ISO 16063-1-1998 Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 1 Basic concepts《振动与冲击传感器的校准方法 第1部分 基本概念》.pdf

1、A Numroderfrence ISO160631:1998 (F) NORME INTERNATIONALE ISO 160631 Premiredition 19981015 Mthodespourltalonnagedes transducteursdevibrationsetdechocs Partie1: Conceptsdebase Methodsforthecalibrationofvibrationandshocktransducers Part 1:BasicconceptsISO160631:1998(F) ISO1998 Droitsdereproductionrser

2、vs.Saufprescriptiondiffrente,aucunepartiedecettepublicationnepeuttrereproduiteniut ilisesousquelque formequecesoitetparaucunprocd,lectroniqueoumcanique,ycomprislaphotocopieetlesmicrofilms,sanslaccordcr itdelditeur. Organisationinternationaledenormalisation Casepostale56 CH1211Genve20 Suisse Internet

3、 isoiso.ch ImprimenSuisse ii Sommaire Page 1 Domainedapplication . 1 2 Rfrencesnormatives. . 1 3 Termesetdfinitions 2 4 Caractristiquesmesurer . . 4 4.1 Gnralits. 4 4.2 Rponsedirecte(aumesurande) . . 5 4.3 Rponsesauxgrandeursdinfluence. 5 5 Mthodesdtalonnage . 8 5.1 Gnralits. 8 5.2 Mthodesdtalonnage

4、primaire. . 9 5.3 Mthodesdtalonnageparcomparaison 19 6 Expressiondelincertitudedemesure. 20 AnnexeA (informative)Expressiondelincertitudedemesureaffectantltalonnage 21 Bibliographie . 25 ISO ISO160631:1998(F) iii Avantpropos LISO(Organisationinternationaledenormalisation)estunefdrationmondialedorgan

5、ismesnationauxde normalisation(comitsmembresdelISO).LlaborationdesNormesinternationalesestengnralconfieaux comitstechniquesdelISO.Chaquecomitmembreintressparunetudealedroitdefairepartieducomit techniquecrceteffet.Lesorganisationsinternationales,gouvernementalesetnongouvernementales,en liaisonaveclIS

6、Oparticipentgalementauxtravaux.LISOcollaboretroitementaveclaCommission lectrotechniqueinternationale(CEI)encequiconcernelanormalisationlectrotechnique. LesNormesinternationalessontrdigesconformmentauxrglesdonnesdanslesDirectivesISO/CEI,Partie3. LesprojetsdeNormesinternationalesadoptsparlescomitstech

7、niquessontsoumisauxcomitsmembrespour vote.LeurpublicationcommeNormesinternationalesrequiertlapprobationde75%aumoinsdescomits membresvotants. LaNormeinternationaleISO160631atlaboreparlecomittechniqueISO/TC108, Vibrationsetchocs mcaniques,souscomitSC3, Utilisationettalonnagedesinstrumentsdemesuredesvi

8、brationsetdeschocs. CettepremireditiondelISO160631annuleetremplacelISO53470:1987,dontelleconstitueunervision mineure.Enparticulier,unnouvelarticle6,unenouvelleannexeAainsiquunebibliographielargieontt incorpors. LISO16063comprendralespartiessuivantes,prsentessousletitregnral Mthodespourltalonnagedes

9、transducteursdevibrationsetdechocs : Partie1:Conceptsdebase Partie2:talonnagesprimaires Partie3:talonnagessecondaires Partie4:talonnagesenvironnementaux Lesparties24sontactuellementenprparationsousformedunervisiondesparties123delISO5347. LannexeAdelaprsentepartiedelISO16063estdonneuniquementtitredin

10、formation.ISO160631:1998(F) ISO iv Introduction Ltalonnagedestransducteursdevibrationsetdechocsestdevenudeplusenplusimportantparsuitedela ncessitcroissantedemesuresprcisesdechocsetdevibrationsauxquelslhommeetdesquipementsdetoute sortesontsoumisenservice.Plusieursmthodesonttappliquesouproposespources

11、talonnagesdont quelquesunessontdcritesdanslaprsentepartiedelISO16063.Larticle5donneunedescriptiondemthodes quisesontrvlestredesmoyensfiablespourltalonnageprimairedetransducteursdevibrationsetdechocs. Desmthodesdtalonnagepourtransducteurslafoisdevibrationsetdechocssontinclusesdanslaprsente Normeinter

12、nationale,tantdonnquilsavrepeupratiquedefaireunedistinctionentrelestransducteursutiliss pourlesmesuresdevibrationsetceuxutilisspourlesmesuresdechocs. LaprsenteNormeinternationaleselimiteauxmthodesdtalonnagedestransducteursdacclration,devitesse etdedplacement.Ellenetraitepasdestransducteursutilisspou

13、rlesmesuresdeforce,depressionoude contraintes,bienquilyenaitquipuissenttretalonnspardesmthodessimilaires.Demme,lestransducteurs destinsmesurerlemouvementvibratoireenrotationsontexcluspuisquilnyenapasbeaucoup,etlematriel ainsiquelesmthodesdtalonnagediffrentquelquepeuducasdestransducteursrectilignestr

14、aitsdansla prsenteNormeinternationale. LaprsentepartiedelISO16063contientdesdfinitionsetdcritltalonnageprimairedebase.Enoutre,elle dcritentermesgnrauxdiversesmthodespourltalonnagedetransducteursdevibrationsetdechocsainsi quedesmthodesdemesuredescaractristiquesautresquelasensibilit.Afindepouvoireffec

15、tueruntalonnage aveclexactitudedonne,ilestncessairedefixerdesspcificationsdtaillesconcernantlesinstrumentsetles procds.Lesinformationssyrapportantpourchaquemthodedtalonnageserontspcifiesdanslesparties ultrieuresdelISO16063(consistantenunervisiondesparties123delasriedenormesISO5347). Letransducteurpe

16、uttretalonncommeuneunitparticulire;ilpeutinclureuncbledeliaisonet/ouunmodule deconditionnement.Ledispositifdtalonnagedoittoujourstredcritavecprcision. UnebibliographieestdonnelafindelaprsentepartiedelISO16063etlesrfrencesyrelativesdansletexte sontsignalespardesnumrosentrecrochets.NORMEINTERNATIONALE

17、 ISO ISO160631:1998(F) 1 Mthodespourltalonnagedestransducteursdevibrations etdechocs Partie 1: Conceptsdebase 1Domainedapplication LaprsentepartiedelISO16063spcifiedesmthodespourltalonnagedestransducteursdevibrationsetde chocs.Ellecomprendgalementdesmthodespourlamesuredescaractristiquesautresquelase

18、nsibilit. Uneseulemthodepourltalonnageprimaireatchoisiecommemthodeprivilgie(voir5.2.1).Desmthodes dtalonnageparcomparaisonpourdesvibrationsetdeschocssontaussispcifies(voir5.3).Desdescriptions plusdtaillessontdonnesdanslesparties123delISO5347(voirrfrences122). LaprsentepartiedelISO16063estapplicabled

19、estransducteurslecturecontinuedacclrationrectiligne,de vitesseetdedplacementetrecommandeunemthodeprivilgiequisestrvledonnerdesrsultatsfiableset reproductibles. Ellenestpasapplicabledesmthodespourltalonnagedetransducteursderotation. 2Rfrencesnormatives Lesdocumentsnormatifssuivantscontiennentdesdispo

20、sitionsqui,parsuitedelarfrencequiyestfaite, constituentdesdispositionsvalablespourlaprsentepartiedelISO16063.Pourlesrfrencesdates,les amendementsultrieursoulesrvisionsdecespublicationsnesappliquentpas.Toutefois,lespartiesprenantes auxaccordsfondssurlaprsentepartiedelISO16063sontinvitesrechercherlapo

21、ssibilitdappliquerles ditionslesplusrcentesdesdocumentsnormatifsindiqusciaprs.Pourlesrfrencesnondates,ladernire ditiondudocumentnormatifenrfrencesapplique.LesmembresdelISOetdelaCEIpossdentleregistredes Normesinternationalesenvigueur. ISO1101:1983,DessinstechniquesTolrancementgomtriqueTolrancementdef

22、orme,orientation, positionetbattementGnralits,dfinitions,symboles,indicationssurlesdessins . ISO2041:1990, VibrationsetchocsVocabulaire . ISO2954:1975, VibrationsmcaniquesdesmachinestournantesoualternativesSpcificationsdesappareilsde mesuragedelintensitvibratoire. Guidepourlexpressiondelincertituded

23、emesure. BIPM/CEI/FICC/ISO/OIML/UICPA,1995.ISO160631:1998(F) ISO 2 3Termesetdfinitions PourlesbesoinsdelaprsentepartiedelISO16063,lestermesetdfinitionsdonnsdanslISO2041ainsique lessuivantssappliquent. 3.1 transducteur dispositifpermettantdetransformerlemouvementmcaniquemesurer,parexemplelacclrationd

24、ansune directiondonne,enunegrandeurpouvanttremesureetenregistrecommodment NOTELetransducteurpeutcomprendreunappareillageauxiliairedestinamplifier,produirelapuissancencessaire lutilisation,fournirdeslmentsdecircuitncessaires,indiquerouenregistrersonsignaldesortie,etc. 3.1.1 gammedutilisation gammeenf

25、rquenceetenamplitudedanslaquelleletransducteursecomportecommeuntransducteurlinaire, dansdeslimitesspcifiesdetolrance 3.1.2 transducteurrciproque transducteurlectromcaniquerversibledanslequellerapportentrelecourantappliquetlaforceproduite (quandletransducteurestcontraintdetellesortequelavitesseestnul

26、le)estgalaurapportentrelavitesse appliqueetlatensionproduite(quandletransducteurfonctionneencircuitouvert,detellesortequelecourantest nul) EXEMPLES:Transducteurslectromagntiquesettransducteurspizolectriques. 3.1.3 transducteurnonrversible transducteurquiutilisedesjaugesdecontraintecommelmentssensibl

27、esetpourlequeluneexcitationlectrique necausepasdeffetmcaniqueperceptibledansletransducteur 3.2 signaldentre signalappliqulentredutransducteur EXEMPLE:Lattnuationappliquelasurfacedemontage. 3.3 signaldesortie signalengendrparletransducteurenrponseunsignaldentredonn NOTE1Sagissantdetransducteursuneseu

28、leentremcanique,levecteurdacclrationestconsidrcommepositif lorsquilestdirigverslecentredutransducteurpartirdelasurfacedemontage.Pourlesacclromtresderfrence montsenopposition,levecteurdacclrationestconsidrcommepositiflorsquilestdirig,partirdelasurface suprieure,verslecentredelacclromtretalonnerparcom

29、paraison. NOTE2Ilconvientquelaphasedelagrandeurmesureensortie(parexemplelatension,lacharge,lecourant,la rsistance,etc.)soitspcifieparrfrenceauvecteurdacclrationpositifdfiniouauxgrandeursdrives(vitesseou dplacement). 3.4 sensibilit pouruntransducteurlinaire,rapportdusignaldesortieausignaldentrepourun

30、eexcitationsinusodaleparallle unaxedesensibilitspcifilasurfacedemontage NOTE1Engnral,lasensibilitinclutuneinformationenamplitudeetenphaseetest,parconsquent,unegrandeur complexequivarieaveclafrquence. ISO ISO160631:1998(F) 3 Lemouvementsinusodaldentrepeuttreexprimparlesquationssuivantes: () ss t =+ e

31、xp jwj 1 ()() =+ + cos sin st t wj wj 11 j (1) () vsv t = + jj ww j exp / 1 2 p () () =+ + + cos / sin / vt t wj wj 11 22 pp j (2) () ava t = + jj ww j exp 1 p ()() =+ + + + cos sin at t wj wj 11 pp j (3) () uu t =+ exp jwj 2 ()() =+ + cos sin ut t wj wj 22 j (4) o s estlenombrecomplexeassociaudplac

32、ement; v estlenombrecomplexeassocilavitesse; a estlenombrecomplexeassocilacclration; u estlenombrecomplexeassocilasortie; s estlamplitudecrtedudplacementsinusodal; v estlamplitudecrtedelavitessesinusodale; a estlamplitudecrtedelacclrationsinusodale; w estlapulsationoufrquenceangulaire; j 1 et j 2 so

33、ntlesanglesdephase; t estletemps; j estlenombreimaginaireunitaire. Lasensibilitendplacement, S s ,exprimeenunitsdusignaldesortieparmtre,est: () S u s S ss = - - exp jjj 12 (5) o S u s s = estlemoduledelasensibilitendplacement; (j 1 j 2 ) estladiffrencedephase. Lasensibilitenvitesse, S v ,exprimeenun

34、itsdesignaldesortieparmtreparseconde,est: () S u v S vv = - + - exp / jjj 12 2 p (6) o S u v v = estlemoduledelasensibilitenvitesse; (j 1 + p /2 j 2 ) estladiffrencedephase.ISO160631:1998(F) ISO 4 Lasensibilitenacclration, S a ,exprimeenunitsdesignaldesortieparmtreparsecondecarre,est: () S u a S aa

35、 - +- exp jjj 12 p (7) o S u a a = estlemoduledelasensibilitenacclration; (j 1 + p j 2 ) estladiffrencedephase. Habituellement,lasensibilitendplacementestdestineuntransducteurdedplacement,lasensibiliten vitesseuntransducteurdevitesseetlasensibilitenacclrationuntransducteurdacclration.Engnral, lesmo

36、dulesdesensibilitetlesanglesdephasesontdesfonctionsdelafrquence, f= w/2p. NOTE2Onditduntransducteurdedplacement,devitesseoudacclrationdanslequellasensibilitcorrespondante nestpasnullelorsquelafrquencesapprochedezro,quilaunerponselafrquencezro(rponseencontinu).La sensibilitsousacclrationconstantecorr

37、espond w=0etladiffrencedephaseestnulle.Desexemplesdetransducteurs rpondrelafrquencezrosontdestransducteursdacclrationutilisantdesjaugesdecontrainte,despotentiomtres, destransformateursdiffrentiels,despendulesasservisoudescircuitsrluctancevariablecommelmentssensibles.Les transducteurssismiquesautognr

38、ateurs,ainsiquelestransducteurspizolectriquesetlestransducteurslectro dynamiquessontdesexemplesdetransducteurssansrponselafrquencezro. 3.5 rapportdesensibilittransversale rapportdusignaldesortieduntransducteur,orientavecsonaxedesensibilitenpositiontransversalela directiondusignaldentre,ausignaldesor

39、tiequandlaxedesensibilitestalignavecladirectiondumme signaldentre 3.6 gnrateurdevibrations toutdispositifservantappliquerunmouvementcontrllasurfacedemontageduntransducteur NOTELesgnrateursdevibrationssontparfoisappelsdesexcitateursoudespotsvibrants. 4Caractristiquesmesurer 4.1Gnralits Lobjectifpremi

40、erdeltalonnageduntransducteurestdedterminersaconstantedtalonnagedanslagamme damplitudesetdefrquencespourledegrpourlequelletransducteurdoittreutilis.Deplus,ilpeuttre importantdeconnatresarponsedesmouvementsdanslescinqautresdegrsdelibert;parexemplepourun transducteurdacclrationrectiligne,ilconvientquelarponsedesmouvementsperpendiculairesladirection sensibleetdesrotationssoitconnue.Dautresfacteursimportantscomprennentlamortissement,ledphasage,la nonlinaritoulavariationderponseaveclamplitudedumouvement,linfluencedelatempratureetdela pression,ainsiquedautresfacteursann