【国家计量标准(JJ)】 振动位移传感器检定规程

中华人民共和国国家计量检定规程JJG644—2003
振动位移传感器
Vibration Displacement Transducer2003-09-23发布
2004-03-23实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJG644—2003
振动位移传感器检定规程
Verification Regulation of
VibrationDisplacementTransducerJJG644—2003
代替JJG644
本规程经国家质量监督检验检疫总局2003年09月23日批准，并自2004年03月23日起施行。
归口单位：全国振动冲击转速计量技术委员会主要起草单位：北京市计量科学研究所参加起草单位：航空工业总公司第304研究所湖北省计量测试技术研究院
本规程委托全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释本规程主要起草人：
JJG644—2003
何伟（北京市计量科学研究所）李学瑞（北京市计量科学研究所）参加起草人：
吾（航空工业总公司第304研究所）于
明（湖北省计量测试技术研究院）1
范围·
引用文献，
概述·
计量性能要求·
通用技术要求，
外观及附件
生产厂应给出的技术指标·
5.3传感器环境适应性…..…
计量器具控制·
定型鉴定或样机试验
JJG644—2003
首次检定、后续检定和使用中的检验：检定结果处理
检定周期
附录A
附录B
附录C
定型鉴定、样机试验方法
检定证书内页格式
检定结果通知书内页格式
（1）
（1）
（1）
（1）
（1）
（2）
（2）
（3）
（3）
（3）
（7）
（8）bzxz.net
（9）
1范围
JJG644—2003
振动位移传感器检定规程
本规程适用于（0～5000）Hz频率范围内的用于机械振动测量的电感式、电容式及电阻式的位移传感器（以下简称传感器）的定型鉴定、样机试验、首次检定、后续检定和使用中的检验
引用文献
GB/T2298一1991机械振动与冲击术语GB/T13866一1992振动与冲击测量描述惯性式传感器特性的规定GB/T13823.1一1993振动与冲击传感器的校准方法基本概念GB/T13823.3一1992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）GB/T13823.16一1995振动与冲击传感器的校准方法温度响应比较测试法
JJG2054—1990
振动计量器具计量检定系统
JJF1015—2002
2计量器具型式评价和型式批准通用规范F10162002
计量器具型式评价大纲编写导则JB/T9256—1999
JB/T9257—1999
JB/T9258—1999
电感位移传感器
交流差动变压器式位移传感器
直流差动变压器式位移传感器
JB/T9329—1999
仪器仪表运输、运输存储基本环境条件及试验方法使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3概述
振动位移传感器是位移测量仪的主要组成部分，主要用于机械振动测量，它利用电感、电容或电阻量的变化将机械振动的位移量转变成电压或电流的变化量，用来测量振动位移。
计量性能要求
振动位移传感器的计量性能要求见表1。5通用技术要求
5.1外观及附件
5.1.1传感器产品的外壳上应有铭牌，标明产品名称、规格型号、制造厂家、出厂日期及编号，并应标有标志及其编号。1
计量性能要求
JJG644—2003
振动位移传感器的计量性能要求传感器类型
灵敏度校准的不确定度
幅值线性度/%
静态指标
动态指
回程误差/%
幅值重复性/%
零值误差/%
温漂（%·℃）
幅值稳定度
参考灵敏度校准
的不确定度
频率响应
幅值线性度
电感式
差动电感式
差动变压器式
(0～20)Hz或
(0～200)Hz
电涡流式
电容式
10mm量程以下
±2.0；10mm
量程以上士5.0
(0～5000)Hz
5000)Hz
电阻式
应变式
电阻式
2 000)Hz
100)Hz
新制造的传感器外壳表面的金属镀层或其他化学处理层不应有划痕和脱落现象。5.1.2
传感器的输出导线及各连接部件应配套齐全、完好、可靠。5.1.3
5.2生产厂应给出的技术指标
传感器生产厂家应给出传感器的其他技术指标，如：线性范围、绝缘电阻、绝缘强度、输出负载能力、重量、外形尺寸及安装方式。5.3传感器环境适应性
5.3.1传感器正常工作环境：
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温度：在生产厂规定的温度范围内使用。湿度：≤85%RH。
周围无强磁场、无腐蚀性气液体、无强振源。5.3.2环境适应性试验要求。
环境试验应符合JB/T9329一1999《仪器仪表运输、运输存储基本环境条件及试验方法》第3条中湿度试验和跌落试验的要求。湿度试验：95%RH（25℃）；
跌落试验：100mm高度自由跌落。6计量器具控制
计量器具控制包括：定型鉴定或样机试验、首次检定、后续检定和使用中检验。6.1定型鉴定或样机试验
6.1.1定型鉴定或样机试验应按JJF1015一2002《计量器具型式评价和型式批准通用规范》和JJF1016一2002《计量器具型式评价大纲编写导则》的有关要求进行。6.1.2定型鉴定和样机试验的项目见表2。6.1.3定型鉴定和样机试验的方法见附录A。6.2首次检定、后续检定和使用中的检验6.2.1检定条件
6.2.1.1环境条件
1）温度：（20士5）℃。
2）湿度：≤85%RH。
3）电源电压波动量不应超过额定值的士10%。4）检定现场应无强振源、强磁场的干扰及腐蚀性气、液体。6.2.1.2检定用仪器设备
可以根据不同类型的被检传感器的种类和型号来选择下列检定用仪器设备。1）静态标定用仪器设备：
位移（长度）测量仪器：
三等标准量块：测量不确定度为（0.1十1L）um（k=3）；四等标准量块：测量不确定度为（0.2十2L）um（k=3）；千分表：（0~5）mm，示值误差：±5μm；百分表：（0~10）mm，示值误差：土20μm；（0~25）mm，示值误差：±30μm；位移静校器：（0~10）mm或（0~30）mm；直流数字电压表：测量不确定度为0.1%（k=2）；示波器：示值误差土5%；
直流稳压电源：电压稳定度士0.1%，纹波电压<1mV。2）动态标定用仪器设备：
标准振动台：加速度波形失真度≤5%；横向振动比≤10%；3
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加速度幅值稳定度≤0.5%；信噪比≥60dB；台面漏磁≤3mT。
标准加速度计套组：
参考灵敏度校准不确定度：
在160Hz或80Hz时，为0.5%（k=3）；在（20～1000）Hz频率范围时，为1.0%（k=3）；交流数字电压表：测量不确定度为0.2%（k=2）；数字频率计：测量不确定度为0.05%（k=2）。3）温箱：温度范围：（一40～200℃），温度波动度：士0.5℃；温度均匀度：士2℃。
6.2.2检定项目及检定方法
首次检定、后续检定和使用中检验的检定项目见表2表2定型鉴定或样机试验、首次检定、后续检定和使用中检验的检定项目序号
静态指标
动态指
灵敏度
幅值线性度
回程误差
幅值重复性
零值误差
幅值稳定度
参考灵敏度
频率响应
幅值线性度
线性范围
绝缘电阻
绝缘强度
环境适应性试验
定型鉴定或
样机试验
表中带“十”者为必须检定或试验的项目，“外观及附件的检查
首次检定
后续检定
为不需要检定或试验的项目。
使用中的检验
外观、铭牌及各种连接部件等通过目测进行检查，检查结果应符合本规程第5.1条的要求。
静态灵敏度的检定
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把位移传感器安装在相应的位移静校器上，改变传感器的测量距离以每10%量程为1个测量点，在整个测量范围内，包知上、下限值共测11个点，顺序在各个测量点测量传感器的输出值U，和传感器的移动距离L，以上、下两个行程为一个测量循环，共测3个循环。
将检定数据中10%到90%量程的上、下行程各9个检测点的数据取为1组，共取3组，采用最小二乘法计算。
设回归方程为：
U;=U。+SL
式中：
位移传感器灵敏度；
截距；
给定位移（测量位移）；
传感器输出信号的回归值。
根据给定位移L；和传感器相应的输出值U；，按最小二乘法公式计算出S：S
式中：
检测次数（i=1，2，3，，n)；
——给定位移量平均值（=：）；ni=1
—给定位移量的相应输出平均值（=）。传感器静态灵敏度应符合本规程表1中第1项技术要求。6.2.2.3静态幅值线性度的检定
传感器幅值线性度检定与第6.2.2.2条静态灵敏度检定同时进行，检定数据取包括上、下限值在内的3次上行程的检测点数据，用最小二乘法［式（1），（2），（3）」计算出U：与U：之间的最大差值のmax：max=(U:-U.)max
则幅值线性度偏差按式（5）计算：,
0mx×100%
式中：
，幅值线性度；
Uv—满量程时传感器的输出。
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其幅值线性度最大偏差应符合本规程表1中第2项技术要求。6.2.2.4回程误差
回程误差的检定与第6.2.2.2条静态灵敏度检定同时进行，其回程误差按式（6）计算：
式中：
h第i个测量点上的回程误差；
Uis一一第i个测量点上3次上行程传感器输出值的算术平均值；U——第i个测量点上3次下行程传感器输出值的算术平均值；Uv—满量程时传感器的输出值。其回程误差应符合本规程表1中第3项技术要求6.2.2.5幅值重复性
幅值重复性的检定与第6.2.2.2条静态灵敏度检定同时进行，由3次循环中同一行程的同一测量点的3次测量的传感器输出值，得出相互间的最大差值△，，然后按式（7）计算幅值重复性：
式中：
△ri——第i个测量点的△，值；第i个测量点的幅值重复性；
Uv—满量程时传感器的输出值。其幅值重复性应符合本规程表1中第4项技术要求6.2.2.6零值误差
把传感器安装在位移静校器上，在工作状态下将位移传感器置于零点（起始工作点），用示波器测出传感器的噪声信号，再与满量程时传感器的输出信号之比，即为传感器的零值误差。其检定结果应符合本规程表1中第5项技术要求。6.2.2.7动态参考灵敏度的检定
对于测量中用支架固定的传感器，在检定中要用适合的支架将被检传感器固定在标准振动台台面垂直方向上的合适位置，并确保支架及传感器非活动部分与振动台台体之间不产生相对运动：对于测量中不用支架固定，可直接安装在被测振动体上的传感器，在检定中应将被检传感器刚性地安装在标准振动台台面上。用标准加速度计监控振动台，在被检传感器的动态范围内，选取某一实用的频率值［推荐（20，40，80，160）Hz和某一指定的位移值［推荐（0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0）mm」进行检定，其被检传感器的输出值与振动台的位移值之比为该传感器6
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的动态参考灵敏度。动态参考灵敏度按式（8）计算：U
式中：
S—位移传感器的动态参考灵敏度；U—参考点处传感器的输出值；
D—参考点处的振动位移值。
其动态参考灵敏度应符合表1中的第8项技术要求。6.2.2.8频率响应的检定
传感器的安装方法同第6.2.2.7条，在传感器的动态范围内，均匀地选取不少于7个频率值（包括上、下限值），在保持振动台位移恒定的情况下，测量各频率点传感器的输出值，并计算出各点的动态位移灵敏度，然后按式（9）计算各测量点灵敏度与动态参考灵敏度的相对偏差：
8f=201g
式中：
一第i个频率点的动态灵敏度与动态参考灵敏度的相对偏差；Sai第i个频率点的动态灵敏度；Sad—动态参考灵敏度。
其频率响应最大偏差应符合本规程表1中的第9项的技术要求。6.2.2.9动态幅值线性度的检定
被测传感器的安装方法同第6.2.2.7条，在传感器的频率范围内选取某一实用的频率值，并在校准振动台可达到的振动位移幅值内选取5个位移值进行激振，分别测量各位移点的传感器输出值和振动台的位移幅值：计算出各测量点传感器的动态位移灵敏度，然后按式（10）计算各测量点灵敏度与动态参考灵敏度的相对偏差：_Sd:-Sa×100%
式中：
dri—一第i个位移点的动态灵敏度与参考动态灵敏度的相对偏差；Sdi—第i个位移点的动态位移灵敏度；Sα参考动态灵敏度。
其幅值线性度最大偏差应符合本规程表1中第10项的技术要求。6.3检定结果处理
经检定符合本规程要求的传感器发给检定证书，检定证书内页格式见附录B；经检定不符合本规程要求的发给检定结果通知书，检定结果通知书内页格式见附录C，注明不合格项。
6.4检定周期
传感器的检定周期一般不超过1年。7
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