1、中华人民共和国国家标准电工电子产品环境参数测量方法振动数据处理和归纳岛iethodsof measuring environmental parameters for electric and electronic produc阻Treatment and induction for the vibration data 1 主题内容与适用范围GB 10593. 3 90 本标准规定了电工电子产品环境振动数据的处理方法和分析数据的归纳方法。本标准适用于电工电子产品环境振动测量数据的处理与归纳。本标准的方法仅适用于周期性振动数据、准周期性振动数据和满足各态历经和正态分布假设的平稳随机振动数据。2
2、 51用标准GB 2298 机械振动、冲击名词术语GB 10593. 1 电工电子产品环境参数测量方法振动3符号A(f) 正弦振动峰值A., 等效正弦分量峰值A, 正弦分量均方根值A,(f) 叠加后的正弦振动峰值B 分析带宽B, 等效噪声带宽f 振动频率f mo 分析时所设置的最高频率fL, 低通滤波器截止频率f. ,f, 分别为随机平谱分量的上下频限f 进行等效转换的振动频率f, 等百分比带宽分析仪的中心频率G(f) 随机分量的自谱密度值G,(f) 等效的随机振动自谱密度值g, 加速度峰值Ym 加速度有效值G,(f) 叠加后的总谱密度值H,(f) 传感器频率响应特性H,(f) 放大器与磁记录
3、器的频率响应特性国家技术监督局1990-03-27批准670 1990-10-01实施GB 10593. 3-90 K 材料常数k 同一状态同一测量点重复测量的次数几传感器灵敏度K, 放大器与磁带记录器的传递系数KT 传感器灵敏度温度修正系数K, 等效于RC的时间常数lV 方差检验时样本分段数p,n 分别为表示试件安装区域的下标和安装区域数以f)产品的品质因数q ,l 分别为表示归纳状态的下标记号和归纳状态个数s 测量数据的平均值s; 归纳所得的振动量值s:. 区域p，频段g内状态q的振动最值吨区域p，频段F内所有状态中的最高振动量值SR 扫描率T 平均时间T, 周期数据的基本周期T, 带环长
4、度几电压峰值V,m, 电压有效值y,n 分别为表示频段的上标和频段数 显著水平 等效因子，取2. 1 y 等百分比带宽的百分数 振动数据的总均方值4 环境振动徽据的处理方法4. 1 数据准备所提供的原始振动测量数据应符合国家标准GB10593. I及有关技术文件的规定。数据处理前应做好4.I. I 4. 1. 3所规定的准备工作。4. 1. 1 校核原始测量资料，其中包括2a. 测量任务名称、代号、试验对象的型号、测量状态、测量次数及测量时间等pb. 测点位置、代号、磁带记录器通道号；c. 传感器的标定数据，包括灵敏度K，、温度修正系数KT（如有必要），频响特性fl1 (f）及线性度标定数据等
5、；d. 测量放大器与磁记录器的有关资料，包括传递系数K，、频响特性儿（f）等。4. ,. 2 根据数据处理任务书要求预选出需进行数据处理的采样段。目测检查振动测量数据时间历程图，所选的采祥段中不应有由严重的噪声干扰、电干扰、电缆接头松脱、传感器失灵等原因造成的虚假信号存在。记录预选采样段的截取时间。4. 1. 3 对模拟分析方法事先应准备好磁带环，并将分析借号转录到环上。4.2 数据检验数据分析前应对振动数据的周期性、平稳性、各态历经性和正态性进行检验。如分析数据的数量很大叮只检验典型状态的数据。GB 1 0 5 9 3 . 3 9 0 4. 2. 1 周期性检验4.2.1.1 须对每个谱峰单
6、独进行检验，可任选以下一种或几种检验方法a. 物理检验分析与谱峰相应的频率处是否有巴知的周期振源存在ub. 目视检验观察数据的时间历程判断是否具有周期性。c. 概率密度分析或自相关分析对数据作概率密度分析或自相关分析若分析所得的曲线形状符合或接近正弦振动（随机振动）的典型特征，即为正弦振动数据（随机振动数据）。d. 自谱密度分析试作白谱密度分析，若i普峰密度值随分析带宽的减小而正比地增加，且带宽内的均方根值基本保将不变，即为正弦振动数据。随机谱峰则不具备以上两个特点。c. 方差检验统一规定样本分段数lV 50/yf,(s) o f. 窗函数推荐使用海宁（Hanning）窗。如因需要采用其他谱窗
7、，应加以说明。g. i普密度统一使用单边自谱密度。4.7.1.2 频谱分析a. 分析频率范围根据需要按有关技术文件规定。b. 采样率同4.7. 1. lb0 c. 分析带宽应足以将所有相邻的频率分量区别开来，故应满足4. . 2 模拟分析4. 7.2.1 自谱密度分析a. 分析频率范围根据需要按有关技术文件规定。b. 分析带宽同4.7.1.lc。c. 统计误差同4.7嘲1.ld。d. 平均时间e. 采样记录长度（带环长度）f. 扫描率对于等带宽分析如是理想平均：B号（川”. . . . . ( 4 ) T (1/B, - e) H “. ( 5 ) T，法T. ( 6 ) SR二B/T.tT飞
8、SRT, d. 采样记录长度（带环长度）T，注1OT, . ( 15 ) e. 扫描率同4.7.2.lf.5环境振动敏掘的归纳方法5. 1 数据准备所有用于归纳的环境振动数据应符合国家标准GB10593. 1和本标准第4章的规定。s. 2 数据转换环境振动数据中若罔时含有正弦和随机两种振动分量、且两者均不能忽略不计时，则归纳结果应同时包含这两种振动分量。一种可以宽带随机叠加正弦的形式给出g为便于试验的实施，也可归纳成单形式的振动量值此时，首先应判断环境振动数据中的主要分量是随机分量还是正弦分量，然后将非主要分量等效转换成主要分量，再进行叠加。数据转换的方法按5.2. 1和5.2. 2 0 5.
9、 2. 1 随机分量转换为正弦分量5.2.1.1 有限带宽平谱值转换为正弦分量A,(f) rrfG(f) 2Q(f) no rJ 句FVd 与PTJ 的7SGB l 0 5 9 3 . 3 9 0 卢v（号十1）斗 ( I 7 ) 式中：f.一一被转换的随机平谱的上限频率：f1一一一被转换的随机平谱的下限频率；G(f) 随机平谱的自谱密度值3A, (f) 等效正弦分量峰值5Q(f）产品的品质因数sy 伽玛函数；K 常参数值；卢等效因子，一般取卢2.l(K的。注：l)Q(f）取值按有关技术文件规定。s. 2. l. 2 数据叠加按同频率叠加，计算公式为：5. 2. 2 正弦分量转换为随机分量转换
10、公式为：A（f）二J巫了7干A飞了7.（18 ) 2A(f,)Q(f,) G, (f）寸二.( 19 ) 咀p曰.f, f，一卫王巳ff，十_JT_j.（20 ) 4Q(f,) 4Q(f,) 式中g卢值取为1.8( K 的。叠加公式为：G, (f) = G, (f）十G(f) . ( 21 ) 5. 3 归纳状态的选择原则所选择的归纳状态既应保证其对应的数据满足平稳随机假设（对随机振动数据而育，同时所选状态的总体又能比较真实全面地反映出实际振动环境的主要特征。在此前提下，归纳状态数应尽可能减少。应根据设备载体的技术要求、任务剖面和振源的特点来选择状态，并遵循以下两个细则. 允许将任务剖面中任务
11、性质相似、与振动量值大小密切相关的参数值也相近的各个状态合并，从中选取一个最常用、最典型的状态作为这类状态的归纳状态。b. 归纳状态中应包括：产生最高振动量值的状态；经常使用的状态；振动量值与频率分布有显著变化的状态。5. 4 设备载体的类型与区域的划分原则a. 根据激励振獗的特点划分，如鉴于飞机、船、车辆上的振源特性的不同，应分别归于不同的类型；又如发动机及发动机附近的区域主要受发动机喷气噪声和转子不平衡所引起的振动的激励，应单独划为发动机区和发动机附近区域。b. 根据电工电子产品安装支架的刚度大小划分。如可划分为刚性安装、无减震支架安装、有减震支架安装等。c. 可参照国内外现有振动标准的习
12、惯划分。5. 5 频段的划分67 Ii GB 10593. 3-90 频段的划分需根据数据点沿频率轴的分布情况来确定。划分的频段不宜过多，一般以二至四段为宜。对于同J类设备载体的同区域，各测点数据所划分的频段数及交越频率都必须相同。5.6 归纳原则l5, s. 1 不同测量方向的数据归纳振动数据是否需要按测量方向分别归纳，依具体要求和情况而定。s. s. 2 同一归纳状态下同一测点多次测量数据的归纳若某一测量点共进行了k次测量，在相同频率（或频段上其量值分别为s,s，s，则归纳结果一般应取其平均值，为：s主s,. ( 22 ) 特殊情况按有关标准另行规定。5, 6- 3 同归纳状态下同一区域内
13、多个测量点的数据归纳将同一归纳状态下同一区域内各个测点的振动数据（己由5.6. 2给出）置于同一张振动最值频率图上，然后按照5.5条的要求划分频段，连出包络绝大部分数据而只摒弃少数孤立的突出数据点的包线，作为其归纳的结果。对随机数据，取包络线时应该做到2也相邻频段的包络线在交越频率处的量值应该相同gb. 如用斜谱（升谱或降谱线包络，则应做到同一类型、同一区域内各个状态的同一频段的包络线斜率保持一致。对正弦数据，取包络值时应做到za. 相邻频段的包络线在交越频率处的量值应该相同；b. 包络线应归纳成等加速度、等速度、等位移线或由它们的组合。5. s. 4 同一类型同一区域或同一频段内所有归纳状态
14、的数据归纳若在区域p、频段g内所有归纳状态包线值s：.中，归纳状态D对应的包线值均为最大，则取：81 = ,9;. = max s:,q= 1,20 .( 23 ) 式中的s;(p=l,2，hy = 1,2，m）即为归纳所得的结果。的77 = N/2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 678 1 - a1 。.99 GB 10593. 3-90 附录A轮次分布费补充件）表Al轮次分布表1-a 1 - a, 1 - a, 0.975 0.95 期望数区间下限。
15、.11- a/2) 2 2 3 2 3 3 3 3 4 4 4 5 4 5 6 5 6 6 6 7 7 7 7 8 7 8 9 8 9 10 9 10 11 10 11 11 11 12 13 13 14 15 17 18 19 21 22 24 25 27 28 30 31 33 34 36 37 38 40 42 43 45 46 47 49 51 52 54 56 56 58 60 61 63 65 65 68 70 70 72 74 74 71 79 79 82 84 84 86 88 a a, a, a, 0.05 0.025 0.01 期望数区间上限（y.,a/2)8 9 9 10
16、 10 11 11 12 12 12 13 13 13 14 15 15 15 16 16 16 17 17 18 18 18 19 20 19 20 21 20 21 22 22 22 23 24 25 26 26 27 28 32 33 34 37 39 40 43 44 46 48 50 51 54 55 57 59 61 63 65 66 68 70 72 74 75 77 79 81 83 85 86 88 90 91 93 96 97 99 101 102 104 107 107 109 112 113 115 117 GB 10593. 3-90 附加说明：本标准由全国电工电子产品环境技术标准化技术委员会提出并归口。本标准由航空航天部标准化研究所、南昌飞机制造公司、机械电子工业部广州电器科学研究所等单位负责起草本标准主要起草人龚庆祥、杨汉祥、施荣明、尹浩夫、黄书富、徐京华、刘忠来。日79
