高低温振动传感器校准规范.docx

中华人民共和国国家计量技术规范JJFXXXX-XXXX高低温振动传感器校准规范CaIibrationSpecificationofHigh-1owTemperatureVibrationTransducer（征求意见稿）XXXX-XX-XX 实施XXXX-XX-XX发布JJF xxxxxxxx高低温振动传感器校准规范CalibrationSpecificationofHigh-IowTemperatureVibrationTransducer归口单位：全国振动冲击转速计量技术委员会主要起草单位：参加起草单位：本规范委托全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:参加起草人:引言Il1范围22引用文件23术语24概述2536校准条件35.1 环境条件35.2 测量标准及其他设备37校准项目和校准方法57.1校准项目7. 2校准方法5错误味定义书签。8校准结果表达99复校时间间隔9附录A10附录B错误!未定义书签。引言JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF1001-2011通用计量术语及定义和JJF1059-2012测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础系列规范。本规范参照了ISOI6063-34MethodsforthecalibrationofvibrationandshocktransducersPart34:TestingofsensitivityatfixedtemperaturesXGB/T20485.11振动与冲击传感器的校准方法第11部分：激光干涉振动绝对校准、GB/T20485.21振动与冲击传感器的校准方法第21部分：振动比较法校准，并结合我国高低温振动传感器的生产、使用和校准现状进行制定。本规范为首次制定。高低温振动传感器校准规范1范围本规范适用于频率范围IoHZ3000Hz、加速度范围Ims2l（X）ms2温度范围-190。C800。C的高低温振动传感器的校准。2引用文件本规范引用下列文件：JJG233-2008压电加速度计JJG834-2006动态信号分析仪JJG298-2015标准振动台JJF1156振动冲击转速计量术语及定义GB/T20485.1振动与冲击传感器的校准方法第1部分：基本概念GB/T20485.11振动与冲击传感器的校准方法第11部分：激光干涉振动绝对校准GB/T20485.21振动与冲击传感器的校准方法第21部分：振动比较法校准ISO16063-34MethodsforthecalibrationofvibrationandshocktransducersPart34:Testingofsensitivityatfixedtemperatures凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语3. 1温度响应temperatureresponse高低温振动传感器复灵敏度在给定频率上的稳态温度的函数。注1：温度响应在振动传感器额定频率范围内的规定频率点测量。注2：一般情况下，实验室环境温度（23±5C）定义为参考温度。4概述高低温振动传感器主要采用压电式、压阻式等不同原理，可用于不同的温度范围的振动测量。用于极端温度环境振动测量的高低温振动传感器通常采用压电原理，结构为中心压缩式，敏感元件一般为锯酸锂等具有耐高低温特性的压电材料。高低温振动传感器主要用于高低温条件下的振动测量，例如航空发动机振动测试、运载火箭低温燃料增输送系统管路测试和各类热振动和热模态实验等。5计量特性5.1温度响应5.1.1温度响应的灵敏度幅值高低温振动传感器温度响应的灵敏度幅值在工作温度范围内一般不超过±15%。5. 1.2温度响应的灵敏度相移高低温振动传感器温度响应的灵敏度相移在工作温度范围内一般不超过±5。6校准条件5.1 环境条件6. 1.1环境温度：（23±5）°C；7. 1.2相对湿度:75%;6.1.3校准装置应安放牢固，必要时需要采取相应的隔振措施；实验室及周围环境无强振源，无强电磁场的干扰。6.2测量标准及其他设备6.2.1激光干涉仪技术指标推荐满足以下要求：a）频率范围：IoHZ3000Hz；b）加速度测量不确定度：0.5%（公2）（参考点），1.0%（公2）（全频段）；c）相位测量不确定度：0.5o（A=2）（参考点），1.0°（A=2）（全频段）。6.2.2参考传感器套组使用的参考传感器套组应按激光干涉绝对法进行校准并给出不确定度，其温度响应不超过±5%。方法2使用的参考传感器套组应按方法1进行校准并给出不确定度；方法3使用的参考传感器套组应按照JJG233-2008压电加速度计进行校准并给出不确定度。6.2.3动态信号分析仪具有双通道FFT分析功能、传递函数测量功能主要技术指标推荐满足以下要求：a）频率范围：IOHz-IOkHz;b）电压范围：O10V；c）幅值测量不确定度：0.2%（A=2）；d）相位差测量不确定度：0.2o（A=2）O其他技术指标推荐满足JJG834-2006动态信号分析仪的A级要求。6.2.4数据采集系统数据采集系统的幅值分辨力、采样率和存储量应满足需求。用于高低温振动传感器输出幅值的分辨力应不小于16位，用于干涉仪正交信号输出的分辨力应不小于12位。高低温振动传感器输出信号的模-数转换可采用与干涉仪输出信号模-数转换相同或较低的采样速率，同时应确保干涉仪采样信号采用同一系统时钟同步采样。6.2.4标准振动台系统包括信号源、标准振动台、功率放大器和配套的陶瓷振动传递机构，标准振动台可以按垂直或水平方向安装，技术指标推荐满足以下要求：a）频率范围：IOHZ5000Hz；b）加速度范围：Im/s？lOOm/s*陶瓷振动传递机构应选择导热系数低，刚度高的材料，被测高低温振动传感器安装在陶瓷杆的顶部，并伸入温度试验箱中，底部固定在振动台上。为了反射激光，安装传感器的表面应进行光学抛光、安放镜面、镀铭或其它适当方式。6.2.5高低温试验箱高低温试验箱应有一个激光测量孔，试验箱侧面应有另一个孔，以便将电缆从被测传感器馈送至外部调节放大器。需要提供适当的密封装置以保持腔室温度。设备的设计需考虑传感器电缆的夹紧，以减少电缆应变和摆动。系统的设计还应确保激光测量孔玻璃窗上没有冷凝和结冰，陶瓷杆上的反射面不会影响激光干涉仪的振幅测量。对于包含正、负温度的温度范围，最好先进行正温度试验，然后干燥试验箱，再进行负温度试验，以免结冰和结霜。温度试验系统的技术指标推荐满足以下要求：a）温度范围：-190。C80（TC;b）温度波动度：±2。C（工作区）；c）温度均匀度：±2（工作区）。注1：工作区域是指试验箱中能将温度维持在规定的容差范围内的那一部分空间；注2：上述的温度范围和温度均匀性±2不是强制性要求。试验箱需满足所需的温度范围，在某些情况下温度均匀性±2是推荐性的。6. 3校准条件的选择推荐在以下频率、加速度和温度，选取至少六个点，要均匀覆盖传感器的温度和频率范围。频率：按照1/3倍频程选择倍、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160>200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3000；加速度：lms2>2ms2>5ms2>10ms2>20ms2>50ras2>100m/S2；温度：-190.-150,-120,-1000C.-70、-50、-40、-25、-10.0、5、40、70、100oCs1550Cs200、500、400、500、600、700、800oCo在加热和制冷过程中应特别注意，当温度超过传感器的最高（或最低）工作温度时，超调量不得超过59。试验箱应采用逐步的方式升温或降温。在振动台和试验箱之间使用连接陶瓷杆的情况下，应注意避免在陶瓷杆发生大横向运动的频率下测试。当被校传感器和参考传感器以肩并肩方式安装时，应评估振动台的摇摆谐振，消除这些频率和激振参数，两个传感器应得到相同的激振参数。夹具（连接杆组合）的最低共振频率应远大于测试频率上限。7校准项目和校准方法6.1 校准项目校准项目见第5章。6.2 校准方法7. 2.1校准前准备高低温振动传感器上应标有清晰的型号、出厂编号及灵敏轴方向，必要时应标出最大横向灵敏度方向。高低温振动传感器安装面应无影响安装刚度的划痕及其他瑕疵。为了保证使用和校准条件的一致性，传感器、其电缆和适调放大器将被视为一个整体一起测试。校准的加速度范围、频率范围、温度范围、优选的频率点和加速度幅值可与用户协商选择，或者按高低温振动传感器使用要求或出厂指标选择。7. 2.2温度响应方法1：使用激光干涉仪校准该方法采用正弦逼近法，适用于频率范围为IOHZ3kHz,温度范围为T90C800的高低温振动传感器温度响应校准。按图1连接仪器设备，室温下按制造商手册中推荐的力矩安装被测传感器将高低温振动传感器刚性安装在陶瓷杆顶端，在此条件下测试的传感器复灵敏度（参考温度下）可以与其他温度点进行比较。开启温度试验系统，设定校准温度，温度到达设定值后，当工作区温度波动度达到±2时，开启振动台，在选定的参考频率和加速度下测量被校高低温振动传感器的灵敏度幅值和相移。为了减小弯曲、倾斜和横向运动带来的误差，可以在被测传感器的底座周围进行多次测量，将平均测量值用于加速度计算。改变温度并重复上述步骤，可以得到被测传感器的温度响应。在固定温度点，通过改变频率可测量被测传感器在固定温度点的复灵敏度频率响应。图中:1一标准振动台5控温传感器9功率放大器2陶瓷杆6激光干涉仪10信号发生器3高低温振动传感器7数据采集系统4高低温试验箱8适调放大器图1高低温振动传感器绝对法校准示意图（方法1）方法2：参考传感器置于温度试验箱内的比较法该方法采用与参考传感器比较的方式，适用于频率范围为IOHZlkHz,温度范围为-70500的高低温振动传感器温度响应校准。按图2连接仪器设备，室温下按制造商手册中推荐的力矩安装被测传感器将高低温振动传感器刚性安装在陶瓷杆顶端，在此条件下测试的传感器复灵敏度（参考温度下）可以与其他温度点进行比较。开启温度试验系统，设定校准温度，温度到达设定值后，当工作区域温度波动度达到±2时，开启振动台，在选定的参考频率和加速度下与参考传感器比较来测量被校传感器的灵敏度幅值和相移。改变温度并重复上述步骤，可以得到被测传感器的温度响应。在固定温度点通过改变频率可测量被测传感器在固定温度点的复灵敏度频率响应。图中:1一标准振动台2陶瓷杆3参考传感器4高低温振动传感器5高低温试验箱6控温传感器7适调放大器8动态信号分析仪9功率放大器10信号发生器图2高低温振动传感器比较法校准示意图（方法2）方法3：参考传感器置于温度试验箱外的比较法该方法适用于频率范围为IOHZlkHz,温度范围为T90°C800°