【国家标准(GB)】 振动与冲击传感器的校准方法 正弦激励比较法校准(二次校准)

中华人民共和国国家标
振动与冲击传感器的校准方法
正弦激励比较法校准（二次校准）Methods for the calitration of vibration and shock pick-upsComparison (secondary vibration) calibration by sinuspidal excitation1主题内容与适用范围
GB/T 13823.3--92
本标准规定了振动与冲击传感器二次振动校准的基本要求.所使用的仪器设备及操作方法。本标摊适用于直线运动型工作传感器，其适用范闺如下：频率范囤：20～5000Hz。
动态范围（视振动频率而定）：位移：0.1 μm~10mm;
速度:1mm/s~10 m/s;
加速度：10~1 000 m/s*
误差限：
对于位移和速度传感器：(20～1000 Hz)为读数的土4%；对于如速度转感器：(20~～1000Hz)为读数的±2%(20-2 000 Hz)为读数的±3%
(20~5 000 Hz)为读数的±5%。
2引用标准
GB/T13823.1振动与冲击传感器的校准方法基本概念GB/T 13823.2振动与冲击传感器的校准方法激光十涉法振动绝对校准(一次校准）GB/T13823.5振动与冲击传感器的校准方法安装力矩灵敏度测试3仪器设备
3.1环境温度
20±5℃.
3.2标准加速度计和放大器
在选定的频率和如速度条件下,应用激光干涉达,在不确定度为土0.5杀的范用内配套进行校准。3.3信号发生器
推确度，给定频率的极限误差，最大为读数的十0，1%。赖率稳定度：在测试期问优于读数的土0.1%。幅值稳定度在测试期间优于读数的十0.1%。3.4报动台
加速度波形失真度：不大于5%。横向、弯曲和摆动加速度保持最小在所使用的频率点处，最人为灵敏轴方问加速度的10；在国家技术监督局1992-11-05批准1993-10-01实施
1 000 H2以正允许20岁
GB/T 13823.3—92
倍赚比：应优于满功率输出的60dB。加速度幅值稳定度：在测试期间优于读数的士0.1%。安装面所引起的传感器基座应变不应影响校准灵敏度。3.5真有效值电压表
频率范围：205000Hz。
难确度：给定的误差限，最大为读数的+0.1%。在电压测量中，用真有效值乘以2得单峰值。3.6失点度测量仪
测量范用：0~105%
率范围：5Hz~10kHz
准确度：给定的误差限，最大为读数的10%。3.7示波器
用于观察传感器输出信号波形。频率范围:5 ~5 000 Hz。
3.8力短测量仪
测量传感器安装力矩，
测基范围,1.510 N·m。
准确度：优于满量程的1.5%。
4优先选择的幅值和频率
按如下系列选择能均匀覆盖传感器上作范围的六个以上的幅值和频率：幅值：1.2,5.10及其倍值，
频率20,40,80.160.315,630,1250,2500.500011zg被选定的量值应与标准加速度计校准的量值相对应，5操作方法
5.1操作步骤
5.1.1将绝对法校准的标准加速度计与被校传感器按规定的安装力矩背靠背固定在振动发生器上，其系统如下图所示：
功率鼓人器
振动发生器
危孕发生者
标准加直度计
被校传酶激
放大署Ⅱ
比较法校推测量系统图
5.1.2在校准频率和幅值处，检查两个传感器的失真度和横问运动。电联费
失真仪
示教器
客类标准行业资料免费下载5.1.3测量两个传感器的输出电压。GB/T13823.3—92
5.1.4确定被校传感器的参考灵敏度。对于加速度计其频率可优先选择160Hz（第二选择点为80Hz），而幅值可优先选择100m/s*（第二选择点为10m/s*）。然后在其他校准颜率和幅值处确定其录敏度，并给出与参考灵敏度相比的百分比偏差作为校准结果。5.2校准结果
5.2.1如果两个传感器响应同样的振动参数，被校传感器的浪敏度$用公式（1)计算：s.,
式中：S,—标推传感器灵嫩度，x —标准加速度输出：
一被校传感器输出。
5.2.2如果两个传感器响应不同的振动参数，则式（1)中的S，等效于式（2)，（3)中的S：并川该式对被梭传感器的灵敏度进行换算：
S,= (2元f) ×Sa
Sa = (2nf)° × S.
S = (2元f) × Sv
式中，S.加度灵敏度+
S.速度灵敏度;
S.—-位移灵数度1
一振动频率,Hz
（3）
（1）
5.2.3校摊的总不确定度应以相应的置信水乎接附录A（补充件)计算。其肾信水平应取95%。A1总不确定度的计算
GB/T 13823. 3-92
附录A
不确定度的计算
（补充件）
本标准规定了笠信水平（L一95%、其校准的总不确定度X4应按式式中：X,一随机不确定度；
一系统不确定度。
对于给定了暨信水平-的随机不确定度：X9)按式(A2)进行计算，Xe(ass
式中：enetz
le +e +ea + .. + r.
n(n - 1)
系列单次测量值与算术平均值的偏差；测量的饮数；
规定置信水平与测最伙数的学生分值（即t分布值）：见表A1。表A1规定置信水平等于95%的1分布值2
表中 P=n—1,n为测量次数。
（A2)
对于系统偏差，首先应进行消除和修正,其残余部分做为系统不确定度XL31,并按式(A3)考虑和计算
（A3)
式中：2一在校准时的频率，幅值和所设定的放大器增益处+传感器比较法（二次）校准的灵敏度绝对误差（见A2)：
K=-2.0;其置信水平为95%。bzxz.net
A2校准灵敏度误差的计算
A2.1在校准频率，幅值和所设置的放大器增益处，按误差合成公式（A4)计算振动传感器比较法（一次)校准灵敏度的绝对误差es2：客类标准行业资料免费下载GB/T 13823.3—92
+（）
+【100
1100cm
11004m
若通过频率计算其灵敏度校准系数（见5.2茶）,公式（A4)中应增加如下系数顶：()
若通过频率计算其灵敏度校准系数(见5.2条）,公式（A4)中应增加如下系数项：(学)
一被校传感器的校准灵敏度：
式中.s.
S,-标推传感器的校准灵敏度,
5。位移校难灵敷度
S。--—速度校准灵敏度:
加速度校准灵敏度；
.-{A4)
根据振动绝对法（一次）校准的总不确定度计算而得出的标准传感器与放人器为一体的绝对误差(不一定为0.5%)一一这项误差视所选择的频率，幅值和所设置的标准放大器的增益而定（见A2.2条）,详见GB/T13823.2#V…-传感器输出电压,V
电压表的读数的绝对误差，V；
-横向、摇摆和弯曲振动，以测量的绝对值表示：参考传感器的最大横向灵敏度，以所测方向幅值的百分比表示；被校传感器的最大横向灵敏度，以所测方向的幅值的百分比表示：交流声和噪声所孕起的幅值量，均/s\，振动频率，Hz
振动频率的绝对误差,Hz;
总失真度，以百分比表示：
4a = 100 ×
式中：ul-总的真有效值加速度,m/*arm激励频率点的真有效值加速度，m/s。airain%
A2.2当使用标准传感器和放大器，逐频率和幅值点标定的以外的值对被校传感器进行校准时，该标准套组的校推灵敏设的总绝对误差es应根据激光干涉绝对法（一次振动校难），按式(A）计算。并将计算结果代入式(A4)中。
(号) (1) +() +() +()
++R++ E?
11100！
...(A5)
式中，S—.-标雄传感器校准灵敏度,V/(m·s-2)；es在参考频率、幅值以及所设置的放大器增益处，其校准灵敏度的绝对误差,V/(m·s-\)；la——参考敬大器频率的线性偏差，以相对于该放人器参考校准系数的百分比表示；L一一参考加速度计频率的线性偏差，以相对于该加速度计的参考校准灵缴度的百分比表示；GB/T13823.3—92
参考放大器的幅值线性偏差，以相对于该放人器的参考校准系数的百分比表亦；L一一参考如速度计的幅值线性偏差，以相对于该如速度计的参考校准灵敏度的百分比表示，L，一一参考放大器增益和源阻抗误差的不稳定性误差，以相对参考校准系数的百分比表示：小一一参考加速度计的不稳定性误差，以相对于参考校准灵敏度的百分比表示：R一一在放大器的增益范围内改变增益挡所引起的误差，以相对于参考校准系数的白分比表示；E，一一环境效应对参考放大器的影响所引起的误差,以相对于参考校准系数的百分比表示；Eβ一…环境效应对参考加速度计的影响所引起的误差，以参考校谁灵敏度的百分比表示。A3被校传感器校准炭敏度的绝对误差es,的计算，以及在整个频率范围和幅值范围内的不确定度。由A2章所算出的校准灵敏度的绝对误差，仪仪在所校准的频率、幅值和所设定的大器增益处有效：而其总的绝对误差es（V/(m*-))以及在整个频率和幅值范围内的不确定度应按式(A6)进行计算
等=) +( +( +()+(+( +( +(% + +().(A6)
式中：S——被校传感器校准灵敏度,V/(m·s-2);在参考赖率,幅值和所设置的放大器增益处的校灵敏度的絶对误差，V/m·s-2)es
与被校传感器相接的放大器的颖率线性偏差，以相对于校准系数的百分比表示！被校传感器的频率线性偏差，以相对于该传感器校准灵敏度的百分比表示，与被校传感器相接的放人器的幅值线性偏差，以相对于校准系数的百分比表示被校传感器的幅值线性偏差，以相对于该传感器校准灵敏度的白分比表示；与被校传感器相接的放大器增益和源阻抗误差的不稳定性，以相对于校准系数的百分比表示；
被校传感器的不稳定性，以相对于该传感器校准灵敏度的百分比表尔；R,一一在与被校传感器相接的放大器增益范围内改变增益挡所引起的误差，以相对于校准系数的百分比表尔；
EA2一一环境效应对逆接被校传感器放大器的影响所引起的误差，以校准系数的百分比表示！E—一环境效应对被校传感器的影响所引起的误差，以校推灵敏度的百分比表示。附加说明：
本标准出全国机械搬动与冲击标准化技术委员会提出并归口。本标雅出中国计量科学研筑院负责起草。本标滩起草人冯源、马昕德、刘泽东。MW.
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