(高清版)GBT 20485.32-2021 振动与冲击传感器校准方法 第32部分：谐振测试 用冲击激励测试加速度计

振动与冲击传感器校准方法第32部分：谐振测试用冲击激励测试加速度计的频率和相位响应Part32:Resonancetesting—Testingthefr国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ 12规范性引用文件 1 1 24.1环境条件 24.2参考冲击球 24.2.1总则 24.2.2参考冲击球的尺寸 24.2.3参考冲击球的直径范围选择 24.2.4参考冲击球安装表面和螺纹公差的要求 34.3撞击球 3 44.5适调放大器 44.6辅助装置和方法 4 55.1组装测试结构 55.1.1安装被测加速度计 55.1.2安装参考冲击球 55.1.3安装撞击球的导向管 55.2连接仪器 65.3设置信号分析仪 65.3.1分析仪初始化 65.3.2设定测量参数 65.3.3设置显示 75.3.4设置标记 7 7 7 76.2时间信号处理 87结果报告 8Ⅲ 第17部分：离心机法绝对校准：——GB/T13823.20—2008振动与冲击传感器的校准方法加速度计谐振测试通用方法——GB/T14412—2005机械振动与冲击加速度计的机械安装(ISO5348:1GB/T20485.32—2021/IS要求用这种方法获得频率和相位响应的被测加速度计需具有ISO5348所陈述的很好的机械安装通过这种方法获得的被测加速度计的相位响应是假定加速度计在频率为0Hz时输入和输出信号ISO2041机械振动、冲击与状态监测词汇(Mechanicalvibration,shockandconditionmonito-ISO5347-22振动与冲击传感器校准方法第22部分：加速度计谐振测试通用方法(Methodsforthecalibrationofvibrationandshockpick-ups—Part22:Accelerometerresonancetesting—GenerISO5348机械振动与冲击加速度计的机械安装(Mechanicalvibrationandshock—Mechanicalmountingofaccelerometers)。度的倒数。本方法建议频域的最小谱线数为400。假设谐振频率在频段中间，则谐振频率的标准不确定度约为0.5%。假设进行测量时，信号最大值接近测量仪器的动态范围上限且压电加速度计典型的阻尼比约为0.01,则阻尼比测量的标准不确定度约为1%。2GB/T20485.32—2021/IS对不确定度由展开相位的噪声抑制方法修正。对于一个典型的40dB辨率约为1%或在相位域约为5°。参考冲击球应该有一个带螺纹的平坦表面用以安装被3其他尺寸的球也可用于本测试。球的一阶转动谐振的固有频率能够按公式(1)计算：式中：Cs剪切波在钢中的速度，取值3251m/s;D——球的直径。球的一阶径向谐振的固有频率能够按公式(2)计算： (2)式中：Cp—膨胀波在钢中的速度，取值5941m/s;D——球的直径。球的一阶纵向谐振的固有频率能够按公式(3)计算：式中：CE——拉伸波在钢中的速度，取值5250m/s。实际上，必须考虑到只有公式(3)提供的是球的最低谐振频率。本方法所提供的冲击脉冲持续时间与球的自然振荡周期相比是相当大的，这就是为什么用这种方法时，通常不会引起球的自然谐振。此外，被测加速度计通常会抑制球的较高谐振。所以用户通常应考虑被测加速度计的谐振频率不超过1.5倍球的固有频率：fc——加速度计的谐振频率，单位为千赫兹(kHz);4.2.4参考冲击球安装表面和螺纹公差的要求用于安装被测加速度计的参考冲击球的安装平面应该是平的，其表面粗糙度(算术平均偏差)Ra安装平面的平面度在5μm内。安装被测加速度计的螺纹孔与安装平面的垂直度公差不大于0.5°。用于安装加速度计的螺纹应适当宽松，即相应的公差配合(例如：英制10-322级)。4.3撞击球用于激励被测加速度计自然振荡的撞击球是采用硬度超过50HRC的钢并且抛光。撞击球的直径应该是参考冲击球直径的1/8～1/16。对于直径32mm的参考冲击球来讲，可选择直径为4mm或2mm的撞击球。4GB/T20485.32—2021/IS为了获取和分析被测加速度计的自然振荡信号，应使用高于3倍最高分析频率的数据采集带宽和不小于16位的幅值分辨率的信号分析仪。获取被测加速度计频率和相位响应的装置及方法的基本框图如图2所示。5应根据ISO5348所规定的条件安装被测加速度计。安装参考冲击球与被测加速度计的盒子与泡沫的典型结构如图3所示。导向管的直径建议是1.5倍～3倍的撞击球的直径。较大的比值是针对较小的撞击球。将导向管下端和参考冲击球之间的空隙预留为撞击球直径的2倍～5倍范围内。6GB/T20485.32—2021/IS为被测加速度计选择适当的适调放大器灵敏度，使输入信号的最大值在过载值以下20dB的范选择适调放大器的上限截止频率比被测加速度计假定的一阶谐振频率至少高出2倍。-—时间窗的通道；——设定触发电平为输入范围的±10%以内；7调整时域指数窗的时间衰减参数为记录长度的0.25倍。典型的被测加速度计的时间记录如图4所示。8GB/T20485.32—2021/IS5