GB T 13823.20-2008 振动与冲击传感器校准方法.加速度计谐振测试.通用方法.pdf

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1、lCS 17160J 04中华人民 共和，、7_。Ha曾国国家标准GBT 1 382320-2008IS0 534722：1 997振动与冲击传感器的校准方法加速度计谐振测试通用方法Methods for the calibration of vibration and shock pickupsAccelerometer resonance testing-General methods(IS()534722：1997，Methods for the calibration of vibration and shockpickups Part 22：Accelerometer resonan

2、ce testing-General methods，IDT)20080927发布 2009-050 1实施宰瞀粥紫瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会“GBT 1 382320-2008IS0 534722：1 997前言l范围2规范性引用文件3仪器设备要求4操作程序目 次Il112刚 鑫GBT 1382320-2008IS0 5347-22：1997GBT 13823(振动与冲击传感器的校准方法包括以下部分：第4部分：磁灵敏度测试；第5部分：安装力矩灵敏度测试；第6部分：基座应变灵敏度测试；第8部分：横向振动灵敏度测试；第9部分：横向冲击灵敏度测试；第12部分：安装在钢块上的无阻尼加速度

3、计共振频率测试；第14部分：离心机法一次校准；第15部分：瞬变温度灵敏度测试法；第16部分：温度响应比较测试法；第17部分：声灵敏度测试；第19部分：地球重力法校准；第20部分：加速度计谐振测试通用方法。本部分是GBT 13823的第20部分。本部分等同采用1SO 5347 22：1997振动与冲击传感器校准方法第22部分：加速度计谐振测试通用方法(英文版)。本部分等同翻译ISO 534722：1997。为使用方便，本部分作了如下编辑性修改：“国际标准的本部分”一词改为“本部分”；删除国际标准的前言；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；引用文件中增加了基本概念和术语标准；对引用的ISO 5

4、348，用等同采用为我国的标准代替。本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会提出并归口。本部分起草单位：中国航天科技集团公司第一计量测试技术研究所、中国计量科学研究院。本部分主要起草人：杨晓伟、朱刚、刘爱东、闫磊。GBT 1382320-2008ISO 5347-22：1997振动与冲击传感器的校准方法加速度计谐振测试通用方法1范围GBT 13823是由振动和冲击传感器校准方法的系列标准组成。本部分规定了加速度计谐振测试所需的设备和操作程序。它可以应用于直线式加速度计，例如压阻式、压电式、可变电容式加速度计，适用频率范围50 Hz200 kHz。操作程序通常与ISO 5347 14

5、相对，后者适用于无阻尼加速度计。当压电式加速度计安装在被测结构上时，它的频率响应通常取决于装置的(最低)谐振频率。对于给定的加速度计，很难规定一个适用于所有的安装条件的安装谐振频率的测试方法。本操作程序只适用于在一系列标准的可重复的条件下测试加速度计的谐振频率，而在实际应用条件下的谐振频率很可能会略有不同(由于被测结构的质量、刚度以及安装方法的影响，谐振频率通常会偏低)。本方法并不适用于现场条件下的安装谐振频率的评估，相应的测试方法已在GBT 14412 2005中给出。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 13823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

6、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究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注El期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 204851 2008振动与冲击传感器校准方法第1部分：基本概念(ISO 160631：1998，IDT)GBT 14412 2005机械振动与冲击加速度计的机械安装(ISO 5348：1998，IDT)ISO 2041：1990机械振动与冲击术语3仪器设备要求31恒温设备保持室温23土3。32频率发生器与指示器频率范围50 Hz200 kHz。33功率放大器与振动激励器的组合频率范围50 Hz200 kHz。34示波器

7、频率范围50 Hz200 kHz。35振动激励器与参考加速度计谐振频率大于50 kHz。36分析设备频率范围不小于10 MHz。37参考质量块尺寸为28 mm28 mlTl28 mm，质量约180 g的钢质量块，可用于谐振频率达50 kHz的测试。1GBT 1382320-2008ISO 5347-22：1997相同尺寸的铍质量块，用于谐振频率达100 kHz的测试。对于谐振频率在100 kHz以上的测试，采用直径为14 mm、长度为400 rrlm的铍棒。质量块的基准面和棒的一个端面用来安装加速度计，其表面粗糙度(用算术平均值的标准偏差表示)Rn小于1 pm。基准面的平面度不大于5 pm。安

8、装传感器的螺纹孔与其表面垂直度公差不大于05。38横向测试质量块尺寸为28 mm28 mm28 mln的铍质量块，具有4个基准面，每个面的表面粗糙度(用算术平均值的标准偏差表示)Ra小于1“m。基准面的平面度不大于5 ffm。安装传感器的螺纹孔与端面的垂直度公差不大于05。被测加速度计应安装在质量块的一个面上，在其对称面上安装一个与加速度计质量相等的质量块作为平衡(见图1)。4操作程序对称重心配重图1 加速度计横向谐振频率测试被测加速度计抛光的参考面参考加速度计磁场驱动线圈41 安装测试应在GBT 14412 2005所规定的环境条件下进行。加速度计及其附件的安装应按厂家推荐的条件进行。42安

9、装谐振频率，正弦激励器法在包含和高于加速度计谐振频率的范围内，用比较法测量加速度计的输出，加速度计的谐振频率就是最大灵敏度对应的频率。在加速度计的谐振频率的附近，其相位相对于参考加速度计变化180。左右。也可能产生次谐振或局部谐振，在这一谐振点上相位角变为90。，当频率稍高时恢复为o。灵敏度产生微小增加的这些频率称为局部谐振频率。已知谐振频率的参考加速度计内置于激励器动圈内(见图2)。激励器的谐振频率可以通过测量驱动线圈的电流与参考加速度计的输出之间的传递函数得到。激励器的使用频率至其运动部分(含加速度计)谐振频率的95。注：低频悬挂与刚体引起的幅值增加和相位变化可忽略。激励器动圈的谐振频率也

10、可用加速度计确定，加速度计的阻尼固有频率用冲击方法确定，并高于激2GBT 1382320-2008IS0 534722：1997励器的谐振频率。加速度计的阻尼固有频率可通过相位角的比较得到。产生90。相移的频率称为阻尼固有频率。该方法尤其适用于阻尼比不小于07的加速度计谐振频率测试。抛光的参考面参考加速度计磁场驱动线圈图2加速度计谐振频率测试43安装横向谐振频率安装横向谐振频率可以采用42中所使用的激励器。加速度计安装在38中所述横向测试质量块上，将质量块安装在激励器上，加速度计的灵敏轴与激励器的振动方向垂直。为确保激励器、质量块、加速度计组成的结构同轴运动，需要在横向测试质量块安装两个附加加

11、速度计。组件装配之间旋转会导致虚假的横向谐振频率，为了确保装配之间没有转动，两个加速度计应为同相位输出。注：可选择激光干涉测振仪测量扭转或差分速度分量，该方法的优点是能够进行空载下的非接触式测量。真正的差分激光测振仪在光学系统内产生差分信号，从而避免了两个传感器的匹配问题。被测加速度计应以30。的间隔旋转，旋转角度大于90。，以确定最大响应及最低谐振频率(见图1)。44安装阻尼固有频率，冲击法加速度计安装在37中所描述的质量块或棒上。这个组合应用软弹性悬挂支撑。加速度计的阻尼固有频率可通过瞬时冲击窄脉冲引起的机械激励确定，脉冲持续时间约为加速度计固有周期的三倍。若瞬时冲击脉冲由敲击产生，冲击上升时间会随着冲击工具或力锤的冲击接触面积的减小而减小。对高于300 kHz的频率，短上升时间冲击脉冲可通过使玻璃棒或石墨棒在棒的一端断裂产生。加速度计的输出可通过AD转换器或用具有存储功能的示波器来捕捉，它们的采样频率应不小于加速度计谐振频率的二倍。所有电子设备应有足够的频响以保证传感器高频输出的真实性。传感器输出最大的频率就是其阻尼固有频率。在其他频率点上，加速度计输出也可能明显增加，若此时输出量级小于阻尼固有频率下的输出量级的50，这些频率点称为局部或次谐振频率。