《机械振动与冲击 机械导纳的试验确定 第1部分：基本术语与定义、传感器特性GBT 11349.1-2018》详细解读

《机械振动与冲击机械导纳的试验确定第1部分：基本术语与定义、传感器特性GB/T11349.1-2018》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和符号3.1术语和定义3.2符号与单位4基本原理和一般关系5力和运动测量传感器的基本要求contents目录5.1概述5.2运动测量传感器的要求5.3力测量传感器的要求5.4阻抗头和被试结构连接件的要求6校准6.1概述6.2系统校准6.3传感器的基本校准和补充校准contents目录7压电传感器的基本校准7.1概述7.2灵敏度7.3频率响应7.4加速度计的横向灵敏度7.5质量7.6尺寸规格7.7电阻抗contents目录7.8极性8补充校准8.1概述8.2线性度8.3力传感器和阻抗头的有效端部质量8.4阻抗头的柔度8.5由于环境和副效应的影响需要做的补充校准contents目录9数据的图示9.1概述9.2对数图9.3其他绘图法附录A(资料性附录)机械阻抗、导纳和模态分析之间的关系附录B(资料性附录)作为频率响应函数的导纳contents目录附录C(资料性附录)阻抗头连接柔度和阻尼的确定参考文献011范围规定了基本术语与定义，为相关测试提供了统一的语境和理解基础。涵盖了传感器特性的要求，确保测量准确性和可靠性。适用于机械振动与冲击测量中机械导纳的试验确定方法。1范围022规范性引用文件2规范性引用文件引用文件的重要性规范性引用文件是本标准的重要组成部分，它们不仅为本标准提供了理论和技术支撑，还保证了标准实施过程中的统一性和可比性。同时，这些引用文件也是相关领域专家和学者共同智慧的结晶，具有很高的权威性和指导意义。具体引用标准包括但不限于关于机械振动与冲击测量的基本方法和准则、传感器技术条件及校准方法等。这些具体标准的引用，使得本标准的实施更具操作性和一致性。核心引用文件该标准在制定过程中，主要引用了与机械振动、冲击和机械导纳测量相关的国家和国际标准。这些文件为本标准的制定提供了理论基础和技术支持，确保了标准的科学性和准确性。033术语、定义和符号3术语、定义和符号符号和缩略词为了便于理解和交流，标准中还定义了一系列符号和缩略词。这些符号和缩略词在文中具有特定的含义，代表不同的物理量、单位或概念，有助于提高标准的可读性和专业性。重要性明确和统一的术语、定义、符号和缩略词是确保标准正确实施和有效沟通的关键。它们在标准的制定、修订、宣贯、实施等各个环节中都发挥着重要的作用，有助于各方准确理解和把握标准的内涵和要求。术语和定义在GB/T11349.1-2018中，详细列出了与机械振动与冲击、机械导纳试验相关的术语和定义。这些术语和定义为标准的正确理解和实施提供了基础，确保了各方在沟通和执行过程中的一致性。030201043.1术语和定义描述机械系统动态特性的物理量，表示系统对输入激励的响应能力。机械导纳指传感器在测量过程中的输入与输出之间的关系，包括灵敏度、线性度、重复性等。传感器特性用于测量力和运动响应的装置，通常由力传感器和运动传感器组成。阻抗头3.1术语和定义010203053.2符号与单位在机械振动与冲击试验中，常用的符号包括加速度（a）、速度（v）、位移（s）、力（F）、频率（f）等，这些符号在标准中都有明确的定义。符号3.2符号与单位机械振动与冲击试验中的物理量需要采用国际单位制（SI）的单位，如加速度的单位为米每秒平方（m/s²），速度的单位为米每秒（m/s），位移的单位为米（m），力的单位为牛顿（N），频率的单位为赫兹（Hz）等。单位在实际应用中，可能需要进行单位换算，例如将加速度从g（重力加速度）换算为m/s²，或者将频率从RPM（转每分钟）换算为Hz等。这些换算方法在标准中也有详细的说明。单位换算064基本原理和一般关系它是在频域中描述系统对简谐激励的稳态响应与激励之比，具有明确的物理意义和量纲。机械导纳与机械阻抗是倒数关系，二者在描述系统动态特性时具有等价性。机械导纳是描述机械系统动态特性的重要参数，反映了系统对输入激励的响应能力。4基本原理和一般关系075力和运动测量传感器的基本要求传感器需要具备高精度的测量能力，以确保测量结果的准确性和可靠性。高精度测量传感器在长时间使用过程中，其测量结果应保持稳定，减少因传感器自身因素引起的误差。稳定性好传感器应具备较高的分辨率，能够检测到微小的力和运动变化。分辨率高5力和运动测量传感器的基本要求085.1概述机械导纳的定义机械导纳是指在机械系统中，某一点受到激励时，该点的响应与激励之比，它反映了系统对激励的传递特性。5.1概述本部分的作用GB/T11349.1-2018的第1部分主要定义了与机械导纳相关的基本术语和定义，并规定了传感器特性，为后续的机械导纳测量提供了基础。传感器的重要性在机械导纳测量中，传感器起着至关重要的作用，其精度和适配性直接影响到测量结果的准确性和可靠性。因此，本部分对传感器特性进行了详细规定。095.2运动测量传感器的要求传感器应能提供高精度的测量结果，以确保机械振动与冲击试验的准确性。高精度测量传感器应具有良好的稳定性，能够长时间保持测量精度，减少误差。稳定性好传感器应具有高可靠性，能够在各种环境下稳定工作，不易发生故障。可靠性高5.2运动测量传感器的要求105.3力测量传感器的要求力测量传感器应具有高精度，能够准确测量和传递机械力信号，确保测试结果的可靠性和准确性。准确性5.3力测量传感器的要求传感器应具有较高的灵敏度，能够感知微小的力变化，并转化为可测量的电信号输出。灵敏度传感器应具有良好的稳定性，能够在长时间使用过程中保持一致的测量性能，减少误差和漂移现象。稳定性115.4阻抗头和被试结构连接件的要求连接面处理连接面应经过精细加工，确保平面度和垂直度达到要求，同时应去除毛刺、油污等杂质，以保证连接的紧密性和可靠性。连接方式阻抗头应与被试结构通过刚性连接方式进行连接，确保振动传递的准确性，并避免能量损失。连接件材料连接件应采用高强度、高刚性的材料制成，以确保在测试过程中不会发生变形或松动，从而影响测试结果。5.4阻抗头和被试结构连接件的要求126校准确保传感器和测量仪器的准确性修正传感器和测量仪器的偏差6校准提高测量结果的可靠性136.1概述内容简述本部分定义了基本术语，规定了测量机械导纳所使用的传感器的校准测试、环境试验和物理测量方法。重要性为确保机械导纳测量的准确性和可靠性，提供统一的术语定义和传感器特性要求。应用范围适用于机械导纳测量中传感器的选择、校准和评定，以及相关测量仪器的指导。6.1概述146.2系统校准6.2系统校准通过比较传感器输出与已知输入量之间的关系，确定传感器的静态特性，如灵敏度、线性度等。静态校准采用振动台或激振器产生已知的振动信号，通过对比传感器输出与输入振动信号，评估传感器的动态响应特性。动态校准在传感器使用过程中进行校准，实时调整传感器参数，确保测量结果的准确性。在线校准156.3传感器的基本校准和补充校准静态校准在静态条件下，对传感器进行校准，确保输出值与输入值之间的线性关系。动态校准在动态条件下，模拟实际工作环境，校准传感器的频率响应和相位响应。环境因素校准考虑温度、湿度等环境因素对传感器性能的影响，进行相应的校准。6.3传感器的基本校准和补充校准167压电传感器的基本校准确保测量准确性校准能够减少传感器的误差，使测量数据更加可靠，为后续的决策提供准确的依据。保证数据可靠性满足法规要求在许多行业中，定期校准传感器是满足法规和标准要求的必要条件。通过校准，可以调整传感器的输出，使其与实际值相匹配，从而提高测量的准确性。7压电传感器的基本校准177.1概述010203本部分定义了与机械导纳相关的基本术语和定义规定了测量机械导纳所使用的传感器的特性要求提供了选择、校准和评定适用于机械导纳测量的传感器和测量仪器的指导原则7.1概述187.2灵敏度7.2灵敏度定义传感器输出变化量与输入变化量之比，反映了传感器对输入量变化的敏感程度。影响因素重要性灵敏度受传感器结构、材料、制造工艺等多种因素影响，不同类型传感器的灵敏度可能有所不同。灵敏度是评价传感器性能的重要指标之一，高灵敏度意味着传感器能够更准确地检测并反映输入量的微小变化。197.3频率响应7.3频率响应定义频率响应是指系统对不同频率的正弦输入信号的稳态响应。在机械振动与冲击领域中，它描述了系统对不同频率振动的传递特性。重要性频率响应是机械系统动态性能的重要指标，可以用于评估系统在特定频率下的隔振、减振能力，以及预测系统在受到不同频率振动时的行为。测量方法测量频率响应通常采用激振器对系统施加不同频率的振动，通过传感器测量系统的响应，并计算得到频率响应函数。这种方法可以准确地获取系统在各个频率下的动态特性。207.4加速度计的横向灵敏度定义加速度计的横向灵敏度是指其对垂直于敏感轴向的加速度的响应能力。它反映了加速度计在非测量方向上的敏感程度。影响因素加速度计的横向灵敏度受多种因素影响，包括传感器的机械设计、制造工艺、安装方式以及使用环境等。这些因素可能导致传感器在非测量方向上产生不必要的输出信号。重要性横向灵敏度是衡量加速度计性能的重要指标之一。过高的横向灵敏度可能导致测量误差增大，影响测试结果的准确性。因此，在选择和使用加速度计时，需要关注其横向灵敏度指标，确保测量结果的可靠性。7.4加速度计的横向灵敏度217.5质量7.5质量质量对试验结果的影响在机械振动与冲击试验中，试验对象的质量会直接影响其动态响应特性。较重或较轻的质量都会导致试验结果的偏差。因此，在试验前对试验对象进行准确的质量测量是至关重要的。通过确保质量的准确性，可以获得更加可靠的试验结果，从而为后续的分析和设计提供有力支持。质量测量方法为了确保试验的准确性和可重复性，标准中规定了质量的测量方法。这通常包括使用精确的测量设备，如天平或质量比较仪，以及遵循特定的测量步骤和程序。这些方法的目的是最小化测量误差，并确保所测得的质量值能够真实反映试验对象的实际质量。质量定义与重要性在机械振动与冲击试验中，质量是一个关键因素。它不仅影响试验对象的动态响应，还直接关系到测量结果的准确性和可靠性。因此，在GB/T11349.1-2018标准中，对质量的定义和测量提出了明确要求。227.6尺寸规格标准化尺寸根据GB/T11349.1-2018标准，对于用于机械导纳测量的传感器和测量仪器，其尺寸规格需满足一定的标准化要求，以确保测量的准确性和可重复性。适配性详细规定7.6尺寸规格传感器和测量仪器的尺寸应与被测对象相匹配，具有良好的适配性，避免因尺寸不合适而影响测量结果。标准中对不同类型和用途的传感器及测量仪器的尺寸规格进行了详细规定，包括长度、直径、接口尺寸等，为选用和校准提供了明确的指导。237.7电阻抗7.7电阻抗定义与重要性电阻抗是描述电路或系统中电阻、电感和电容的综合效应的复数量。在机械振动与冲击测试中，电阻抗与传感器的性能密切相关，影响着测量的准确性和可靠性。01影响因素电阻抗的大小取决于传感器的结构、材料和工艺等因素。合理的电阻抗设计能够提高传感器的灵敏度和稳定性，减少外界干扰对测量结果的影响。02测量与调整在实际应用中，需要对传感器的电阻抗进行测量和调整，以确保其满足测试要求。这通常需要使用专业的阻抗分析仪或网络分析仪等设备，对传感器的电阻抗进行精确的测量和分析。如果发现电阻抗不符合要求，需要对传感器进行适当的调整或更换。03247.8极性极性定义在机械振动与冲击测量中，极性指的是传感器对于振动或冲击方向的敏感性，通常分为正向和反向两种。正向极性当传感器感受到的振动或冲击方向与其设定的正向方向一致时，输出的信号为正，反之为负。反向极性与正向极性相反，当传感器感受到的振动或冲击方向与其设定的反向方向一致时，输出的信号为正，反之为负。0203017.8极性258补充校准根据实际需求和标准规范，明确需要进行校准的项目和相应的校准方法。确定校准项目和校准方法根据校准项目，准备相应的校准设备和工具，确保其准确性和可靠性。准备校准设备和工具制定详细的校准计划和程序，包括校准的步骤、时间安排和人员分工等。制定校准计划和程序8补充校准268.1概述010203本部分定义了机械振动与冲击试验中机械导纳测试的基本术语与定义规定了传感器特性的要求和测试方法，以确保测量的准确性和可靠性为后续部分的机械导纳测量提供了基础，并指导了相关仪器的选择和校准8.1概述278.2线性度8.2线性度01线性度是指传感器输出与输入之间的线性关系程度，即传感器的输出信号是否随输入信号的变化而呈线性变化。线性度是衡量传感器性能的重要指标之一。高线性度的传感器能够提供更准确、更可靠的测量数据，降低测量误差。通常通过给传感器输入一系列已知的标准信号，然后测量传感器的输出信号，通过对比输入与输出之间的关系来评估传感器的线性度。0203定义重要性测试方法288.3力传感器和阻抗头的有效端部质量8.3力传感器和阻抗头的有效端部质量有效端部质量的定义有效端部质量是指在测量过程中，力传感器或阻抗头与被测物体接触部分的有效质量，它会影响测量的准确性和灵敏度。有效端部质量的测量为了获取准确的有效端部质量，需要使用精确的测量设备进行测量，如高精度天平或质量比较仪，同时要注意测量时的环境条件，避免风、震动等因素对测量结果的影响。有效端部质量对测量的影响有效端部质量的大小会直接影响到测量结果的准确性和可靠性。如果有效端部质量过大，会导致测量结果偏低，反之则会导致测量结果偏高。因此，在选择和使用力传感器或阻抗头时，应充分考虑其有效端部质量对测量结果的影响。298.4阻抗头的柔度01阻抗头柔度的定义阻抗头的柔度是指其在受到机械振动或冲击时，产生的形变程度。柔度越大，阻抗头在受力后产生的形变就越大。阻抗头柔度的影响因素阻抗头的柔度受其材料、结构和尺寸等因素的影响。材料弹性模量小、结构细长或壁厚较薄的阻抗头，其柔度相对较大。阻抗头柔度对测量的影响阻抗头的柔度会直接影响机械导纳的测量精度。柔度过大可能导致测量结果的失真，因此在选择阻抗头时，需要考虑其柔度对测量结果的影响。8.4阻抗头的柔度0203308.5由于环境和副效应的影响需要做的补充校准温度变化校准由于传感器和环境温度的变化会对测量结果产生影响，因此需要进行温度变化校准，以确保测量结果的准确性。磁场干扰校准在强磁场环境下，传感器可能会受到干扰，导致测量结果偏差。因此，需要对传感器进行磁场干扰校准，以消除磁场对测量结果的影响。非线性校准由于传感器的非线性特性，可能会导致测量结果的失真。为了获得更准确的测量结果，需要对传感器进行非线性校准，以修正其非线性误差。8.5由于环境和副效应的影响需要做的补充校准010203319数据的图示常用图示类型在机械振动与冲击试验中，常用的图示类型包括时域波形图、频谱图、相干函数图等。这些图示类型能够从不同角度展示数据的特征和规律。图示目的数据的图示主要是为了直观地展示机械振动与冲击试验中测量得到的数据，帮助研究人员更好地理解和分析机械导纳的特性。图示要求图示应清晰、准确，能够明确地反映出数据的变化趋势和特征。同时，图示的标注和说明应简洁明了，便于读者理解和分析。9数据的图示329.1概述标准制定背景为了统一和规范机械振动与冲击领域中机械导纳的试验方法和评定标准，提高测试精度和可靠性，制定了本标准。01.9.1概述标准作用和意义本标准为机械振动与冲击领域中机械导纳的测试提供了基本术语与定义，规范了传感器特性，为相关领域的研究和应用提供了重要参考。02.标准适用范围本标准适用于机械振动与冲击领域中机械导纳的试验确定，涉及各类机械设备的动态特性测试和分析。03.339.2对数图9.2对数图定义与用途：对数图，特别是半对数线图，是一种常用的统计图，主要用于表示事物的发展速度或相对比。其特点是纵轴采用对数尺度，而横轴则采用算术尺度。特点与绘制方法：在对数尺度上，相同的增长速度在线图上的距离改变是相等的。半对数线图的纵坐标没有零点，通常的起点值如0.1、1、10等。在绘图时，如果使用的是半对数纸，则直接根据数据大小作图；若没有半对数纸，则需将数据转换为对数后再在普通方格纸上作图。在机械导纳试验中的应用：在机械振动与冲击的试验中，对数图可能用于展示振动幅度或频率与某些参数之间的相对关系，特别是在需要表现数据在数量级上的差异或者增长速度时。例如，可以分析不同频率下机械系统的响应，或者比较不同条件下振动传感器的输出变化。349.3其他绘图法要点三奈奎斯特图该图是一种在复平面上表示频