评价第1部分:一般要求1EC 61000 42:2001 电磁兼容(EMC)第4-2部分:试验和测量技术静电放电抗扰性试验IEC 6100043:2002 电磁兼容(EMC)第4-3部分:试验和测量技
9、术 辐射、射频、电磁场抗扰性试验IEC 6100046 电磁兼容(EMC) 第4-6部分:试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰性试验CISPR 22:2003信息技术设备无线电干扰限值和测量方法GUM测量不确定度表示指南,BIPM,IEC,IFCC,ISO,IUPAC,IUPAP,OIML,19933术语、定义和符号31术语和定义本标准使用ISO 204I的术语和定义,以及下面给出的术语和定义。311振动加速度vibration acceleration使用标准规定的测量轴方向上的加速度分量。312带限频率计权band-limited frequency weighting由高通和低通带限
10、滤波器确定的频率计权分量。313带限频率范围 band-limited frequency range由频率计权带限确定的频率范围。314标称频率范围nominal frequency range相关测量标准规定的、关注的频率范围。315频率计权值frequencyweighting values3151时间平均计权加速度值time-averaged weighted acceleration value在指定轴方向上的频率计权振动加速度均方根值,单位为米每二次方秒(ms2)或弧度每二次方秒(radS2)。其表达式为:n。一(n*()d)5式中:aw()在指定轴方向上,作为时间S函数的直线或旋
11、转计权振动加速度,单位为米每二次方秒(ms2)或弧度每二次方秒(rads2);T测量时间。315Z时间平均计权加速度级time-averaged weighted acceleration level频率计权均方根振动加速度级,单位为分贝(dB),其表达式为:Lw一2019aw“09(2)GBT 23716-2009IS0 8041:2005式中:。一一见3151中的定义;一参考加速度(ISO 1683定义为10“ms2)。3153运行均方根加速度值running rmsacceleration value频率计权的运行均方根振动加速度,单位为米每二次方秒(ms2),其表达式为一舭)一(吉kd
12、)+ (3)式中:nw(e)时间时的频率计权瞬时振动加速度,单位为米每二次方秒(ms2);目测量的积分时间;时间。注:对于运行的均方根法,可以使用指数平均作为线性平均的近似值。指数平均被定义为:州忙(胁弧x。(孚)ae) 式中r为时间常数。3154最大瞬时振动值MTVV maximum transient vibration value当积分时间等于1 S时,运行均方根振动加速度的最大值。3155运动病剂量值MSDV motion sickness dose value计权瞬时振动加速度nw()二次方的积分的二次方根,单位为米每15次方秒(ms1。),其表达式为:MSDV=(:n*(e)d)5
13、式中:一运动发生的总时间。注1:频率计权均方根振动加速度值乘以秽2可获得运动病剂量值。注2:对于测量仪器,可以认为暴露时间等于测量时间T,除非另有说明。3156振动剂量值VDV vibration dose value计权瞬时振动雠速度nw()四次方的积分的四次方根,单位为米每1式为:VDV一(:“;()d#)式中:暴露发生的总时间(每日)。注1:振动剂量值对蜂值比均方根值更灵敏。注2:对于测量仪器,可以认为暴露时间等于测量时间了,除非另有说明。3157振动总值vibration total value三轴向直线振动的合成振动,其表达式为:75次方秒(ms11 73),其表达(6)GBT 23
14、7 1 6-2009IS0 804 1:2005w,一。*。+女,口*,a-女:d;式中:aW。、(-W,、nw:z、,、2三个正交坐标轴的振动值;,、。、。一由测量应用确定的常倍数。3158振动峰值peak vibration value频率订权加速度的瞬时(正和负)峰值的最大模。3159波峰因数crest factor在一个测量周期内,具有相同频率计权的振动加速度峰值与均方根值的比值。316线性工作范围liner operating range在每一个量程上,线性误差在本标准规定的使用允差限内的下限和上限之间的范围。317过载overload出现超过线性工作范围上限的状态。318欠量程un
15、der-range出现振动值在线性工作范围下限以下的状态。319参考测量量程reference measurement range规定用于振动测量仪器特性试验的振级量程。注:这个量程用于测量参考振动。3110参考振动信号reference vibration signal正弦振动信号。本标准规定了用于人体振动计机电性能试验的正弦振动信号的幅值和频率。注:根据仪器的应用情况规定不同的参考振动信号。3111校准核查频率calibration check frequency用于检查仪器振动灵敏度所规定的频率。3 112纯音猝发音tone burst在波形零点交叉处开始和结束的一个或多个完整周期正弦信
16、号。3113信号猝发音signal burst在波形零点交叉处开始和结束的一个或多个完整的周期信号(如锯齿波)。3114振动测量仪器vibration measuring instrumentation振动传感器、信号处理和显示器的组合。可以是测量人体振动响应相关参数的任何一种单个仪器或者仪器的组合。注:参见图1。6ar 23716-2009IS0 8041:2005l传感器;2安装系统3振动表面4电缆;5一一电输入;6信号调理7频带限制8频率计权(包括带限)9带限输出;lO一频率计权输出;1l时间计权;12辅助处理;13显示。a)时域信号处理1传感器; 8频带限制(计算);2安装系统; 9
17、频率计权一包括带限3振动表面; 10 带限输出;4一电缆; 11频率计权输出;5电输入;12频带的累积;6信号调理; 13显示。7频率分析,时间计权,时间平均;b)频域信号处理(不适用于vDv处理)图1 振动测量仪器或测量系统基本功能路径输出框图(计算)GBT 237 1 6-2009IS0 804 1:20053115仪器文件instrument documentation安装手册、操作程序或为用户使用振动测量仪器提供的其他文件。32符号下列符号和简略术语适用于本标准。aw时间平均频率计权的单轴向振动加速度;n。(),“。()在时间t或e处,瞬时频率计权直线或旋转的单轴振动加速度,频率;H总
18、频率计权函数;女:用于i轴的全身频率计权加速度值的常倍数;n13倍频程频带数;t或e瞬时时间;T测量持续时间;s拉普拉斯变换的变量;w,z频率计权;毋一暴露持续时间;矿一相位误差;r_一指数平均时间常数;0线性平均时间;MTVv最大的瞬时振动值;MsDv运动病剂量值;VDv振动剂量值。4参考环境条件确定振动计性能的参考环境条件空气温度:23;一一相对湿度:50。5性能规范51一般特性本章的性能规范适用于参考环境条件。人体振动测量仪器至少应提供下列显示功能:整个测量持续时间内的时间平均计权振动加速度值;整个测量持续时间内的带限时间平均振动加速度值;测量的持续时间。人体振动测量仪器还应给出一种方法
19、以指示在测量期间内的任何时刻是否产生过载。人体振动测量器应提供设置和调整振动灵敏度的方法。人体振动测量仪器可以包括本标准给定性能规范的部分或所有的设计特性。仪器提供的设计特性应与应用的性能规范致。如果测量仪器有一个以上的测量量程,仪器文件应对所涉及的测量量程和测量量程控制器的操作进行描述。仪器文件还应明确参考测量量程。参考振动信号的频率和幅值见表1。表1参考振动值和频率CBT 237 1 6-2009ISO 804 1:2005参考 在参考频率和附录中表 标称频率范围7 加速度 在参考频率点加速度应用 频率计权 (r Ffl s)处的(资料性) Hz 频率 (r m s) 的计权因r计权加速度
20、(rns) (Hl一)500 rads手传 W- B 6 81 000 10 0202 0 2 020(79 58 Flz)Wh B 1 0 812 6 0 812 6W。 B 2 0 514 5 0 514 5d B 3 0 1 26 1 0 126 10 580 100 rads全身 。 B 4 1 0 062 87 0 062 87(1 5 91 5 Hz)W B 7 1 01 9 1 019Wk B 8 0 771 8 0 77l 8眠 139 l80 O 336 2 0 336 225 rads低频全身 W B5 0 105 01 0 388 8 0 038 88(0397 9 Hz
21、)如果仪器能够测量振动的最大值(iN MTVV)和峰值,应提供“保持”功能。仪器文件应描述保持特性的操作和清除保持显示的方法。本标准中的许多指标和试验都要求使用电信号替代振动传感器信号。仪器文件应规定与振动传感器信号等效的电信号替代方法,以及在没有振动传感器的整个仪器上进行电试验的方法。如果适合,仪器文件可以说明人体振动计试验具体操作的可供选择的两种方法。注:人体振动计制造商可为进行仪器电试验提供一个输人试验点,或一个具有特定电阻抗的虚拟振动传感器,或一个等效输入适配器(电或非电)。仪器文件应规定振动传感器的振动最大峰值和在电输入设备上能够施加的最大峰峰值信号(如电荷或电压)。最大振动值和最大
22、峰峰电压不应造成仪器的损坏。本标准给出的允差限包括相关测量的扩展不确定度,它遵循GUM导则评定得到,包含因子女一2,置信水平约为95。52信号幅值的显示521概述对于能够显示一个以上测量参量的仪器,应当提供种方法明确地表明显示值所表示的参量,最好用标准缩写词或字母符号表示。在仪器文件中应对每台显示设备上对应的显示值和人体振动计能够显示的参量一起进行描述。仪器应显示频率计权的加速度值。它还可按照(;BT 1 34411 2007规定显示乘以女因子的频率计权加速度值。使用相乘因子时,应在仪器上清楚表明,并且仪器能够显示相乘因子。显示组合轴向输出,如式(7)振动总值时,仪器应能够显示所使用的相乘因子
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