振动变送器校准规范

振动变送器范围本规范适用于新制造、使用中和维修后的振动变送器校准。引用文件本规范引用了下列文件：GB/T20485.21-2007/ISO16063-21:2003振动与冲击传感器校准方法第21部分：振动比较法校准JJF1001-2011通用计量术语及定义JJG233-2008压电加速度计检定规程JJG134-2003磁电式速度传感器检定规程JJG644-2003振动位移传感器检定规程凡是注明日期的引用文件，仅注明日期的版本适用于本规范。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。概述振动变送器是一种将机械振动参量（加速度、速度、位移、频率等）转换成规定的标准输出信号的仪器或装置，主要用于工业生产中振动参数的测量、预警和控制，按其测量参数可分为加速度型、速度型和位移型。振动变送器一般由振动敏感元件、信号调理单元、输出单元等构成，某些特殊类型还包含电源、显示部件等，其工作原理如图1示。振动变送器输出信号主要为（4～20）mA、（1～5）V等标准化直流电信号，这些信号与机械振动参量之间通常设计为线性关系。敏感原件敏感原件信号调理电源输出信号显示单元图1振动变送器工作原理示意图计量特性振动变送器的测量误差是指将振动参量转换成标准化信号后与理论输出值的偏差，主要分为频率响应误差和幅值线性度误差。频率响应误差在不同振动频率下振动变送器的示值与理论输出值的偏差，最大允许误差应符合表1所述。幅值线性度误差在推荐的参考频率点处，不同振动幅值下振动变送器的示值与理论输出值的偏差，最大允许误差应符合表1所述。推荐频率点包括160Hz、80Hz、40Hz、16Hz、4Hz等。表1振动变送器最大允许误差频率响应最大允许误差幅值线性度最大允许误差±10%±10%注：以上技术指标不用于合格性判断，仅供参考校准条件环境条件a）环境温度：（18～30）℃；b）相对湿度：≤80%RH；c）供电电源：AC（220±22）V，（50±1）Hz；d）工作环境无明显机械振动，无电磁干扰，无强光直射；不得存放与实验无关的易燃、易爆和腐蚀性的物质；校准用计量标准及其他设备比较法振动标准装置（0.1～5000）Hz：测量不确定度Urel=3.0%，k=2；振动标准装置一般由振动标准套组、动态信号分析仪、标准振动台组成；数字万用表：直流电流MPE：±0.1%，直流电压MPE：±0.1%；直流稳压电源：MPE：±1.0%；校准项目和校准方法外观检查与处理振动变送器应标有清晰的名称、型号、出厂编号和制造厂；安装基面或夹具应平整光滑，安装螺孔应完好无损；附带的电缆和导线配套齐全，完好可靠；调节机构应调节自如；附带的指示器应清晰、醒目。校准项目振动变速器校准项目包括：（1）频率响应误差；（2）幅值线性度误差。校准方法振动变送器应与标准加速度计背靠背刚性地安装在标准振动台台面中心，对有平衡位置指示器和水平仪的振动变送器，应按说明书要求安装到位。信号传输电缆应妥善固定，防止剧烈抖动、碰撞和摩擦。校准前应按说明书对振动变送器进行预热。频率响应误差在振动变送器工作频率范围内，均匀地或按倍频程选取包含参考点在内至少7个不同的频率点，由振动标准装置给出适当振动幅值（加速度、速度、位移），分别测量振动变送器在各频率点的输出值。振动变送器频率响应误差按公式（1）计算：（1）式中：——振动变送器示值误差，mA；——振动变送器实际示值，mA；——振动变送器理论示值，mA；幅值线性度误差在振动变送器工作范围内，选取某个参考频率点，在该频率下，由振动标准装置给出不少于3个均匀分布振动幅值（一般应包括工作范围上限）。振动变送器幅值线性度误差按公式（1）计算。校准结果表达校准结果应在证书中反映。校准证书格式见附录F，校准证书应至少应包含以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对被校对象有效的声明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的说明。复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、本身质量等因素所决定的，因此，振动变送器的复校时间间隔根据使用情况由用户确定，建议不超过1年。当更换配件及维修后，或对数据存在疑问时，应及时校准。

附录A振动变送器校准结果的不确定度评定示例A.1测量模型和灵敏系数A1.1测量模型振动变送器示值误差的测量模型为：（A.1）式中：——振动变送器示值误差，mA；——振动变送器十次测量实际示值的平均值，mA；——振动变送器理论示值，mA；A1.2灵敏系数的灵敏系数：的灵敏系数：A.2不确定度来源由于振动变送器理论值是计算得来，因此其引入的不确定度为零。振动变送器测量值的不确定度来源如下：（1）由振动标准装置引入的不确定度分量u1（2）由数字万用表引入的不确定度分量u2（3）由直流电源引入的不确定度分量u3（4）由测量重复性引入的不确定度分量u4A.3标准不确定度评定选取一只测量范围为（0～10）mm/s、输出范围为（4～20）mA的速度型振动变送器进行不确定度评定。以振动频率80Hz为例，在振动速度幅值为5mm/s时，该变送器的理论输出值为12.00mA，10次测量结果如表A.1：表A.1序号12345输出值（mA）12.0112.0212.0412.0012.02序号678910输出值（mA）12.0312.0212.0312.0112.04根据表A.1可得变送器输出的平均值为12.02mA，由式（A.1）得其误差为0.02mA。A3.1比较法振动标准装置引入的不确定度分量u由于比较法振动标准装置的测量不确定度为Urel=3.0%，k=2，可得：uA3.2由数字万用表引入的不确定度分量u数字万用表最大允许误差为±0.1%，可视其为均匀分布，可得：uA3.3由直流电源引入的不确定度分量u由于直流电源工作时电压不稳定对振动变送器的输出产生影响，粗略估计为±0.1%，可视其为均匀分布，可得：uA3.4由测量重复性引入的不确定度分量u测量重复性引入的不确定度可用A类评定表示，根据表A.1的测量结果，单次测量值的实验标准偏差：uA.4合成标准不确定度由于上节所述的各不确定度分量均互相独立不相关，灵敏系数由公式（A.1）计算得到。故合成标准不确定度为：uA.5扩展不确定度取包含因子k=2，由此可以得到该振动变送器在振动频率80Hz，在振动速度幅值为5mm/s时，校准结果的扩展不确定度为：U=换算至相对扩展不确定度为：U

附录B校准原始记录参考格式记录编号：证书编号：委托单位单位地址校准地点仪器型号校准依据仪器编号校准日期生产厂家环境温度相对湿度校准员核验员校准用标准装置1、频率响应误差频率点（Hz）振动标准幅值（）理论值（）实测值（）误差（）