GB/T 5170.15-2018 环境试验设备检验方法 第15部分:振动(正弦)试验用液压式振动系统
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振动系统横向振动比应不大于50%。横向运动的测量仅需在规定的频率范围内进行。在特殊情 况下,例如对小样品振动试验,有关规范可以规定允许横向运动的振幅不大于25%。在某些情况下,对 于大尺寸、大质量的样品振动试验或在某些频率上要达到上面的要求是困难的,则应给出横向运动比的 实测值。
振动系统的加速度波形失直度不超过25%
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振动系统在所要求轴线上的基本运动幅值与标称值的偏差应在下列容差范围内: a)振动幅值示值误差和定振偏差: 振动系统的加速度和位移幅值示值误差应不超过土15%,定振偏差不超过士1.5dB。 b)振动系统台面加速度幅值均匀度: 振动系统工作时,振动试验系统台面加速度幅值均匀度应不大于25%。在额定的频率范围内,允 许有1个~2个均匀度较大的频带,在该频带内最大加速度幅值均匀度不大于50%,频带宽度不超过最 大均匀度对应频率的士10%
振动系统在规定的频率范围内作扫频振动竣工资料,扫频方式为对数形式,扫频速率为1oct/min,扫频速率 误差应不超过士1%。
5.1振动幅值测量仪器
采用由加速度计(包括三向加速度计)或位移计,带积分和滤波网络的放天器,显示器或动态信号 义组成的振动幅值测量系统,振动幅值测量系统的扩展不确定度:加速度优于3%(k=2);位移优 (k=2)。
按照JJF1059.1一2012测量不确定度评定与表示,测量不确定度应使用扩展不确定度U来表 部分的使用者参考附录A所作的不确定度估计来证实其不确定度水平(见第5章)
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按以下环境条件进行检验: a) 环境温度为15℃~35℃,相对湿度不大于80%; b) 电源电压的变化应在额定电压的土10%范围内; 振动系统应保持清洁,周围无腐蚀性气体、液体; d)振动系统在检验时的其他条件应符合GB/T5170.1一2016中第4章的规定。
为外观和安全条件应符合GB/T5170.1一2016中
检验用负载应由金属材料制成外形对称的刚性体,其质量、质心高及安装偏心距应符合有关规定, 负载与振动系统面连接表面的平面度应优于0.1mm,表面粗糙度Ra优于5.0um。负载与台面刚性连 接,固定点均勾分布且不少于4个
计应刚性地固定在台面中心及离台面中心最远白
9.1外观和工作环境条件的检查
振动系统按规定准备完毕,按第8章的要求,在振动系统台面或负载上安装加速度计,并连接好测 量系统。
振动系统空载或满载。加速度计(或位移计,含适调放大器)连接多通道动态信号分析仪。如果采 用位移计,需进行二次微分。在振动系统规定的工作频率范围内,按倍频程选取不少于10个频率值(包 括上、下限频率值),在所选频率下以振动试验系统主振方向所允许最大振动幅值的50%进行振动,从 动态信号分析仪上同时测量三个方向的位移时域信号,按式(5)计算出横向振动比T。其结果应符合 4.2的规定。
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) X100=max Va(t)+a(t) =max, X 100 a a
7 振动试验系统台面加速度幅值横向振动比,%; a(t) t时刻垂直于主振方向平面内的横向加速度,单位为米每二次方秒(m/s"); a(t)a,(t) t时刻垂直于主振方向平面内两个正交的横向加速度,单位为米每二次方秒(m/s"); 主振方向的加速度幅值,单位为米每二次方秒(m/s)
9.5加速度波形失真度
振动系统空载或满载。在振动试验系统的工作频率范围内,按倍频程选取不少于10个频率值(包 括上限,下限频率值),在所选频率下最大振动幅值50%的大小振动。动态信号分析仪采用平顶窗函 数.测量其基波和至少5次谐波。按式(3)计管谐波失直度.其结果应符合4.3的规定
9.6台面加速度幅值均匀度
振动系统空载或满载。在振动系统工作频率范围内,按倍频程选取不少于10个频率值(包括上 页率值)及相应频率下最大振动幅值的50%进行测量,在同次测量中,采用动态信号分析仪测得各 置的加速度幅值,并按式(6)计算出台面加速度幅值均匀度N,其结果应符合4.4b)的规定
N 振动试验系统台面加速度幅值均匀度,%; I△AmaxI一 同次测量中,各点与中心点加速度幅值的最大偏差,单位为米每二次方秒(m/s A 同次测量中,中心点的加速度幅值,单位为米每二次方秒(m/s)。
9.7振动幅值示值误差
在规定的工作频率范围内,选取高中低三个频率值,分别对应加速度、速度和位移控制段,在所选频 率值下取大、中、小三个加速度(或速度、位移)幅值进行测量,示值误差。按式(7)计算。其结果应符合 1.4a)的规定。
式中: 0. 振动试验系统的振动幅值示值误差,%; a d 振动试验系统的振动幅值示值; 动态信号分析仪测量振动幅值
9.8扫描速率误差和扫描幅度偏差
振动系统空载或满载,在额定频率范围内, 作特性曲线的50%幅值设置扫频曲线 ct/min的速率作扫频振动。用动态信号分析仪记录其扫频曲线,幅值为对数坐标dB。按式(1)计 预速率误差,其结果应符合4.6的规定。按式(2)计算 描幅度偏差,其结果应符合4.4a)的规定。
在振动系统额定频率范围内,均匀选取10个以上频率点进行测量,记录振动系统频率示值和动 号分析仪频率示值并计算其误差,测量结果应符合4.5的规定
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振动系统满载,在振动系统最大位移幅值与最大加速度幅值的交越频率或振动系统上限频率以 口速度幅值对应的位移幅值作连续定频振动,每隔10min记录一次分析仪的频率示值,试验时 ,频率稳定度F。按式(8)计算,测量结果应符合4.5的规定
F。 频率稳定度,%或Hz; f。 给定的试验频率示值,单位为赫兹(Hz); IAfmx 各次测量中,分析仪频率示值相对于给定频率值的最大偏差,单位为赫兹(Hz)
检验结果应在检验报告中反映,检验报告包括但不限于以下信息: a)标题“检验报告”; 实验室名称和地址; 进行检验的地点(如果与实验室的地址不同); 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) 被检对象的描述和明确标识; g 进行检验的日期,如果与检验结果的有效性和应用有关时,应说明被检对象的接收日期; h) 检验所依据的标准的标识,包括名称及标准编号; i 本次检验所用测量标准的溯源性及有效性说明; j) 检验环境的描述; k) 对标准偏离的说明; 1) 检验不确定度说明; m)检验人员、核验人员的签名,签发人员的签名、职务或等效标识; n 明确的结论; 0 检验单位公章; P) 检验结果仅对被检对象有效的声明; q 未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。
正常使用的设备,每一年至少进行一次检验。对设备的重要部位(指对试验条件的变化有直接影 部位)维修或更换后.应立即进行检验。设备在安装调试之后或启封重新使用之前均应进行检验。
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A.1测量扩展不确定度(U)的计算
根据国际度量衡委员会(CIPM)推荐的方法一 一GUM,应用扩展不确定度U来表述检验中的测量 不确定度。给出U的目的是提供y一U到y十U的一个区间,在这个区间里期望Y值能具有高的概率。 为确信估计y一U≤Y≤y十U,扩展不确定度按以下方法确定。
A.1.2分析不确定度来源和建立测量模型
A.1.2.1分析不确定度来源
由测量所得的测得值只是被测量的估计值,测量中可能导致测量不确定度的来源一般可从以下方 面考虑: a) 被测量的定义不完整 b) 复现被测量的测量方法不理想; 取样的代表性不够,即被测样本不能代表所定义的被测量; d) 对测量过程受环境影响的认识不恰如其分或对环境的测量与控制不完善; e) 对模拟式仪器的读数存在人为偏移; f 测量仪器的计量性能(如最大允许误差、灵敏度、鉴别力、分辨力、死区及稳定性等)的局限性导 致的不确定度,即仪器的不确定度; 测量标准或标准物质提供的量值的不确定度; h 引用的数据或其他参量的不确定度; 1 测量方法和测量程序中的近似和假设 在相同条 下重复观测中测得的量值的变化 测量不确定度的来源必须根据实际测量情况进行具体分析。分析测量不确定度来源时,除了定义 的不确定度外,可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方法等方面全面考虑,特别要注意对测量结果 影响较大的不确定度来源,应尽量做到不遗漏、不重复。修正仅仅是对系统误差的补偿,修正值是具有
A.1.2.2建立测量模型
测量中,当被测量(即输出量)Y由N个其他量X1,X2,,X(即输人量),通过函数 则式(A.1)称为测量模型
式中天写字母表示量的符号,广为测量函数。 设输入量X;的估计值为a;,被测量Y的估计值为y,则测量模型可写成式(A.2)的形式 y=f(1.2.".N)
A.1.3标准不确定度的评定
每个测量不确定度的来源用其概率分布的标准偏差估计值表征,称标准不确定度分量,用u:表
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标准不确定度分量的评定就是要获得每个分量的标准偏差估计值。根据对X:的一系列测得值工;得 到实验标准偏差的方法为A类评定,根据有关信息估计的先验概率分布得到标准偏差估计值的方法为 B类评定。在识别不确定度来源后,对不确定度各个分量作一个预估算是必要的,测量不确定度评定的 重点应放在识别并评定那些重要的、占支配地位的分量上。
A.1.3.2标准不确定度的A类评定
uA=u()=s()=s( Vn
A类评定时,重复测量的方法应尽可能考虑随机影响的来源,使其反映到测得值中去。如加速 安装是测量程序的一部分,获得A类评定的数据时应注意每次测量要重新安装加速度计,以便计 次安装的随机变化导致的不确定度分量
A.1.3.3标准不确定度的B类评定
根据有关的信息或经验,判断被测量的可能值区间[一a,α十a],假设被测量值的概率分布,根 率分布和要求的概率p确定k,则B类标准不确定度u可由式(A.4)得到:
...+.++.+.+......+..+++.( A.4
式中: 被测量可能值区间的半宽度。 区间半宽度α根据有关信息确定,信息来源一般有: a 以前测量的数据; b) 对有关材料和测量仪器特性的了解和经验; c) 生产厂提供的技术说明书; d) 校准证书、检定证书或其他文件提供的数据; e) 手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度; f) 检定规程、校准规范或测试标准中给出的数据; g 其他有用的信息
A.1.4计算合成不确定度
当被测量Y由N个其他量X,,X2,,Xv通过线性测量函数f确定时,被测量的估计值y f(a1,2,*,N) 被测量的估计值y的合成标准不确定度u。(y)按式(A.5)计算
3 被测量Y的估计值,又称输出量的估计值: 输入量X,的估计值,又称第i个输入量的估计值; af ; 被测量Y与有关的输入量X:的函数对于工:的偏导数,称灵敏系数; u(:) 输入量文:的标准不确定度; r(a,,) 输人量;与的相关系数,r(,a,)u(,)u(,)=u(,,)
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u(;,;) 输入量工;与工;的协方差。 当各输入量间均不相关时,相关系数为零。被测量的估计值y的合成标准不确定度u。(y)按 式(A.6)计算:
........A..
当简单直接测量,测量模型为y二x时,应分析和评定测量时导致测量不确定度的各分量,若相 不相关,则按式(A.7)计算:
A.1.5扩展不确定度
.............A.7
...........A.7
扩展不确定度U由合成标准不确定度u。乘包含因子k得到,接式(A.8)计算 U=ku (A.8) 在通常的测量中,一般取k二2。当取其他值时,应说明其来源。当给出扩展不确定度U时,一般应 注明所取的k值。若未注明k值,则指k=2。 当y和u。(y)所表征的概率分布近似为正态分布时,且u。(y)的有效自由度较大情况下,若k=2 则由U=2u。所确定的区间具有的包含概率约为95%。若k=3,则由U=3u。所确定的区间具有的包 含概率约为99%
完整的测量结果应报告被测量的估计值及其测量不确定度以及有关的信息。报告应尽可能详 更使用者可以正确地利用测量结果
港口水运施工组织设计1.2整个频率和加速度范围内的加速度测量扩展
对于某一个频率、加速度和信号适调放大器增益设置,可以用式(A.9)计算位移测量的相对扩展不 确定度U:
式中: K 包含因子; uc.rel(A)加速度相对合成标准不确定度。 式(A.9)中us(A)可由式(A.10)计算可得: uc.rel(A)= ax r(α;,r,)uel(r;)u(r;) ·A 式中: A 被测量加速度: ; 输入量X;的估计值; 估计加速度; af a 被测量Y与有关的输入量X:的函数对于工;的偏导数,称灵敏系数; u(:) 输人量工:的标准不确定度;
式中: k 包含因子: uc,rel (A) 一加速度相对合成标准不确定度。 式(A.9)中ucm(A)可由式(A.10)计算可得:
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r(;,;) 输人量;与;的相关系数,r(,,)u(;)u(,)=u(;,,); u(;绿色建筑标准规范范本,,) 输人量工;与;的协方差(如果不相关,为零)。 表A.1列出了一些不确定度来源,该表包含了所有重要的不确定度来源,但不能保证包括了全部
表A.1加速度的相对测量不确定度评定
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