JJG 638-2015液壓式振動試驗系統(tǒng)

中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程液壓式振動試驗系統(tǒng)2015-12-07發(fā)布2016-06-07實施液壓式振動試驗系統(tǒng)檢定規(guī)程I 2引用文件 3概述 4計量性能要求 4.1振動控制器 4.2正弦振動 4.3隨機振動 5通用技術要求 5.1外觀要求 5.2其他技術要求 6計量器具控制 6.1檢定條件 6.2檢定項目 6.3檢定方法 6.4檢定結果的處理 6.5檢定周期 附錄A檢定證書內頁格式 附錄B檢定結果通知書內頁格式 JJG638—2015Ⅱ與JJG638—1990相比，除編輯性修改外，主要技術變化如下：——增加了引用文件(見2);——增加了液壓式振動試驗系統(tǒng)結構示意圖(見圖1);—增加了振動控制器、隨機振動的計量性能要求和檢定方法(見4.1、4.3);——刪除了頻率穩(wěn)定性的計量性能要求和檢定方法； 統(tǒng)一了振動幅值示值誤差的指標(見4.2.1):——檢定設備中增加了“動態(tài)信號分析儀”(見6.1.2.1);——修改了“橫向振動比”的檢定設備(見6.1.2.3);——刪除了檢定設備中“電平記錄儀”和“數字頻率計”; 增加了“檢定項目”(見6.2); 根據ISOTC108/SC6有關ISO8626:1989“橫向運動比”修正的決議，修改了橫向振動比的計算公式(6.3.11);——刪除了“附錄1檢定項目的選擇”,“附錄2檢定結果記錄格式”;——增加了“檢定證書內頁格式”(見附錄A); 增加了“檢定結果通知書內頁格式”(見附錄B),1液壓式振動試驗系統(tǒng)檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于液壓式振動試驗系統(tǒng)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文件本規(guī)程引用下列文件：JJF1156振動沖擊轉速計量術語及定義GB/T5170.15—2005電工電子產品環(huán)境試驗設備基本參數檢定方法振動(正弦)試驗用液壓振動臺GB/T5170.21電工電子產品環(huán)境試驗設備基本參數檢驗方法振動(隨機)試驗用液壓振動臺GB/T10179液壓伺服振動試驗設備特性的描述方法GB/T21116液壓振動臺凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。3概述液壓式振動試驗系統(tǒng)(以下簡稱振動試驗系統(tǒng))是用來產生正弦振動、隨機振動等激勵的一整套設備，用于對試件進行預先規(guī)定條件的振動試驗。它通常由振動控制器、伺服控制裝置、液壓振動發(fā)生器、液壓源、控制傳感器(加速度計或位移計)和附屬設備等組成，如圖1所示?？刂苽鞲衅髡駝涌刂破魉欧刂蒲b置液壓源液壓振動發(fā)生器伺服控制裝置液壓源4計量性能要求4.1振動控制器4.1.1頻率示值誤差振動控制器在規(guī)定的頻率范圍內，其頻率示值誤差符合表1的規(guī)定。JJG638—20152頻率范圍頻率示值最大允許誤差4.1.2振動控制器失真度振動控制器正弦信號諧波失真度不大于0.3%.4.1.3通道一致性多通道振動控制器任意兩通道之間的一致性應滿足表2的要求。幅值比相位差振動試驗系統(tǒng)的振動幅值(加速度、速度、位移)示值誤差應不超過±10%4.2.2加速度幅值穩(wěn)定性應不超過士10%。4.2.3加速度信噪比4.2.4振動試驗系統(tǒng)臺面加速度和位移波形失真度振動試驗系統(tǒng)工作時，振動試驗系統(tǒng)臺面加速度和位移波形失真度應滿足表3的頻率范圍振動試驗系統(tǒng)位移控制段振動試驗系統(tǒng)加速度控制段位移波形失真度加速度波形失真度注：在額定的頻率范圍內，允許有加速度和位移波形失真度超過25%的頻帶，這些頻帶累計寬度不超過額定頻率范圍的30%。振動試驗系統(tǒng)工作時，振動試驗系統(tǒng)臺面加速度幅值均勻度應不大于25%。在額定的頻率范圍內，允許有1～2個均勻度較大的頻帶，在該頻帶內最大加速度幅值均勻度不大于50%,頻帶寬度不超過最大均勻度對應頻率的士10%。振動試驗系統(tǒng)工作時，振動試驗系統(tǒng)臺面橫向振動比(橫向加速度幅加速度幅值之比)應不大于25%。在額定的頻率范圍內，允許有1～2個橫向振動比較大的頻帶，在該頻帶內最大橫向振動比不大于50%,頻帶寬度不超過最大橫向振動比JJG638—20153對應頻率的±10%。1oct/min,掃頻速率誤差和定振偏差應滿足表4的要求。掃頻速率誤差定振偏差士1.5dB振動試驗系統(tǒng)隨機加速度總方均根值示值誤差應不超過士10%?？偡骄档谋萊應不超過10%。振動試驗系統(tǒng)工作時，臺面隨機加速度總方均根值均勻度應不大于25%。振動試驗系統(tǒng)工作時，臺面隨機加速度橫向振動比應滿足表5的要求。表5隨機加速度橫向振動比最大允許范圍隨機加速度總方均根值橫向振動比隨機加速度功率譜密度橫向振動比振動試驗系統(tǒng)隨機振動加速度譜密度示值誤差應不超過士25%。振動試驗系統(tǒng)隨機振動在90%置信度控制下，加速度總方均根值和加速度功率譜密度控制準確度應滿足表6的要求。表6加速度總方均根值和加速度譜密度控制準確度隨機加速度總方均根值控制準確度隨機加速度譜密度控制準確度45.1外觀要求5.1.1振動試驗系統(tǒng)應配有使用產品合格證、說明書及全部必備附件。各組成部分的5.1.2振動試驗系統(tǒng)外形結構應完好，無影響正常工作的機械損傷。其開關、按鍵、5.1.3振動試驗系統(tǒng)按使用說明書要求進行通電、預熱后進行自檢，各部分應工作5.2其他技術要求振動試驗系統(tǒng)工作最大噪聲A計權聲壓級大于90dB時，應考慮采取隔離、消聲6計量器具控制6.1.1檢定時的環(huán)境條件6.1.1.1環(huán)境溫度為(15～35)℃,相對濕度不大于80%;6.1.1.2電源電壓的變化應在額定電壓的士10%范圍內；6.1.2.2加速度計或位移計(含信號適調器):測量不確定度U=2%(k=2);6.1.2.3采用正立方體將3個加速度計組成一個兩兩正交的三軸向加速度測量系統(tǒng)：測量不確定度U=3%(k=2);6.1.2.6檢定用負載應符合GB5170.15—2005第7.1條的要求。6.2檢定項目檢定項目選擇如表7所示。序號檢定項目檢定項目選擇首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀及工作環(huán)境條件檢查十十十2最大噪聲十一5表7(續(xù))序號檢定項目檢定項目選擇首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查3振動控制器頻率示值十+十控制器諧波失真度十—通道一致性十4正弦振動振動幅值示值十十十加速度幅值穩(wěn)定性十-—加速度信噪比十十—臺面加速度和位移諧波失真度十十臺面振動幅值均勻度十十臺面橫向振動比十十掃頻速率十十—掃頻定振十十一正弦振動的工作頻率范圍、額定正弦推力、最大振動幅值十—5隨機振動振動試驗系統(tǒng)隨機加速度總方均根值示值十(如適用)十(如適用)十(如適用)帶外帶內總方均根值比十(如適用)十(如適用)臺面隨機加速度總方均根值均勻度—臺面隨機加速度橫向振動比十(如適用)十(如適用)一加速度譜密度示值誤差十(如適用)十(如適用)加速度總方均根值控制準確度十(如適用)十(如適用)加速度譜密度控制準確度十(如適用)十(如適用)隨機振動額定隨機推力、最大加速度總方均根值十(如適用)—注：表中“+”表示需要檢定的項目；“一”表示不需要檢定的項目。JJG638—201566.3檢定方法6.3.1振動試驗系統(tǒng)外觀和工作環(huán)境條件的檢查對振動試驗系統(tǒng)的外觀進行檢查，檢查結果應符合5.1的各項規(guī)定。6.3.2振動試驗系統(tǒng)工作最大噪聲按規(guī)定的工作頻率范圍內，以其額定的最大振動幅值作掃頻振動。在距振動試驗系統(tǒng)臺體邊緣1m遠，離地面1.5m高處用聲級計(A計權)測量，并記錄噪聲的最大聲壓級。檢查結果應符合5.2的規(guī)定。6.3.3振動控制器頻率示值誤差振動控制器正弦自閉環(huán)控制，將控制器信號輸出端接動態(tài)信號分析儀。在控制器的工作頻率范圍內，選取3個頻率值(包括上、下限頻率值),分別在適當的量級上控制。動態(tài)信號分析儀采用矩形窗函數，頻率分辨力要好于被測量值允許誤差的10倍。分別記錄控制器的頻率示值和動態(tài)信號分析儀的測量值，計算控制器頻率示值誤差，測量結果應符合4.1.1的規(guī)定。6.3.4振動控制器正弦信號諧波失真度振動控制器正弦自閉環(huán)控制，將控制器信號輸出端接動態(tài)信號分析儀。控制器在16Hz頻率和適當量級上控制，動態(tài)信號分析儀采用平頂窗函數，線性幅值。測量16Hz頻率下的幅值及至少5倍的諧波幅值，按式(1)計算諧波失真度D。計算結果應符合4.1.2的規(guī)定。式中：D——控制器的諧波失真度，%;A?——控制器的基波幅值，m/s2; 基波的二次、三次、四次、五次等諧波幅值，6.3.5多通道振動控制器任意兩通道之間一致性多通道振動控制器在工作頻率范圍內設置平直譜，在適當的量級上做隨機自閉環(huán)控制。一個通道作為控制通道，其他通道作為測量通道。控制器輸出任兩通道之間的傳遞特性，觀察其幅值比和相位差。其99%以上的測量值應符合4.1.3的規(guī)定。6.3.6振動試驗系統(tǒng)臺面振動幅值示值誤差將測量傳感器(加速度計、位移計)和檢定用負載剛性連接在振動試驗系統(tǒng)臺面中心，盡可能靠近控制傳感器，按圖2方法安裝振動傳感器及連接測量儀器?？刂苽鞲衅骺刂苽鞲衅鳒y量傳感器液壓振動在規(guī)定的工作頻率范圍內，選取高、中、低三個頻率值，分別對應加速度、速度和7位移控制段，在所選頻率值下取大、中、小三個加速度(或速度、位移)幅值進行測量，示值誤差δ。按式(2)計算。其結果應符合4.2.1的規(guī)定。aa——振動試驗系統(tǒng)的振動幅值示值；a;——動態(tài)信號分析儀測量振動幅值。6.3.7加速度幅值穩(wěn)定性將測量加速度計剛性連接在振動試驗系統(tǒng)臺面中心，其輸出通過適調放大器連接動態(tài)信號分析儀。選取80Hz,加速度幅值調至此頻率下最大加速度幅值的80%,連續(xù)考察30min,每隔5min記錄一次動態(tài)信號分析儀加速度幅值示值，加速度幅值穩(wěn)定性按式(3)計算。其結果應符合4.2.2的規(guī)定。S——加速度幅值穩(wěn)定性，%;amx,ami——各次測量中加速度幅值的最大值、最小值，m/s2。6.3.8振動試驗系統(tǒng)加速度信噪比按6.3.7方法安裝加速度計及連接測量儀器。當振動試驗系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，控制器輸出信號幅值為零，功率放大器增益調至最大，測量臺面中心的加速度有效值ao,并按式(4)計算出振動試驗系統(tǒng)加速度信噪比M。計算結果應符合4.2.3的規(guī)定。a?——無激勵信號輸人時臺面中心處的加速度有效值，m/s2。6.3.9振動試驗系統(tǒng)臺面加速度和位移波形失真度按6.3.6方法安裝檢定用負載、加速度計(或位移計)并連接測量儀器。在振動試驗系統(tǒng)的工作頻率范圍內，按倍頻程選取不少于10個頻率值(包括上、下限頻率值),在所選頻率下最大振動幅值50%的大小振動。動態(tài)信號分析儀采用平頂窗函數，測量其基波和至少5次諧波，如果單一采用加速度計或位移計，應對振動信號進行積分或微分，測量加速度波形失真度(加速度和速度控制段)和位移波形失真度(位移控制段)。按式(1)計算諧波失真度。其結果應符合4.2.4的規(guī)定。86.3.10振動試驗系統(tǒng)臺面加速度幅值均勻度將不少于5只加速度計剛性連接在振動試驗系統(tǒng)臺面中心和四角(安裝螺孔分布的最外圈)上，如圖3所示，圖中1,2,3,4,5點為加速度計安裝位置。加速度計通過適調放大器接動態(tài)信號分析儀的各通道。圖3臺面加速度幅值均勻度檢定加速度計安裝分布圖在振動試驗系統(tǒng)工作頻率范圍內，按倍頻程至少選取10個頻率值(包括上、下限頻率值)及相應頻率下最大振動幅值的50%進行測量，在同次測量中，采用動態(tài)信號分析儀測得各個位置的振動加速度幅值，并按式(5)計算出臺面加速度幅值均勻度N,其結果應符合4.2.5的規(guī)定。式中：N——振動試驗系統(tǒng)臺面加速度幅值均勻度，%;a——同次測量中，中心點的加速度幅值，m/s2;|△amx|——同次測量中，各點與中心點加速度幅值的最大偏差的絕對值，m/s2。6.3.11振動試驗系統(tǒng)臺面橫向振動比將三軸向加速度計剛性連接在振動試驗系統(tǒng)臺面中心。加速度計通過適調放大器連接多通道動態(tài)信號分析儀。在振動試驗系統(tǒng)規(guī)定的工作頻率范圍內，按倍頻程選取10個頻率值(包括上、下限頻率值),在所選頻率下以振動試驗系統(tǒng)主振方向所允許最大振動幅值的50%進行振動，從動態(tài)信號分析儀上同時測量三個方向的加速度時域信號，按式(6)計算出橫向振動比T。其結果應符合4.2.6的規(guī)定。式中：T——振動試驗系統(tǒng)臺面加速度幅值橫向振動比，%;ar(t)——az(t),ay(t)——某時刻垂直于主振方向平面內的橫向加速度，m/s2;某時刻垂直于主振方向平面內兩個正交的橫向加速度，m/s2;ax——主振方向的加速度幅值，m/s2。6.3.12掃頻速率誤差和定振偏差按6.3.7方法安裝加速度計及連接測量儀器。在振動試驗系統(tǒng)工作頻率范圍內，按JJG638—20159額定工作特性曲線的50%幅值設置掃頻曲線。定位移到定速度交越頻率f?和定速度到定加速度交越頻率f?按式(7)計算。振動試驗系統(tǒng)以1oct/min的速率做定振掃頻振動，用秒表測量振動試驗系統(tǒng)實際掃頻時間t,按式(8)計算掃頻速率誤差δsR;用動態(tài)信號分析儀記錄其掃頻曲線，幅值為對數坐標dB,測量掃頻曲線中各點加速度值與設定值的最大偏差，即為定振偏差。其結果應符合4.2.7的規(guī)定。gn——標準重力加速度(9.80665m/s2)。δsr——掃頻速率誤差，%;R,——規(guī)定的掃頻速率，1oct/min;6.3.13頻率范圍、額定正弦推力、最大振動幅值振動試驗系統(tǒng)空載和加標準負載，將加速度計剛性安裝在振動試驗系統(tǒng)臺面或負載頂面中心，按6.3.6方法連接測量儀器。在額定工作頻率范圍內按倍頻程選取6個以上頻率點，并在所選頻率點將振動幅值調至最大，其結果應符合4.2.8的規(guī)定。6.3.14振動試驗系統(tǒng)隨機加速度總方均根值按6.3.7方法安裝加速度計及連接測量儀器。振動試驗系統(tǒng)按圖4譜形設置，一般譜形的拐點f?、上限頻率f?分別取80Hz、200Hz,如果振動試驗系統(tǒng)的工作頻率上限達不到200Hz,f?和f?可根據振動試驗系統(tǒng)的產品技術指標調整，并均衡控制。圖4采用動態(tài)信號分析儀測量加速度功率譜密度S(f),幅值采用線性坐標，基帶分JJG638—2015析，海寧窗函數，平均次數100以上，分析上限頻率放置在200Hz,測量2Hz~200Hz內的加速度總方均根值，重復20次，計算其平均值A。。同時讀取振動控制器的總方均根值示值20次，計算其示值平均值A。,按式(9)計算示值誤差。其結果應符合4.3.1的規(guī)定。δA——振動試驗系統(tǒng)隨機加速度總方均根值示值誤差，%;將動態(tài)信號分析儀上限頻率放置在1kHz,經100次以上平均后，分別測量2Hz~200Hz內的加速度總方均根值和200Hz～1kHz內的外加速度總方均根值，按式(10)計算頻帶外加速度總方均根值與頻帶內加速度總方均根值之比，重復10次計算其平均值，其結果應符合4.3.2的規(guī)定。R頻帶外加速度總方均根值與頻帶內加速度總方均根值之比，%A'ay——200Hz～1kHz內的外加速度總方均根值，m/s2;6.3.15振動試驗系統(tǒng)隨機加速度總方均根值臺面均勻度按6.3.10方法安裝加速度計和連接測量儀器。振動試驗系統(tǒng)設置圖4譜形，并均衡控制。在同次測量中，采用動態(tài)信號分析儀依次測得各個位置的振動加速度總方均根值，并按式(5)計算出均勻度。其結果應符合4.3.3的規(guī)定。6.3.16振動試驗系統(tǒng)隨機加速度總方均根值臺面橫向振動比按6.3.11方法安裝加速度計及連接測量儀器。振動試驗系統(tǒng)設置圖4譜形，并均6.3.16.1采用動態(tài)信號分析儀同時測量三個方向的振動加速度總方均根值，按式(6)計算出隨機加速度總均方根值橫向振動比。6.3.16.2采用動態(tài)信號分析儀測量三個方向的振動加速度功率譜密度，并以對數坐標顯示，直接讀取最大加速度功率譜密度橫向振動比。其結果應符合4.3.4的規(guī)定。6.3.17隨機加速度功率譜密度示值按6.3.7方法安裝加速度計及連接測量儀器。振動試驗系統(tǒng)設置圖4譜形，并均衡控制。采用動態(tài)信號分析儀測量振動試驗系統(tǒng)臺面的加速度功率譜密度。動態(tài)信號分析儀設置海寧窗函數，幅值采用線性坐標，取平均次數100次，在譜形的平直段任取3個頻率值，測量各頻率處的加速度功率譜密度值，重復10次，計算其平均值SAsp同時記錄振動試驗系統(tǒng)譜密度示值的平均值S'Asp,按式(11)計算加速度功率譜密度示值誤差。其結果應符合4.3.5的規(guī)定。δAsp——振動試驗系統(tǒng)隨機加速度功率譜密度示值誤差，%;6.3.18振動試驗系統(tǒng)加速度總方均根值和功率譜密度控制準確度按6.3.7方法安裝加速度計及連接測量儀器。振動試驗系統(tǒng)設置圖4譜形，并均衡6.3.18.1用動態(tài)信號分析儀測量其加速度總方均根值，每次測量取10個讀數，每隔2min測量1次，共測5次。分別計算每次測量的平均值。按式(12)分別計算每次加速度總方均根值的控制準確度。其結果應符合本規(guī)程4.3.6的規(guī)定。CA——振動試驗系統(tǒng)加速度總方均根值控制準確度，dB;A'振動試驗系統(tǒng)設置的加速度總方均根值，m/s26.3.18.2振動試驗系統(tǒng)加速度功率譜密度控制準確度的檢定可以采用a)或b)的方a)在圖4譜形的平直段任取一頻率值，采用動態(tài)信號分析儀測量該頻率值的加速度功率譜密度。動態(tài)信號分析儀的分析頻率上限設置為200Hz、海寧窗函數、平均次數設為10,每次測量取10個讀數，每隔2min測量1次，共測5次。分別計算每次測量的平均值，按式(13)分別計算每次加速度功率譜密度控制精度值。取最大值作為加速度功率譜密度控制精度。其結果應符合4.3.6的規(guī)定。Cp振動試驗系統(tǒng)加速度功率譜密度控制準確b)動態(tài)信號分析儀的分析頻率上限設置為200Hz、海寧窗函數、平均次數設為64,測