1、中华人民共和国国家标准振动与冲击传感器的校准方法激光干涉法低频振动一次校准GB/T 13823. 11 1995 Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups Primary vibration calibration by laser interferometry at low frequencies 1 主题内容与适用范围本标准规定了采用激光干涉法进行低频振动校准的详细要求、所使用的仪器设备坟校lfI方法。本标准适用于直线运动型传感器，其适用范围如F:频率范围:0.1100 Hz , 动态范围(视振动频率而定): f
2、立移10fLm40 mm; 加速度gOEl100m/s20不确定度:参考点不确定度运0.5%; 总不确定度1%。2 引用标准GB/T 13823. 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干涉法振动绝对校准(一次校准)3 环境条件温度:20 C土5C。相对湿度:运75%。4 仪器设备4. 1 振动发生器系统4. 1. 1 振动台加速度波形失真度:三三3%。信口最比:芮功率输出时!豆大于或等于60dB, 加速度隔值的稳定度z在测试期间，其幅巨变化最小于或等于读数的().1 ;, 安装面所引起的传感器基座应变不应影响校准灵敏度。横向、弯曲和摆动
3、加速度应保持最小;在校准用频半点处，最大为轴向运动的5币14.1.2 信号发生器频率范囡:0.011 000 Hz。国家技术监督局1995-04-02批准1996-02-01实施5只GGiT 13823.11-1995 不确定皮给定频率的极限民主主，最大为读数的。.01%。频率稳定度在测试期间小于或等于读数的0.01;-币。幅值程启度:在ili式期间小于或等于读数的0.01%，4. 2 安装基础书巨1Jf和激光干涉仪iH.合在同基础i1.该基础的质垦至少为振动台运动部分!在址(包括央II和传感器)的2000倍，以减小基础的反作用力所引起的相对运动。用来用闹振的h式尽显减少地表面振动的影响。4.
4、3 激光干涉仪4. 3. 1 氮氨激光器波长，0.6328m，4. 3. 2 f涉仪光电转换器频率范罔)C15MHz, j i噪比.主40dB, 4.4 频比计数器频率范阁，0.01 Hz10 MHz , 不确定度最大为读数的O.01 % 0 4. 5 真有效I电压表频率范围，0.1 1 000 Hz。不确定度O.1 %。在测监中用电压表的读数值乘以.f2得申峰值。4.6 失真度i则培装置频率范闹。.1 Hz10 kHz, 1月tl情范网。10兴。读数的不销定度:三二l0%。当使用频谱仪测量失真度时，注意读取不少r10次的谐波分量。4. 7 示波器肘子观察传感器输出信号波形。频率范围，DC10
5、00 Hzo 5 其他要求校准时所将传感器和信号j量调仪视为一整体，尽垦消除传感器信号适调仪的自流输出。5 推荐的幅值和频率对位移传感器校准择优应择如下的幅值和频率点:位移，0.1 O. 5 .1. 0 , 2. 0.5. 0 , 10 , 20 mm , 顿斗;:0.5.1.0 , 2. 0 , 5. 0 , 10 , 20.40 ,80 HZ n 对加速度传感器校准择优选择如下的幅值和频率点.)JU 虫度:0.5.1，2，5lO，20，50，lOO ml民20顿丰1.05，1.口，20，4.0，8.0.16.20，10咽80IIz 0 7 校准方法7.1 校准步骤7. 1. 1 将1涉仪调
6、楼到最佳工作状态.测试巳束尽量时准台面中心，其信蝶lt满足1.3.2(11要求r被中t,. , C/T 13823.11- 1995 传感器应尽最安装在台面中心若不能安皆在rtr心时应配说与被校传感器辅l白JX、I件的干街股ii块以战少台面横向运动E其系统图如F参号铺J屯件;要;，.;/ 频比付盘根Hj义频率在亚桦改先将反可J幢i 事都人IP!义功;年放入号iIi明还电11.k 振QJfl，r :放咄激光干涉法低频振动校准装茸图7.1.2 在校准频率点和幅值处检查传感器的失真、噪声及横向振功，同满足4.1. 1中的坝定要求。7. 1. 3 首先确定被校传感器参考灵敏度，对于加浓度传感器其优选参
7、考幅值J10 m/俗气功J兰参号点为1.0m/s)，而频率可优先选择8Hz(第二选择点为1Hz)。然后在其他校准幅值和频斗二点喻:E其灵敏度并给出与参考关敏度相比的百分比偏差作为校准结果。7.2 校准结果通过频比计数器测出的干涉频率和振动频率之间的比儿口I按式(1)计算出振动的位移值.I)zt-Rf 式qr， 氨氛激光波长，为O.632 8m; Rj一激光干涉频率和振动频率之比。如果是位移传感器，则位移灵敏度Sd按式(2)计穷3卫d- f) . ( 2 ) -D情一币算V一旷川v一厅十一2(-u圳一一试一-4式siAas按f度V S敏度灵敏度灵速度加速则A器器感感传传度度速速加是ut果果日日A
8、M唱FL川到. . . . . . . . . . .国(3) ( 式中，V一一传感器输出的单峰值电压，V，f 振动校准的频率值，Hzo当提供校准结果报告时，应根据附$A(补充件)和所规定的进信水中计rHH总不确记度所f1泛的置信水平为99%(第二连择点为95%)0 5RR A1 总不确定度的计算(;B/T 13823. 11 1995 附录A不确定度的计算(补光件)牛L标准)i厅烛定的10lff言水千为，C1，99%或95%;其校准的总不确定度X(1应投式UI)川11.Xa -=上fx，工i;.HH-H.( A 1 ) 式中:X，一-随机不确定lt; X乓系统l确定度。对F给ii:了ir(占
9、水、1的随机斗、确定度.x川、按式(A2)进行计算214+rfz十e3+ + e x r r=+I JAL (1-) -1 71(71-1) 式中.rrl川口，. e刊一是-系列单次测监值与算术平均值的偏羔;fI而H庄的次数;1一为规定了贺信水平与测量次数的t分布值。. ( A2 ) fif J二系统误差，首先向进行消除和修正，其残余部分t)为系统不确定度X叫)，并按式(A3)Jtt行iI 11 ; X.(/. ,; =- K (L一一二t.s .(气3) v可式中，K 2. O(CL95%) Dli: K = 2. 6(CL 99%) ; 盯在校准时的频率、中日值和所设定的适调仪增益处，校准
10、灵敏度的绝对误差(!J，!，A2)0 A2 校准灵敏度绝对误疆的计算在定校准频率定幅值和所设定的适调仪增益处，校准灵敏度的绝对民差fs可通过相对误差合成公式(A1)十衍，卜士辰1)2十(EjVE(ZV2十(tjz十litY(的)JFJ通过频率()计势其速度灵敏度(见7.2) ，公式(A4)中应增加如下系数项z(子), t丰通过频斗、(/)2H:ll其加速度灵敏度(见7.2) ，公式(A4)中应增加如下系数项:式1; S 被校传感器的校准灵敏度;V 被校传感器的输出电压;ev一电压表读数绝对误差，盯丰振动频率的绝对误差;内频比i十数器的绝对误差，11., 激光干涉频率和振动频率之比;a，一-tM
11、，;j)台的模向(字)25民qGB!T 13823.11-1995 a ,nl; 校准频率处的传感器振动量输出的有效值3均交流声和噪声升起;的振幅:d(), 目、失真度咱以白分比表示.d10一1以JX式中at 总的真有效值输出;Tm i激励频率点的真有效值输出。月2川2士1，千二/.，门的fnlA3 全频率和全振幅范固内的校准系数总绝对误差屯的计算根据A2计算的校准灵敏度的绝对误差es仅仅适限于己确定f校liI频率、振中国和ifT调仪增位的较准值;而在整个的频率和振幅范围内的总不确定度应接式A5计算TE土d有可否F币i丁:1(拮)I (剖i:，剖+(如十(态)叮百i 斗志l uu-nu-UU-
12、u(A5) 式中，S传感器校准灵敏度;es 在参考频率、幅值以及所设置的适调仪增益处，其校准灵敏度的绝对误差，lIA 适调仪频率的线性偏差，以相对于该适调仪参考校准系数的百分比表示，L 传感器频率的线性偏差，以相对于I宣传感器的参考校准灵敏度的百分比去心3L.A一一适调仪的幅值线性偏差，以相对于该适调仪的校推系数的百分比表邢;L.p 传感器的幅直线性偏差，以相对于该传感器的参考校准灵敏度的百分比农示5IA 适调仪增益的不稳定性误差和源阻抗误差，以相对于被校适调仪校准系数的lJ分比表注:I p 被校传感器的不稳定性，以相对于参考校准灵敏度的百分比表示sR 在适调仪的增益范围内改变增桂挡所引起的误差，以相对于参考校准系数的U分比表/片，E，.，一一适调仪的环境效应所引起的误差，以相对于被校适调仪校准系数的百分lt丧尽;Ep 传感器的环境效应所引起的误差，以参考校准灵敏度的百分比表示。附加说明:本标准由国家技术监督局提出。木标准由全国机械振动与冲击标准化技术委员会归口。本标准由中国计量科学研究院、中国现试技术研究院负责起草。本标准主耍起草人冯源、邓荣鑫、刘泽东、斗明德。590
