ГОСТ ИСО 8041-2006 Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений.
ГОСТ ИСО 8041-2006
Группа Т34
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Вибрация
ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА
Средства измерений
Vibration. Human response to vibration. Measuring instrumentation
МКС 13.160
Дата введения 2008-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" на основе собственного аутентичного перевода международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 29 от 24 июня 2006 г.)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан | AZ | Азстандарт |
Беларусь
| BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Российская Федерация | RU | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ
| Узстандарт |
Украина | UA | Госпотребстандарт Украины |
(Поправка. ИУС N 2-2016).
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 8041:2005 "Воздействие вибрации на человека. Средства измерений" (ISO 8041:2005 "Human response to vibration - Measuring instrumentation").
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении J.
Степень соответствия - идентичная (IDТ)
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2007 г. N 387-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 8041-2006 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2008 г.
6 ВЗАМЕН ГОСТ 12.4.012-83
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 7, 2009 год; поправка, опубликованная в ИУС N 2, 2016 год
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к характеристикам средств измерений параметров ускорения, используемых при оценке воздействия вибрации на человека, а также к методам подтверждения этих характеристик в процессе испытаний: для целей утверждения типа, первичной и повторной поверок и проверки работоспособности на месте (в условиях применения средства измерений).
Настоящий стандарт распространяется на все виды исполнения средства измерений: в виде отдельного блока, совокупности устройств или компьютеризованной системы сбора и анализа данных.
Настоящий стандарт распространяется на средства измерений, используемые при оценке:
- локальной вибрации;
- общей вибрации;
- общей низкочастотной вибрации в диапазоне частот от 0,1 до 0,5 Гц.
В зависимости от назначения средство измерений должно реализовывать по крайней мере одну функцию частотной коррекции сигнала вибрации.
Настоящий стандарт устанавливает три уровня испытаний:
- испытания для целей утверждения типа: полные испытания средства измерений в соответствии с требованиями настоящего стандарта;
- поверка: испытания, проводимые с определенной периодичностью, с целью подтвердить, что характеристики испытуемого средства измерений находятся в установленных пределах;
- проверка работоспособности на месте: испытания минимального объема, достаточные для утверждения с большой долей вероятности, что характеристики испытуемого средства измерений остаются в установленных пределах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты и другие нормативные документы:
ИСО 2041:1990 Вибрация и удар. Термины и определения
ИСО 2631-1:1997 Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования
ИСО 2631-2:2003 Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация в зданиях в диапазоне частот от 1 до 80 Гц
ИСО 2631-4:2001 Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 4. Руководство по оценке воздействия вибрации и угловых колебаний на условия комфорта пассажиров и бригады рельсовых транспортных средств
ИСО 5347 (все части) Методы калибровки датчиков вибрации и удара
ИСО 5348:1998 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров
ИСО 5349-1:2001 Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования
ИСО 16063 (все части) Методы калибровки датчиков вибрации и удара
МЭК 61000-4-2:2001 Электромагнитная совместимость. Часть 4-2. Испытания и методы измерений. Испытания на устойчивость к электростатическим разрядам
МЭК 61000-4-3:2002 Электромагнитная совместимость. Часть 4-3. Испытания и методы измерений. Испытания на устойчивость к излучению электромагнитных полей в области радиочастот
МЭК 61000-4-6:2004 Электромагнитная совместимость. Часть 4-6. Испытания и методы измерений. Испытания на устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным электромагнитными полями в области радиочастот
МЭК 61000-6-2:2005 Электромагнитная совместимость. Часть 6-2. Основополагающие стандарты. Устойчивость к электромагнитным помехам в промышленных зонах
CISPR 22:2003 Оборудование в области информационных технологий. Характеристики радиопомех. Предельные значения и методы измерения
GUM. Руководство по выражению неопределенности измерений, 1993
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных документов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по GUM и ИСО 2041, а также следующие термины с соответствующими определениями.
3.1.1 ускорение (вибрации): Составляющая ускорения вдоль измерительной оси, определенной соответствующим стандартом на методы оценки общей или локальной вибрации.
3.1.2 полосовой фильтр функции частотной коррекции: Составляющая функции частотной коррекции, представляющая собой передаточную функцию полосового фильтра.
3.1.3 диапазон полосовой фильтрации: Диапазон частот, определенный полосовым фильтром функции частотной коррекции.
3.1.4 номинальный диапазон частот: Диапазон частот, определенный в соответствующем руководстве (нормативном документе) и используемый для анализа (оценки) вибрации.
3.1.5 параметры корректированного ускорения
Примечание - В качестве аппроксимации линейного усреднения может быть использовано экспоненциальное усреднение, определяемое формулой
Примечания
Примечания
1 Доза вибрации более чувствительна к пиковым значениям ускорения, чем среднеквадратичное значение.
________________
3.1.5.9 пик-фактор: Отношение пикового значения к среднеквадратичному значению корректированного ускорения (при использовании для обеих величин одной и той же функции частотной коррекции).
3.1.6 линейный рабочий диапазон: Интервал амплитуд внутри каждого диапазона измерений, в пределах которого отклонения от линейной функции не превышают допустимые значения, установленные настоящим стандартом.
3.1.7 перегрузка: Ситуация, когда входной сигнал вибрации превышает верхнюю границу линейного рабочего диапазона.
3.1.8 нечувствительность (по входу): Ситуация, когда входной сигнал вибрации не превышает нижнюю границу линейного рабочего диапазона.
3.1.9 опорный диапазон: Диапазон измерений, установленный в целях определения значений характеристик средств измерений.
Примечание - Данный диапазон применяют для измерений с использованием опорного сигнала вибрации.
3.1.10 опорный сигнал вибрации: Синусоидальный сигнал с заданной амплитудой и частотой, используемый для определения электромеханических характеристик средства измерений.
Примечание - В зависимости от назначения средства измерений задают различные опорные сигналы вибрации.
3.1.11 опорная частота: Частота, на которой определяют коэффициент преобразования измерительной цепи средства измерений.
3.1.12 тональная посылка: Один или несколько полных циклов синусоидального сигнала, начальное и конечное значения которого равны нулю.
3.1.13 сигнальная посылка: Один или несколько полных циклов периодического сигнала (например, пилообразных импульсов), начальное и конечное значения которого равны нулю.
3.1.14 средство измерений (вибрации): Совокупность датчика вибрации, средств преобразования и показывающего устройства (рисунок 1), выполненная в виде единого блока или нескольких блоков, которая позволяет измерять параметры вибрации, воздействующей на человека.
1 - датчик вибрации; 2 - система крепления; 3 - вибрирующая поверхность; 4 - кабель; 5 - электрический вход;
6 - согласование сигнала; 7 - полосовая фильтрация; 8 - частотная коррекция (включая полосовую
фильтрацию); 9 - отфильтрованный сигнал; 10 - корректированный сигнал;
11 - временное взвешивание сигнала; 12 - дополнительное преобразование; 13 - показывающее устройство
а) Функциональная схема для преобразования сигнала во временной области
Рисунок 1 - Функциональная схема средства измерений вибрации, лист 1
1 - датчик вибрации; 2 - система крепления; 3 - вибрирующая поверхность; 4 -кабель; 5 - электрический вход;
6 - согласование сигнала; 7 - частотный анализ; взвешивание и усреднение по времени; 8 - полосовая
фильтрация (вычисление по спектру); 9 - частотная коррекция (вычисление по спектру);
10 - данные после полосовой фильтрации; 11 - данные после частотной коррекции;
12 - суммирование по полосам частот; 13 - показывающее устройство
b) Функциональная схема для преобразования сигнала в частотной области
Рисунок 1, лист 2
3.1.15 техническая документация (на средство измерений): Руководство пользователя, инструкция по применению и другие документы, поставляемые пользователю средства измерений.
3.2 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
4 Нормальные условия окружающей среды
Для определения рабочих характеристик средства измерений установлены следующие нормальные условия окружающей среды:
|
|
- температура воздуха:
| 23 °С; |
- относительная влажность: | 50%. |
5 Требования к характеристикам средства измерений
5.1 Общие характеристики
Требования к рабочим характеристикам, установленные в настоящем разделе, справедливы для нормальных условий окружающей среды.
Средство измерений вибрации, воздействующей на человека (далее - средство измерений), должно иметь в своем составе устройства для показаний следующих параметров:
- среднеквадратичного значения корректированного ускорения для данного периода измерений;
- среднеквадратичного значения ускорения в диапазоне полосовой фильтрации для данного периода измерений;
- периода измерений.
Средство измерений должно иметь в своем составе устройство индикации появления перегрузки в любой из моментов измерений.
Средство измерений должно обеспечивать установку и регулировку коэффициента преобразования измерительной цепи.
Средства измерений в зависимости от их назначения могут включать в себя полный набор или часть функций, рассматриваемых в настоящем стандарте. Для всех функций, реализуемых средством измерений, соответствующие им характеристики должны удовлетворять требованиям настоящего стандарта.
Если средство измерений имеет более одного диапазона измерений, эти диапазоны и методы их переключения должны быть указаны в технической документации. В технической документации должно быть также указано, какой из диапазонов является опорным.
Параметры опорного сигнала вибрации приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Параметры опорного сигнала вибрации
|
|
|
|
|
|
|
|
Применение | Функция частотной коррекции | Номер таблицы в прило- жении | Номи- нальный диапазон частот, Гц | Параметры опорного сигнала вибрации | Значение функции частотной коррекции на опорной частоте | С.к.з. корректированного ускорения на опорной частоте, м/с | |
|
|
|
| частота, рад/с (Гц) | с.к.з., м/с |
|
|
Локальная вибрация |  | В.6 | 8-1000 | 500 (79,58) | 10 | 0,2020 | 2,020 |
Общая вибрация |  | В.1 | 0,5-80 | 100 (15,915) | 1,0 | 0,8126 | 0,8126 |
|  | В.2 |
|
|
| 0,5145 | 0,5145 |
|  | В.3 |
|
|
| 0,1261 | 0,1261 |
|  | В.4 |
|
|
| 0,06287 | 0,06287 |
|  | В.7 |
|
|
| 1,019 | 1,019 |
|  | В.8 |
|
|
| 0,7718 | 0,7718 |
|  | В.9 | 1-80 |
|
| 0,3362 | 0,3362 |
Общая низко-частотная вибрация |  | В.5 | 0,1-0,5 | 2,5 (0,3979) | 0,1 | 0,3888 | 0,03888 |
Для определения максимального кратковременного среднеквадратичного значения и пикового значения должна быть предусмотрена возможность работы средства измерений в режиме удержания измеренных значений. В технической документации должны быть описаны работа в режиме удержания и метод сброса показаний.
Настоящий стандарт предполагает возможность подачи на вход измерительного блока вместо сигнала с датчика вибрации заменяющий его эквивалентный электрический сигнал в целях определения и подтверждения характеристик средства измерений. Технической документацией должен быть установлен способ формирования эквивалентного электрического сигнала, позволяющий проводить испытания без датчика вибрации. В технической документации могут быть также описаны иные методы испытаний средств измерений в заданных режимах работы.
Примечание - Для проведения испытаний электрических характеристик измерительной цепи производителем может быть предусмотрен имитатор датчика вибрации с заданным электрическим импедансом или эквивалентный входной адаптер (электрический или неэлектрический).
В технической документации должны быть определены максимально допустимые пиковое значение и размах сигнала, поступающего с датчика вибрации (в единицах заряда или напряжения), который может быть подан на электрический вход измерительного блока без его повреждения.
Допуски, установленные настоящим стандартом, определены для расширенной неопределенности измерений с коэффициентом охвата 2, что соответствует доверительной вероятности приблизительно 95% (см. GUM).
5.2 Показания средства измерений
5.2.1 Общие положения
Для средства измерений, способного показывать более одного измеренного параметра вибрации, должен быть предусмотрен способ идентификации показаний (предпочтительно с помощью стандартных сокращений или буквенных символов).
В технической документации должны быть указаны показываемые параметры с описанием способа показаний.
При показании параметров суммарного воздействия вибрации по разным осям (например, полной вибрации) должна быть предусмотрена индикация используемых коэффициентов для каждой измерительной оси.
Если результаты измерений могут быть выведены на цифровой выход измерительного блока, в технической документации должен быть описан метод передачи (записи) оцифрованных данных на внешние показывающие устройства (средства хранения). В технической документации должны быть также указаны необходимые программные и аппаратные средства передачи данных.
Примечание - Рекомендуется использовать стандартизованные шины передачи данных.
Любое дополнительное устройство для показаний параметров сигнала, определенное в технической документации и предназначенное для подтверждения соответствия требованиям настоящего стандарта, следует рассматривать как составную часть средства измерений. Каждое такое устройство требует подтверждения его рабочих характеристик в соответствии с настоящим разделом и разделом 7 на устойчивость к внешним воздействующим факторам. Примерами дополнительных устройств могут служить устройства записи и компьютеры с мониторами.
Для средств измерений, у которых диапазон показаний меньше линейного рабочего диапазона, установленного в 5.7, в технической документации должен быть указан способ проверки отклонения от линейности в областях за пределами диапазона показаний.
5.2.2 Разрешение и частота обновления показаний
Показывающие устройства, указанные в технической документации, должны обеспечивать считывание данных с разрешением 1% измеренного значения и выше.
Если средство измерений имеет аналоговое показывающее устройство (или устройство с имитацией аналогового процесса), которое обеспечивает непрерывное показание измеренного параметра, шкала устройства должна быть выполнена в логарифмическом масштабе. Диапазон шкалы аналогового показывающего устройства должен содержать не менее двух декад, ширина каждой декады не менее 10 мм.
Для цифровых показывающих устройств показания должны обновляться через определенные периоды времени. Период обновления должен быть согласован с измеряемой величиной. Диапазон выводимых значений должен, по крайней мере, охватывать линейный рабочий диапазон средства измерений.
Для средств измерений с цифровым показывающим устройством после обновления должно быть показано значение величины, выбранной на данный момент пользователем. Технической документацией могут быть установлены другие режимы показаний результатов измерений после обновления. В этом случае работа в каждом из таких режимов должна быть подробно объяснена. В технической документации должно быть указано, какой из режимов удовлетворяет требованиям настоящего стандарта, а какой не удовлетворяет.
5.2.3 Время стабилизации, начало измерений и продолжительность показаний
Период стабилизации работы средства измерений в нормальных условиях окружающей среды не должен превышать 2 мин. На показывающем устройстве должна быть предусмотрена индикация готовности средства измерений к проведению измерений.
Время между сигналом к началу измерений, поданным пользователем, и собственно началом измерений не должно превышать 0,5 с.
Примечание - Чтобы средство измерений было готово к приему данных после завершения предыдущего измерения, может потребоваться, особенно при измерении общей низкочастотной вибрации, наличие некоторой рабочей фазы перед началом новых измерений.
Пока результаты измерений не выведены на показывающее устройство, устройство индикации должно ясно указывать рабочее состояние средства измерений - находится ли оно в режиме измерений или в стадии инициализации.
5.3 Аналоговый выход
При наличии аналогового выхода по току технической документацией должны быть установлены характеристики выходной цепи средства измерений, в том числе:
- максимальный размах выходного напряжения (не менее 1 В);
- внутренний электрический импеданс выходной цепи (не менее 100 Ом);
- минимально допустимый импеданс нагрузки;
- частотные коррекции, использованные для получения выходного сигнала.
Подсоединение к выходной цепи, не содержащей источника электрического тока, включая цепь короткого замыкания, не должно приводить к изменению результатов измерений более чем на 2%.
5.4 Коэффициент преобразования измерительной цепи
В технической документации должна быть указана по крайней мере одна модель калибратора, позволяющего проверять и поддерживать в заданных пределах значение коэффициента преобразования измерительной цепи. Требования к калибратору - в соответствии с приложением А.
В технической документации должна быть описана процедура регулировки показаний средства измерений при использовании калибратора, обеспечивающая выполнение требований настоящего стандарта. Эту регулировку применяют ко всем датчикам, рекомендованным для использования в составе данного средства измерений, а также ко всем кабелям и другим вспомогательным устройствам, предусмотренным изготовителем для соединения с датчиком вибрации.
5.5 Погрешность показаний измеренного параметра вибрации на опорной частоте в нормальных условиях измерений
Значения допусков для показаний средством измерений соответствующих значений после подачи на вход опорного сигнала (синусоидальной вибрации, приложенной в основании датчика вибрации или устройства его крепления) указаны в таблице 2. Эти допуски применяют к показаниям в опорном диапазоне после калибровки по 5.4 по завершении времени стабилизации и для всех функций частотной коррекции.
Таблица 2 - Допуски для показаний по измерениям вибрации на опорной частоте
|
|
Вид допуска | Значение допуска, % |
Допуск для показаний параметра вибрации на опорной частоте в нормальных условиях окружающей среды | ±4 для локальной и общей вибрации |
| ±5 для низкочастотной общей вибрации |
Разность между показанным значением любого измеренного параметра корректированного ускорения и показанным значением результата измерений для того же ускорения после прохождения полосового фильтра и умножения на соответствующее значение функции частотной коррекции (для опорного сигнала вибрации на опорной частоте) | ±3 |
Разность между показанным значением текущего среднеквадратичного значения ускорения и показанным значением ускорения, линейно усредненного по формуле (1) в пределах произвольного периода измерений, после прохождения полосового фильтра (для опорного сигнала вибрации на опорной частоте) | ±2 |
5.6 Функции частотной коррекции и частотные характеристики соответствующих фильтров
5.6.1 Параметры
Средство измерений должно реализовывать частотную коррекцию сигнала вибрации в соответствии с одной или несколькими функциями частотной коррекции, указанными в таблице 1, а также соответствующую полосовую фильтрацию сигнала. Функции частотной коррекции определены формулами (8)-(12), а также параметрами, приведенными в таблице 3.
Таблица 3 - Параметры функций частотной коррекции и соответствующих фильтров
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функция частот- ной коррек- ции | Полосовой фильтр | Переходный фильтр | Ступенчатый фильтр | Коэф- фи- циент усиле- ния  | ||||||||
|  , Гц |  |  , Гц |  |  , Гц |  , Гц |  |  , Гц |  |  , Гц |  |
|
| 0,4 |  | 100 | | 16 | 16 | 0,55 | 2,5 | 0,9 | 4 | 0,95 | 1,024 |
| 0,4 | | 100 | | 8 | 8 | 0,63 |  | 1 | | 1 | 1 |
| 0,4 | | 100 | | 2 | 2 | 0,63 | | 1 | | 1 | 1 |
| 0,4 | | 100 | | 1 | 1 | 0,63 | | 1 | | 1 | 1 |
| 0,08 | | 0,63 | | | 0,25 | 0,86 | 0,0625 | 0,80 | 0,10 | 0,80 | 1 |
| 10  | | 10  | |  | | 0,64 | | 1 | | 1 | 1 |
| 0,4 | | 100 | | | | 1 | 3,75 | 0,91 | 5,32 | 0,91 | 1 |
| 0,4 | | 100 | | 12,5 | 12,5 | 0,63 | 2,37 | 0,91 | 3,35 | 0,91 | 1 |
| 10  | | 100 | |  | | 0,5 | | 1 | | 1 | 1 |
Примечания
1 В ИСО 2631-4, таблица А.1, значение параметра дано с округлением до двух значащих цифр. В настоящей таблице приведено точное значение этого параметра. 2 В ИСО 5349-1, таблица А.1, значения параметров , , и даны с округлением до пяти значащих цифр, а параметра - до двух значащих цифр. В настоящей таблице приведены точные значения этих параметров. | ||||||||||||
5.6.2 Полосовой фильтр
Передаточная функция полосового фильтра является произведением передаточных функций фильтров Баттерворта второго порядка нижних и верхних частот:
Фильтр верхних частот:
Фильтр нижних частот:
5.6.3 Переходный фильтр
Передаточная функция переходного фильтра представляет собой постоянный коэффициент умножения для сигнала ускорения на низких частотах и постоянный коэффициент умножения для сигнала скорости на высоких частотах:
5.6.4 Ступенчатый фильтр
Передаточная функция ступенчатого фильтра имеет участок в форме ступеньки, на котором значение передаточной функции растет со скоростью приблизительно 6 дБ на октаву и представляет собой постоянный коэффициент умножения для сигнала, пропорционального первой производной от ускорения:
5.6.5 Функция частотной коррекции
Каждая функция частотной коррекции представляет собой произведение передаточных функций полосового, переходного и ступенчатого фильтров:
Примечания
Если средство измерений обеспечивает измерения с использованием одной или нескольких функций частотной коррекции, не рассматриваемых в настоящем стандарте, то эти функции вместе с допусками на их значения должны быть определены в технической документации. Если дополнительная функция частотной коррекции установлена каким-либо стандартом, то ее реализация средством измерений должна соответствовать требованиям этого стандарта.
Фильтры, определенные значениями таблицы 3 и формулами (8)-(12), могут быть реализованы сочетанием простых аналоговых фильтров. Пример реализации частотной характеристики цифровыми методами в частотной и временной областях преобразования сигнала приведен в приложении С.
5.6.6 Допуски
Допуски на значения функции частотной коррекции приведены в таблицах 4 и 5. В таблице 5 указаны пределы, в которых должны находиться значения функции частотной коррекции, во всех диапазонах измерений. Эти допуски установлены с учетом максимально допустимой расширенной неопределенности измерений.
Таблица 4 - Частоты перехода для определения допусков функций частотной коррекции
|
|
|
|
|
Функция частотной коррекции | Частота перехода, Гц | |||
|  |  |  |  |
| 10  | 10  | 10  | 10  |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
| 10  | 10  | 10 | 10 |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
 | 10  | 10  | 10  | 10  |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
Таблица 5 - Допуски на значения функции частотной коррекции
|
|
|
Диапазон частот | Допуск на абсолютное значение функции частотной коррекции | Допуск на характеристическую фазовую девиацию  |
 | +26%, -100% |  |
 | +26%, -21% | ±12° |
 | +12%, -11% | ±6° |
 | +26%, -21% | ±12° |
 | +26%, -100% | |
Допуск на характеристическую фазовую девиацию применяют только к средствам измерений параметров, чувствительных к фазовым характеристикам средства измерений. | ||
5.7 Линейность по амплитуде
Во всем диапазоне измерений амплитуды показанное значение должно быть пропорционально вибрации, воспринимаемой датчиком. Это справедливо для любой частоты, во всех диапазонах измерений, для любой функции частотной коррекции. Требование линейности относится ко всей измерительной цепи, включая датчик вибрации, и ко всем измеряемым параметрам.
Во всех диапазонах средства измерений отклонения от линейности не должны превышать 6%. В опорном диапазоне и на опорной частоте линейный рабочий диапазон должен составлять по крайней мере 60 дБ.
Примечание - Для средства измерений локальной вибрации, включающей в себя импульсы большой мощности, требование к диапазону линейности может быть ужесточено.
В технической документации должен быть определен диапазон вибрации, в пределах которого отклонения от линейности не превышают 6% без индикации перегрузки (нечувствительности по входу), для стационарного синусоидального сигнала на любой частоте в пределах номинального диапазона частот.
В случае нескольких диапазонов измерений, переключаемых вручную, перекрытие между соседними диапазонами должно составлять не менее 40 дБ.
В технической документации должны быть указаны верхняя и нижняя границы линейного рабочего диапазона для каждого диапазона измерений.
5.8 Собственный шум измерительной цепи
В технической документации должны быть определены типичные среднеквадратичные значения корректированного ускорения, показываемые средством измерений в случае, когда датчик вибрации установлен на невибрирующем объекте. Эти показания в нормальных условиях окружающей среды должны соответствовать общему внутреннему шуму измерительной цепи, включающей в себя датчик вибрации и элементы измерительного блока.
5.9 Показания при измерении параметров сигнальной посылки
Требования к измерениям переходных процессов определены для входного сигнала в виде прямоугольных импульсов с заполнением пилообразным сигналом на опорной частоте.
Примечания
1 Значения измеряемых параметров получены численным моделированием.
2 Пилообразная форма сигнала выбрана для задания точного соотношения между фазами частотных составляющих в разложении тестового сигнала. Это позволяет в процессе испытаний с использованием тестового сигнала данного вида контролировать фазовую характеристику функции частотной коррекции.
1 - амплитуда; 2 - начальный интервал; 3 - период повторения импульсов;
4 - общая длительность тестового сигнала
Рисунок 2 - Сигнальная посылка
Таблица 6 - Параметры тестового сигнала в форме последовательности импульсов с заполнением пилообразным сигналом (сигнальной посылки)
|
|
|
|
|
|
|
Применение | Функция частотной коррекции | Частота, рад/с (Гц) | Начальный интервал, с | Число периодов заполнения в одном импульсе | Период повторения импульсов, с | Общая длительность сигнала, с |
Локальная вибрация | | 500 (79,58) | 0,2 | 1, 2, 4, 8 и 16 | 2 | 12 |
Общая вибрация | , , , , , , | 100 (15,915) | 1 |
| 10 | 60 |
Общая низкочастотная вибрация | | 2,5 (0,3979) | 40 |
| 400 | 2400 |
Таблица 7 - Требования к показаниям средства измерений, настроенного на измерения локальной вибрации
|
|
|
|
Включенные фильтры | Число периодов заполнения в одном импульсе | С.к.з. | Допуск, % |
Полосовой фильтр | 1 | 0,0448 | 10 |
| 2 | 0,0633 | 10 |
| 4 | 0,0895 | 10 |
| 8 | 0,127 | 10 |
| 16 | 0,179 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,565 | 10 |
| 1 | 0,0103 | 10 |
| 2 | 0,0133 | 10 |
| 4 | 0,0168 | 10 |
| 8 | 0,0224 | 10 |
| 16 | 0,0309 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,0946 | 10 |
Таблица 8 - Требования к показаниям средства измерений, настроенного на измерения общей вибрации
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Включенные фильтры | Число периодов заполнения в одном импульсе
| С.к.з. | До- пуск, % | | До- пуск, % | , линейное усред- нение | Допуск, % | , экспонен- циальное усреднение | Допуск, % |
Полосовой фильтр | 1 | 0,0433 | 10 | 0,498 | 12 | 0,137 | 10 | 0,135 | 10 |
| 2 | 0,0612 | 10 | 0,593 | 12 | 0,193 | 10 | 0,188 | 10 |
| 4 | 0,0865 | 10 | 0,705 | 12 | 0,274 | 10 | 0,258 | 10 |
| 8 | 0,122 | 10 | 0,838 | 12 | 0,387 | 10 | 0,344 | 10 |
| 16 | 0,173 | 10 | 0,996 | 12 | 0,547 | 10 | 0,437 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,546 | 10 | 1,77 | 12 | 0,547 | 10 | 0,549 | 10 |
| 1 | 0,0314 | 10 | 0,342 | 12 | 0,0991 | 10 | 0,0968 | 10 |
| 2 | 0,0435 | 10 | 0,403 | 12 | 0,137 | 10 | 0,132 | 10 |
| 4 | 0,0614 | 10 | 0,482 | 12 | 0,194 | 10 | 0,182 | 10 |
| 8 | 0,0867 | 10 | 0,575 | 12 | 0,274 | 10 | 0,243 | 10 |
| 16 | 0,123 | 10 | 0,685 | 12 | 0,387 | 10 | 0,309 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,387 | 10 | 1,22 | 12 | 0,388 | 10 | 0,388 | 10 |
| 1 | 0,0222 | 10 | 0,244 | 12 | 0,0703 | 10 | 0,0684 | 10 |
| 2 | 0,0292 | 10 | 0,275 | 12 | 0,0923 | 10 | 0,0885 | 10 |
| 4 | 0,0397 | 10 | 0,318 | 12 | 0,126 | 10 | 0,117 | 10 |
| 8 | 0,0550 | 10 | 0,374 | 12 | 0,174 | 10 | 0,153 | 10 |
| 16 | 0,0770 | 10 | 0,445 | 12 | 0,243 | 10 | 0,192 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,240 | 10 | 0,788 | 12 | 0,243 | 10 | 0,242 | 10 |
| 1 | 0,00669 | 10 | 0,0779 | 12 | 0,0212 | 10 | 0,0197 | 10 |
| 2 | 0,00906 | 10 | 0,0852 | 12 | 0,0286 | 10 | 0,0264 | 10 |
| 4 | 0,0116 | 10 | 0,0923 | 12 | 0,0366 | 10 | 0,0330 | 10 |
| 8 | 0,0148 | 10 | 0,101 | 12 | 0,0469 | 10 | 0,0400 | 10 |
| 16 | 0,0197 | 10 | 0,115 | 12 | 0,0611 | 10 | 0,0481 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,0590 | 10 | 0,197 | 12 | 0,0611 | 10 | 0,0594 | 10 |
| 1 | 0,00342 | 10 | 0,0409 | 12 | 0,0108 | 10 | 0,00992 | 10 |
| 2 | 0,00478 | 10 | 0,0452 | 12 | 0,0151 | 10 | 0,0135 | 10 |
| 4 | 0,00637 | 10 | 0,0493 | 12 | 0,0201 | 10 | 0,0176 | 10 |
| 8 | 0,00816 | 10 | 0,0535 | 12 | 0,0255 | 10 | 0,0214 | 10 |
| 16 | 0,0102 | 10 | 0,0592 | 12 | 0,0311 | 10 | 0,0244 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,0295 | 10 | 0,0987 | 12 | 0,0311 | 10 | 0,0297 | 10 |
| 1 | 0,0435 | 10 | 0,517 | 12 | 0,138 | 10 | 0,135 | 10 |
| 2 | 0,0616 | 10 | 0,609 | 12 | 0,195 | 10 | 0,189 | 10 |
| 4 | 0,0874 | 10 | 0,723 | 12 | 0,277 | 10 | 0,261 | 10 |
| 8 | 0,124 | 10 | 0,859 | 12 | 0,392 | 10 | 0,349 | 10 |
| 16 | 0,175 | 10 | 1,02 | 12 | 0,554 | 10 | 0,443 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,554 | 10 | 1,81 | 12 | 0,555 | 10 | 0,557 | 10 |
| 1 | 0,0299 | 10 | 0,323 | 12 | 0,0944 | 10 | 0,0922 | 10 |
| 2 | 0,0411 | 10 | 0,380 | 12 | 0,130 | 10 | 0,125 | 10 |
| 4 | 0,0577 | 10 | 0,455 | 12 | 0,182 | 10 | 0,171 | 10 |
| 8 | 0,0814 | 10 | 0,543 | 12 | 0,257 | 10 | 0,228 | 10 |
| 16 | 0,115 | 10 | 0,648 | 12 | 0,363 | 10 | 0,289 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,362 | 10 | 1,15 | 12 | 0,364 | 10 | 0,363 | 10 |
| 1 | 0,0149 | 10 | 0,165 | 12 | 0,0472 | 10 | 0,0456 | 10 |
| 2 | 0,0197 | 10 | 0,185 | 12 | 0,0263 | 10 | 0,0594 | 10 |
| 4 | 0,0264 | 10 | 0,211 | 12 | 0,0836 | 10 | 0,0775 | 10 |
| 8 | 0,0363 | 10 | 0,247 | 12 | 0,0115 | 10 | 0,101 | 10 |
| 16 | 0,0507 | 10 | 0,294 | 12 | 0,160 | 10 | 0,126 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,158 | 10 | 0,520 | 12 | 0,160 | 10 | 0,159 | 10 |
Таблица 9 - Требования к показаниям средства измерений, настроенного на измерения общей низкочастотной вибрации
|
|
|
|
|
|
Включенные фильтры | Число периодов заполнения в одном импульсе | С.к.з. | Допуск, % | | Допуск, % |
Полосовой фильтр | 1 | 0,0341 | 10 | 1,671 | 10 |
| 2 | 0,0487 | 10 | 2,386 | 10 |
| 4 | 0,0690 | 10 | 3,380 | 10 |
| 8 | 0,0982 | 10 | 4,811 | 10 |
| 16 | 0,139 | 10 | 6,810 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,439 | 10 | 21,51 | 10 |
| 1 | 0,0197 | 10 | 0,9651 | 10 |
| 2 | 0,0236 | 10 | 1,156 | 10 |
| 4 | 0,0304 | 10 | 1,489 | 10 |
| 8 | 0,0416 | 10 | 2,038 | 10 |
| 16 | 0,0571 | 10 | 2,797 | 10 |
| Непрерывный сигнал | 0,176 | 10 | 8,662 | 10 |
5.10 Индикация перегрузки по входу
Средства измерений должны предусматривать возможность обнаружения перегрузки вдоль всей измерительной цепи, включая датчик вибрации. Индикатор перегрузки должен быть на каждом показывающем устройстве средства измерений. Специальные меры должны быть предусмотрены для предотвращения перегрузки датчика вибрации (например, выбором датчика в соответствии с целями измерений, наличием встроенного в датчик детектора перегрузки, использованием механического фильтра).
Индикация перегрузки должна появляться сразу по превышении параметрами сигнала установленных границ до того, как будут превышены пределы допусков на линейность стационарного сигнала и на результаты измерений для сигнальной посылки. Данное требование должно выполняться во всем номинальном диапазоне частот.
Индикатор перегрузки должен реагировать как на положительные, так и на отрицательные сигналы. Разность между модулями положительного и отрицательного входных сигналов, вызывающих индикацию перегрузки, не должна превышать 15%.
При измерении параметров, требующих интегрирования на фиксированном временном интервале, а также других параметров, вычисляемых в процессе измерения и показываемых по его завершении, индикация перегрузки должна сохраняться до тех пор, пока не произойдет сброс результатов измерений.
При измерении текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения индикатор перегрузки должен оставаться включенным в момент действия перегрузки, а также все то время, когда наблюдавшаяся перегрузка может оказать влияние на результат измерений (т.е. в течение периода интегрирования сигнала для линейного усреднения и в течение периода времени, равного удвоенной постоянной времени, для экспоненциального усреднения). Индикация перегрузки должна сохраняться в течение 1 с при измерении локальной вибрации и в течение 8 с при измерении общей и общей низкочастотной вибрации.
В технической документации должны быть описаны работа индикатора перегрузки, методы интерпретации сигнала перегрузки, а также способы сброса индикации перегрузки.
5.11 Индикация нечувствительности по входу
Если уровень усредненной по времени вибрации опускается ниже нижней границы линейного рабочего диапазона, индикация нечувствительности должна появиться до того, как будут превышены пределы допусков на линейность. Индикация нечувствительности должна сохраняться, пока сохраняется состояние нечувствительности или пока это состояние способно оказать влияние на результат измерений. Минимальное время индикации нечувствительности составляет 1 с для локальной вибрации и 8 с для общей и общей низкочастотной вибрации.
5.12 Период интегрирования
Средство измерений должно предусматривать возможность установки пользователем периода интегрирования для измерения параметров корректированного ускорения. Конструкция средства измерений может допускать выбор пользователем произвольного периода интегрирования в заданном диапазоне или выбор периода интегрирования из заданных значений.
5.13 Измерение текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения
Для средства измерений, предусматривающего возможность измерения текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения, значение периода интегрирования или постоянной времени при экспоненциальном усреднении следует проверять по показаниям в ответ на стационарный синусоидальный сигнал опорной частоты, подаваемый на электрический вход измерительного блока. Время подачи сигнала должно составлять не менее пяти периодов интегрирования для линейного усреднения и не менее 20 постоянных времени интегрирования для экспоненциального усреднения. Дополнительные сведения о линейном и экспоненциальном методах усреднения приведены в приложении D.
После отключения входного сигнала показания средства измерений должны изменяться как указано в таблице 10 для линейного усреднения и в таблице 11 для экспоненциального усреднения. Время спада определяют как временной интервал между моментом отключения сигнала и моментом, когда показания средства измерений будут составлять 10% первоначального значения. Проверку выполнения требований, установленных в таблицах 10 и 11, осуществляют в опорном диапазоне измерений.
Таблица 10 - Изменение показаний при линейном усреднении
|
|
Время интегрирования, с | Время спада, с |
0,125 | 0,124±0,005 |
1 | 0,99±0,05 |
8 | 7,92±0,2 |
Таблица 11 - Изменение показаний при экспоненциальном усреднении
|
|
|
Постоянная времени, с | Время спада, с | Эквивалентная скорость затухания, дБ/с |
0,125 | 0,58±0,03 | 31-40 |
1 | 4,61±0,25 | 3,8-4,9 |
8 | 36,8±2 | 0,48-0,62 |
5.14 Обновление показаний
При измерениях среднеквадратичного значения корректированного ускорения, максимального кратковременного среднеквадратичного значения или дозы вибрации с использованием любой доступной функции частотной коррекции должен быть предусмотрен способ очистки устройства хранения результатов измерений и приведения его в состояние готовности для повторных измерений. В технической документации должно быть указано, происходит ли одновременно со сбросом показаний измерений отключение индикации перегрузки по входу. Кроме того, в технической документации должна быть приведена процедура сброса данных и установлена номинальная временная задержка между сбросом данных и готовностью к началу новых измерений.
Процедура сброса данных не должна вносить помехи в работу показывающих устройств.
5.15 Устройство измерения времени
Средство измерений может иметь устройство измерения времени, прошедшего с начала процесса интегрирования сигнала вибрации. Кроме того, может быть предусмотрена возможность предварительной установки периода интегрирования (с шагом 1 с).
Допуск на измеренное значение времени, прошедшего с начала интегрирования, составляет 0,1%. Разрешение показаний должно быть не менее 1 с.
В технической документации должны быть указаны минимальный и максимальный периоды интегрирования для сигналов любого уровня в пределах диапазона показывающего устройства.
5.16 Взаимное влияние измерительных каналов
Если на вход измерительного блока подают сигналы по нескольким каналам, изменения значения, измеренного по одному каналу, в результате влияния другого канала должно быть менее 0,5%.
5.17 Характеристики датчика вибрации
Характеристики датчика вибрации выбирают в соответствии с целями измерений, как указано в приложении Е.
5.18 Питание
В случае применения автономного источника питания должно быть указано, что его применение позволяет удовлетворить требованиям настоящего стандарта. Проверка электропитания не должна вносить возмущений в процесс измерений.
Изменение напряжения питания средства измерений от номинального значения до минимального уровня, установленного в технической документации, в процессе измерения параметров опорного сигнала не должно приводить к изменению результатов измерений более чем на 3,0%.
Если питание осуществляют от собственных батарей, в технической документации должны быть указаны рекомендуемый тип батарей и установлено время ожидаемой непрерывной работы от полностью заправленного автономного источника питания для нормальных условий окружающей среды.
Если средство измерений с автономным источником питания предназначено для измерений вибрации в течение периода времени, превышающего номинальный срок работы батареи, в технической документации должен быть описан рекомендуемый способ работы от внешнего источника питания, включая требования к диапазону напряжения питания и его пульсациям (в том числе, высокочастотным выбросам).
6 Крепление датчика вибрации
При необходимости использования специальных механических фильтров, систем крепления и кабелей в технической документации должно быть указано, что средство измерений удовлетворяет требованиям настоящего стандарта только при установке этих специальных устройств.
Метод крепления должен удовлетворять общим требованиям ИСО 5348. Кроме того, система крепления может быть испытана в соответствии с руководством согласно приложению F.
В технической документации должно быть указано, для каких измерений какие устройства крепления могут быть использованы, а также перечислены случаи и обстоятельства, когда использование той или иной системы крепления с большой вероятностью приведет к повышению неопределенности измерений.
7 Воздействие окружающей среды и создаваемые электромагнитные поля
7.1 Общие положения
Все требования к чувствительности коэффициента преобразования измерительной цепи к воздействию внешних факторов рассматривают относительно коэффициента преобразования на опорной частоте в нормальных условиях окружающей среды. Технической документацией должно быть установлено время стабилизации работы средства измерений после изменений условий окружающей среды.
Средство измерений, собранное из отдельных элементов, может иметь ограничения на применение в отношении воздействия внешних факторов. Такие ограничения должны быть указаны в технической документации.
Примечание - Под средством измерений, собранным из отдельных элементов, понимают систему, элементы которой - сигнальный процессор, средства анализа (записи) и показывающие устройства - были испытаны согласно соответствующим стандартам или техническим условиям изготовителя.
7.2 Температура окружающего воздуха
Влияние изменений температуры окружающего воздуха на коэффициент преобразования задают в диапазоне температур от минус 10 °С до плюс 50 °С. Чувствительность к изменению температуры воздуха не должна превышать ±4% во всем заданном диапазоне температур.
Требование по чувствительности к изменению температуры воздуха применяют либо для всего средства измерений в целом, либо для тех его составных частей, которые на практике могут подвергаться воздействию большего разброса температур.
Для элементов средства измерений, которые в соответствии с технической документацией предназначены для работы в условиях с контролируемым температурным режимом (например, внутри помещений), диапазон температур может быть ограничен интервалом от плюс 5 °С до плюс 30 °С. Ограничение на диапазон температур не применяют ко всему средству измерений в целом.
В пределах заданного диапазона температур окружающего воздуха отклонения от линейности на опорной частоте и протяженность линейного рабочего диапазона в пределах опорного диапазона измерений должны оставаться в пределах допусков, указанных в 5.7.
7.3 Температура поверхности
Влияние изменения температуры вибрирующей поверхности на коэффициент преобразования задают в диапазоне температур от минус 10 °С до плюс 50 °С. Чувствительность к изменению температуры поверхности не должна превышать ±4% во всем заданном диапазоне температур.
Требование по чувствительности к изменениям температуры вибрирующей поверхности относится к акселерометру, кабелям и системам крепления, которые могут находиться в непосредственном контакте с поверхностью.
В пределах всего заданного диапазона температур поверхности отклонения от линейности на опорной частоте и протяженность линейного рабочего диапазона в пределах опорного диапазона измерений должны оставаться в пределах допусков, указанных в 5.7.
7.4 Электростатическое напряжение
Влияние электростатических разрядов на работу средства измерений или его элементов должно быть сведено до минимума.
Средство измерений должно сохранять работоспособность после контактного разряда на него электростатического напряжения до ±4 кВ или воздушного разряда электростатического напряжения до ±8 кВ. Полярность электростатического напряжения берут относительно земли.
Воздействие указанных электростатических разрядов не должно ухудшать характеристики средства измерений или нарушать его работоспособность, кроме случаев, оговоренных в технической документации. В технической документации может быть указано, что воздействие электростатических разрядов способно привести к снижению качества функционирования средства измерений или к невозможности выполнения им своих функций. Такое ухудшение функционирования не должно предполагать неработоспособность средства измерений, изменение его конфигурации, повреждение или потерю сохраненных данных или постоянную утрату части функций.
7.5 Излучение радиочастотного поля и помехи, вносимые в электрическую сеть
Излучение средства измерений в диапазоне радиочастот должно быть сведено до минимума.
Если конструкция средства измерений рассчитана на передачу данных по соединительному кабелю, в технической документации должны быть указаны рекомендуемая длина кабеля и устройства, к которому кабель может быть подключен.
Уровень радиочастотного поля, излучаемого средством измерений у порта вывода сигналов, не должен превышать 30 дБ (при опорном значении 1 мВ/м) в диапазоне частот от 30 до 230 МГц и 37 дБ в диапазоне частот от 230 МГц до 1 ГГц. В технической документации должны быть указаны режимы работы средства измерений и любого подсоединяемого устройства, при которых уровень излучения радиочастотных полей будет максимальным.
Возмущения (квазипиковые и средние значения), вносимые средством измерений у порта электропитания, не должны превышать указанных в таблице 12. Если при использовании устройства для измерения квазипиковых значений получают, что результаты измерений удовлетворяют требованиям для среднего значения, можно считать, что данное средство измерений удовлетворяет установленным предельным допускам как для квазипикового, так и для среднего сигнала.
7.6 Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю и помехам сетевой частоты
Влияние помех сетевой частоты и радиочастотных электромагнитных полей на работу средства измерений (или его элементов, указанных в технической документации) не должно изменять рабочее состояние или конфигурацию средства измерения, приводить к искажению или потере сохраненных данных. Настоящее требование распространяется на все режимы работы в нормальных условиях.
Таблица 12 - Пределы вносимых возмущений в напряжение питания электрической сети
|
|
|
Диапазон частот, МГц | Предельные значения возмущений напряжения, дБ (относительно опорного значения 1 мВ) | |
| Квазипиковое | Среднее |
0,15-0,50 | 66-56 | 56-46 |
0,50-5 | 56 | 46 |
5-30 | 60 | 50 |
Примечания
1 В отношении характеристик измерителя квазипиковых возмущений - см. [2].
2 Нижние границы уровней возмущений справедливы для частот перехода.
3 В диапазоне от 0,15 до 0,50 МГц уровень возмущений напряжения уменьшается прямо пропорционально логарифму частоты. | ||
В технической документации должны быть указаны режимы работы средства измерений и любых присоединенных устройств, при которых устойчивость к воздействию помех сетевой частоты и радиочастотных электромагнитных полей будет минимальна (т.е. чувствительность к воздействию - максимальна).
Устойчивость к помехам сетевой частоты полей определяют при воздействии однородного магнитного поля, среднеквадратичное значение напряженности которого равно 80 А/м, на частотах 50 и 60 Гц. Условие однородности магнитного поля проверяют до внесения в него средства измерений. В технической документации должна быть указана ориентация средства измерений в магнитном поле, при которой его чувствительность к воздействию данного поля будет максимальна.
Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю определяют в диапазоне несущей частоты от 26 МГц до 1 ГГц при ее амплитудной модуляции глубиной 80% синусоидальным сигналом на частоте (частотах), соответствующей условиям применения средства измерений. Среднеквадратичное значение электрической напряженности однородного (без внесенного средства измерений) немодулированного поля должно составлять 10 В/м.
Примечание - В технической документации может быть указано, что проверка соответствия средства измерений требованиям настоящего стандарта проведена для электромагнитного поля, среднеквадратичное значение электрической напряженности которого превышало 10 В/м.
При воздействии помех сетевой частоты и радиочастотных электромагнитных полей изменение измеренного и показываемого значения параметра вибрации не должно превышать ±10%.
Устойчивость средств измерений с входными и выходными портами электропитания переменного тока к влиянию кондуктивных помех определяют в диапазоне частот от 0,15 до 80 МГц.
Устойчивость средств измерений с портами ввода-вывода сигналов, к которым соединительными кабелями длиной более 3 м присоединены другие элементы измерительной системы, к влиянию кондуктивных помех определяют в диапазоне частот от 0,15 до 80 МГц.
7.7 Защита от воды и пыли
Средство измерений должно быть защищено от воздействия воды и пыли. Изготовитель должен указывать код IP средства измерений. Указанный код IP должен соответствовать назначению средства измерений, например, при его использовании для оценки воздействия вибрации на человека в заводских условиях может быть необходима защита по IP65, в то время как для лабораторных условий достаточно соблюдения требований по IP42.
Примечание - Коды IP для защиты средства измерений оболочками установлены в [3].
8 Использование вспомогательных устройств
При использовании дополнительных кабелей, поставляемых изготовителем для соединения измерительного блока с акселерометром, а также для соединения между собой других элементов средства измерений, в технической документации должны быть описаны все поправки, которые необходимо вносить в результаты измерений.
Техническая документация должна содержать сведения о влиянии дополнительных приспособлений, поставляемых изготовителем средства измерений. Эти сведения должны быть приведены в отношении всех характеристик, изменяющихся после установки приспособлений. В число дополнительных приспособлений входят устройство крепления акселерометра и механические фильтры. Техническая документация должна содержать информацию о влиянии приспособлений на коэффициент преобразования измерительной цепи и частотные характеристики.
В технической документации должно быть указано, будет ли средство измерений соответствовать требованиям настоящего стандарта после установки дополнительных приспособлений.
Если конструкцией предусмотрено использование внешних фильтров, в технической документации должны быть описаны все необходимые соединения и способ работы средства измерений с внешними фильтрами.
Техническая документация должна содержать детальное описание соединений вспомогательных устройств, а также влияние этих устройств на электрические характеристики средства измерений. В число вспомогательных устройств входят принтеры, компьютеры, устройства записи данных.
9 Маркировка
Средство измерений, удовлетворяющее всем требованиям настоящего стандарта, должно иметь маркировку с указанием обозначения настоящего стандарта. Маркировка должна включать в себя также наименование фирмы или торговую марку поставщика, несущего ответственность за соответствие средства измерений установленным техническим требованиям. Кроме того, в маркировке указывают модель средства измерений и его серийный номер.
Если средство измерений состоит из нескольких отдельных блоков, каждый функционально независимый блок должен быть помечен в соответствии с требованиями настоящего раздела. Должно быть четко указано, из каких отдельных функциональных блоков состоит средство измерений в целом.
10 Техническая документация
Средство измерений поставляют вместе с технической документацией на него.
Если средство измерений состоит из нескольких отдельных блоков, техническая документация должна распространяться на их сочетание, составляющее в целом функционально законченный прибор. В технической документации должны быть описаны все необходимые составляющие и их взаимное влияние друг на друга.
Значения величин, приводимых в технической документации, должны быть выражены в единицах Международной системы единиц СИ.
Информация, которую должна содержать техническая документация, приведена в приложении G.
11 Виды испытаний
В настоящем стандарте определены три уровня испытаний в целях подтверждения качества функционирования средства измерений:
a) Испытания для целей утверждения типа. Проводятся изготовителем. Включают в себя полный набор испытаний, проводимый на образцах средства измерений данной модели. Цель испытаний - продемонстрировать, что средство измерений удовлетворяет требованиям настоящего стандарта.
b) Поверка. Проводится аккредитованными организациями с целью:
- периодически (перед покупкой и затем с периодичностью раз в год или раз в два года) подтверждать, что характеристики средства измерений продолжают удовлетворять требованиям настоящего стандарта;
- продемонстрировать, что собираемое из отдельных элементов средство измерений удовлетворяет требованиям настоящего стандарта;
- продемонстрировать, что после внесения в средство измерений конструктивных изменений или после его ремонта оно продолжает удовлетворять требованиям настоящего стандарта.
c) Проверка работоспособности. Проводится пользователем. Включает в себя испытания минимального объема с целью подтвердить, что средство измерений с большой вероятностью функционирует в соответствии с установленными требованиями. Данные испытания проводят непосредственно до и сразу после использования средства измерений.
Испытания проводят для проверки выполнения требований, установленных в разделах 5-10 настоящего стандарта. В таблице 13 показаны объемы испытаний каждого вида и пункты настоящего стандарта, где они детализированы.
Таблица 13 - Перечень разделов (подразделов) настоящего стандарта, где установлены требования к характеристикам средства измерений и методы испытаний для их подтверждения
|
|
|
|
|
|
|
Требования | Испытания | |||||
| Характеристика | Тестовый сигнал | Подраздел, приложение | |||
Раздел, под- раздел, прило- жение
|
| Электри- ческий | Меха- нический | Испытания для целей утверждения типа | Поверка | Проверка работо- способ- ности |
5.1 | Общие характеристики |
|
| 12.5 | 13.5 | 14.2 |
5.2 | Показание измеренных параметров вибрации |
|
| 12.5 | 13.5 | - |
5.3 | Влияние аналогового выхода |  |
| 12.17 | - | - |
5.4 | Коэффициент преобразования измерительной цепи |
| | 12.7 | 13.7 | 14.3 |
5.5 | Правильность показаний при измерениях на опорной частоте | |
| 12.7 | 13.7 | - |
5.6 | Функции частотной коррекции и частотные характеристики соответствующих фильтров | | | 12.11 | 13.10 | - |
5.7 | Линейность по амплитуде | | | 12.10 | 13.9 | - |
5.8 | Собственный шум измерительной цепи |
| | 12.12 | 13.11 | - |
5.9 | Правильность показаний при измерении параметров сигнальной посылки | |
| 12.13 | 13.12 | - |
5.10 | Индикация перегрузки по входу | | | 12.10, 12.14 | 13.9,
13.12 | - |
5.11 | Индикация нечувствительности по входу | | | 12.10 | 13.9 | - |
5.12 | Время интегрирования | |
| 12.13 | 13.12 | - |
5.13 | Измерение текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения | |
| 12.13 | 13.12 | - |
5.14 | Обновление показаний |
|
| 12.15 | 13.14 | - |
5.15 | Устройства измерения времени |
|
| 12.18 | - | - |
5.16 | Взаимное влияние измерительных каналов | |
| 12.8 | 13.8 | - |
5.2.1 | Правильность измерений полной вибрации | |
| 12.16 | - | - |
5.17 (прило- жение Е) | Характеристики датчика вибрации |
| | 12.9 | -  | - |
5.18 | Питание |
|
| 12.19 | - | - |
6 | Крепление датчика вибрации |
|
| Приложение F | - | - |
7 | Влияние окружающей среды и создаваемые электромагнитные поля |
|
| 12.20 | - | - |
8 | Влияние вспомогательных устройств | |
| 12.5, 12.17 | 13.5 | - |
9 | Маркировка |
|
| 12.4 | 13.4 | - |
10 | Техническая документация |
|
| 12.4 | 13.4 | - |
Хотя в целях настоящего стандарта подтверждению подлежит передаточная функция измерительной цепи в целом, рекомендуется во время поверок отдельно определять коэффициент преобразования датчика вибрации. Результаты измерений коэффициента преобразования используют при выявлении причин возможных несоответствий. | ||||||
12 Испытания для целей утверждения типа
12.1 Общие положения
В настоящем разделе рассмотрены различные аспекты испытаний, проводимых для демонстрации соответствия средства измерений всем требованиям настоящего стандарта.
Соответствие требованиям настоящего стандарта считают подтвержденным, если отклонение результата измерений от заданного значения (с учетом расширенной неопределенности измерений, обеспечиваемой испытательной лабораторией) лежит в пределах заданного допуска.
Неопределенность измерений определяют в соответствии с "Руководством по выражению неопределенности измерений". Расширенную неопределенность измерений рассчитывают в испытательной лаборатории, используя для этого значение коэффициента охвата не менее двух.
В настоящем разделе приведена максимальная расширенная неопределенность измерений, которая допустима при проверке соответствия требованиям настоящего стандарта. Испытания на подтверждение соответствия требованиям настоящего стандарта не могут быть проведены испытательными лабораториями, у которых расчетные значения расширенной неопределенности измерений превышают максимально допустимые значения.
Не допускается исключение какого-либо из испытаний, описанных в настоящем разделе, кроме тех, что относятся к функциям, не реализованным данным средством измерений.
Если не оговорено иное, все испытания, описанные в настоящем разделе, должны быть проведены для каждого канала многоканального средства измерений.
12.2 Требования испытаний
Все измерительные приборы, которые применяют в процессе испытаний на подтверждение заявленных характеристик и которые могут вносить вклад в неопределенность результатов измерений, должны быть аттестованы и поверены в соответствии с национальной метрологической схемой.
Частота входных сигналов должна быть в пределах ±0,2% требуемого значения.
Значения параметров вибрации должны быть в пределах ±2% требуемых значений.
Примечание - Методы, установленные стандартами серии ИСО 16063, не обеспечивают проведение калибровки датчиков вибрации в диапазоне частот ниже 0,4 Гц.
В процессе испытаний климатические факторы должны находиться в следующих пределах:
- температура окружающего воздуха: от 20 °С до 26 °С;
- относительная влажность воздуха: от 10% до 75% (без выпадения конденсата).
12.3 Представление средства измерений на испытания
Средство измерений должно быть представлено на испытания вместе с технической документацией и всеми вспомогательными приспособлениями и устройствами, которые в технической документации указаны как его неотъемлемые элементы в конфигурации, предназначенной для нормального использования. Примерами таких устройств могут служить акселерометр, устройство крепления и кабель.
12.4 Проверка маркировки и технической документации
Необходимо убедиться, что маркировка средства измерений соответствует требованиям раздела 9.
Перед проведением испытаний необходимо убедиться, что техническая документация на средство измерений содержит все сведения, требуемые по разделу 10, в соответствии с назначением данного средства измерений. По завершении испытаний все положения технической документации должны быть заново пересмотрены, чтобы убедиться в их правильности и в том, что все заявленные параметры находятся в пределах допусков, установленных настоящим стандартом.
12.5 Проверка общих требований
Необходимо убедиться, что средство измерений соответствует требованиям 5.1.
Для средства измерений с несколькими диапазонами измерений необходимо убедиться, что перекрытие диапазонов соответствует требованиям 5.7.
Необходимо убедиться, что показывающие устройства средства измерений соответствуют требованиям 5.2.
Если технической документацией предписано использование батарей питания конкретной модели и типа, их следует установить до начала испытаний.
Если средство измерений не удовлетворяет требованиям, перечисленным в настоящем разделе, испытания на соответствие требованиям настоящего стандарта не проводят.
12.6 Подготовка средства измерений к испытаниям
Перед проведением любого испытания и выполнением операций, указанных в технической документации, необходимо проверить значение коэффициента преобразования средства измерений на опорной частоте для опорного сигнала вибрации. При необходимости коэффициент преобразования следует установить таким образом, чтобы средство измерений показывало истинное значение параметра вибрации в нормальных условиях окружающей среды.
12.7 Показания при измерениях на опорной частоте в нормальных условиях
Необходимо определить погрешность показаний ускорения для опорного сигнала на опорной частоте (см. таблицу 1) как разность между значением, показанным средством измерений, и тем, что получен в результате измерений в той же точке с помощью эталонного акселерометра.
Вначале амплитуду воспроизводимого опорного сигнала вибрации измеряют с помощью эталонного акселерометра, а затем проводят измерения, используя испытуемое средство измерений. Для этого средство измерений настраивают на измерения в опорном диапазоне, устанавливают режимы полосовой фильтрации и линейного интегрирования и проводят измерения в течение не менее чем 30 с для локальной вибрации, 1 мин для общей вибрации и 5 мин для общей низкочастотной вибрации. Сигнал на входе измерительной цепи (сумма полезного сигнала и фонового шума) должен превышать фоновый шум не менее чем в 10 раз.
Для определения погрешности измерения проводят не менее трех измерений. Интервал между измерениями должен превышать время стабилизации, указанное в технической документации, чтобы перед получением нового показания были достигнуты одинаковые условия измерений. Разность между минимальным и максимальным показаниями для серии из трех измерений не должна превышать 3%.
Среднеарифметическое значение погрешности показаний измерений должно быть в пределах допусков, установленных в таблице 2. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 2%.
Для каждой функции частотной коррекции на устройство входа электрического сигнала (далее - входное устройство) подают стационарный синусоидальный сигнал на опорной частоте. Регулируют амплитуду входного электрического сигнала таким образом, чтобы средством измерений было показано заданное значение для включенного фильтра частотной коррекции. Далее тот же электрический сигнал пропускают через полосовой фильтр, соответствующий той же функции частотной коррекции, умножают измеренное значение на значение функции частотной коррекции на опорной частоте (см. таблицу 1) и сравнивают с результатом предыдущего измерения. Разность результатов измерений должна быть в пределах допуска, установленного в таблице 2. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 2%.
Для средств измерений, реализующих интегрирование по времени с использованием временного окна, на входное устройство подают стационарный синусоидальный электрический сигнал опорной частоты. Амплитуду входного сигнала регулируют таким образом, чтобы показания средства измерений с включенным полосовым фильтром функции частотной коррекции совпадали с заданным значением опорного сигнала в заданном опорном диапазоне. После этого для того же входного сигнала получают показания с использованием временного окна. Разность между двумя показаниями должна быть в пределах допуска, установленного в таблице 2. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 2%.
12.8 Взаимное влияние измерительных каналов
Для средства измерений, имеющего два и более измерительных канала (например, предназначенного для измерений трехкомпонентной вибрации), проводят испытания с целью определить помехи, создаваемые каналами друг другу.
Все каналы должны быть настроены на измерения в опорном диапазоне. На каждый канал по очереди подают электрический сигнал опорной частоты и с амплитудой опорного сигнала вибрации - в это время входы других каналов должны быть заглушены. Амплитуда тестового сигнала должна быть в пределах 5 дБ верхней границы диапазона измерений. В процессе испытания контролируют выход каждого из каналов.
В отношении выходного сигнала для каждого из каналов должны быть выполнены требования 5.16.
12.9 Характеристики датчика вибрации
Выполнение требований к акселерометру (приложение Е) проверяют соответствующим методом по ИСО 5347 и ИСО 16063.
12.10 Линейность по амплитуде и индикация нечувствительности по входу
12.10.1 Проверка линейности с использованием электрического сигнала
Испытания средства измерений на линейность по амплитуде проводят с использованием тестового стационарного синусоидального электрического сигнала на частотах, указанных в таблице 14. Линейность по амплитуде проверяют по измерениям параметра, требующего усреднения по времени, с установленным полосовым фильтром функции частотной коррекции.
Таблица 14 - Частоты и приращения амплитуды тестового сигнала для испытаний на линейность
|
|
|
|
Применение | Частоты тестового сигнала , Гц | Приращения амплитуды тестового сигнала, дБ | |
|
| В пределах 5 дБ от границ перегрузки и нечувствительности | На других участках диапазонов измерений |
Локальная вибрация | 8; 80; 800 | 1 | 5 |
Общая вибрация | 1; 4; 16; 63 | 1 | 5 |
Общая низкочастотная вибрация | 0,2; 0,4 | 1 | 5 |
Указаны номинальные среднегеометрические частоты третьоктавных полос. При испытаниях следует использовать точные значения, например, вместо 8 Гц - 10  Гц  7,943 Гц. | |||
Испытания на линейность в каждом диапазоне, за исключением опорного, на каждой тестовой частоте начинают с подачи тестового сигнала, амплитуда которого равна амплитуде опорного сигнала в опорном диапазоне, умноженной на коэффициент ослабления для данного диапазона измерений по отношению к опорному диапазону.
Тестовый сигнал подают на электрический вход измерительного блока. Амплитуду сигнала регулируют таким образом, чтобы в опорном диапазоне показание средства измерений совпадало со значением амплитуды опорного сигнала.
В опорном диапазоне измерений амплитуду входного сигнала на опорной частоте повышают с шагом приращения, указанным в таблице 14, от нижней границы диапазона до того значения, при котором впервые появляется индикация перегрузки. После этого амплитуду входного сигнала понижают с шагом, указанным в таблице 14, от значения, когда впервые наблюдалась индикация перегрузки до заданной нижней границы. При этом регистрируют значения амплитуд входного сигнала и соответствующие им показания средства измерений.
Для каждой тестовой частоты и амплитуды сигнала - от нижней границы опорного диапазона до первого появления индикации перегрузки - отклонения от линейности по амплитуде должны быть в пределах допуска по 5.7. Протяженность линейного рабочего диапазона на опорной частоте в опорном диапазоне измерений должна удовлетворять требованиям к линейному рабочему диапазону по 5.7. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 2%.
После испытаний в опорном диапазоне измерений проверяют линейность по амплитуде во всех других диапазонах. Испытания проводят для частот и приращений амплитуды сигнала, заданных в таблице 14, от начальной амплитуды вниз до нижней границы и вверх до верхней границы каждого диапазона измерений.
В каждом диапазоне измерений отклонение от линейности по амплитуде должно быть в пределах допуска по 5.7 на протяжении всего линейного рабочего диапазона, заданного в технической документации, и до появления индикации перегрузки. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 2%.
Для средства измерений, осуществляющего интегрирование сигнала ускорения с использованием временного окна, у которого линейный рабочий диапазон превышает диапазон значений показывающего устройства, линейность по амплитуде может быть проверена с использованием тональной посылки, для которой амплитуда сигнала заполнения превышает верхнюю границу показываемых значений.
Для средств измерений, реализующих линейное усреднение по времени и имеющих рабочий диапазон, который превышает диапазон показываемых значений, линейность по амплитуде в диапазоне выше верхней границы показываемых значений может быть проверена с использованием прямоугольного импульса с заполнением, вырезанного из стационарного входного сигнала. Длительность импульса должна быть не менее 30 с для локальной вибрации и 5 мин для общей вибрации (для общей низкочастотной вибрации это испытание не проводят). Период интегрирования должен превышать длительность импульса.
Для каждого диапазона измерений и для каждой тестовой частоты в случае, когда показание средства измерений выше или равно заданной нижней границе диапазона измерений, индикация нечувствительности должна отсутствовать. Для каждого диапазона измерений и каждой тестовой частоты индикация нечувствительности должна появляться, как только уровень сигнала понижается на 1 дБ относительно нижней границы данного диапазона измерений.
12.10.2 Проверка линейности с использованием механического (вибрационного) сигнала
Испытания средства измерений на линейность по амплитуде проводят с возбуждением синусоидальной стационарной вибрации на частотах, указанных в таблице 14. Линейность по амплитуде проверяют по измерениям параметра, требующего усреднения по времени, с установленным полосовым фильтром функции частотной коррекции. Линейность оценивают, вычитая из показания средства измерений соответствующее значение параметра вибрации, измеренное с помощью эталонного акселерометра. Акселерометр, входящий в состав испытуемого средства измерений, и эталонный акселерометр устанавливают так, как предписано ИСО 16063-21.
Испытания на линейность в каждом диапазоне, за исключением опорного, на каждой тестовой частоте начинают с возбуждения сигнала вибрации, амплитуда которого равна амплитуде опорного сигнала вибрации в опорном диапазоне, умноженной на коэффициент ослабления для данного диапазона измерений по отношению к опорному диапазону.
Вибрацию возбуждают на опорной частоте у основания датчика вибрации. Амплитуду вибрации регулируют таким образом, чтобы показание средства измерений в опорном диапазоне совпадало со значением амплитуды опорного сигнала.
Проверку линейности с использованием сигнала вибрации осуществляют в диапазоне протяженностью не менее 40 дБ.
В опорном диапазоне измерений амплитуду вибрации на тестовой частоте повышают с шагом приращения, указанным в таблице 14, от нижней границы диапазона до наименьшего из следующих пределов:
- первого появления индикации перегрузки;
- достижения максимальной вибрации, воспринимаемой входным устройством;
- достижения верхней границы диапазона линейности эталонного датчика.
После этого амплитуду вибрации понижают с шагом, указанным в таблице 14, до наибольшего из следующих пределов:
- заданной нижней границы средства измерений;
- достижения минимальной вибрации, воспринимаемой входным устройством;
- достижения нижней границы диапазона линейности эталонного датчика.
В процессе испытаний регистрируют каждое значение, измеренное с помощью эталонного акселерометра, и соответствующее ему показание средства измерений. При определении амплитуды воспроизведенной вибрации учитывают характеристику линейности эталонного акселерометра.
Для каждой тестовой частоты и амплитуды сигнала - от нижней границы опорного диапазона до первого появления индикации перегрузки - отклонения от линейности по амплитуде должны быть в пределах допуска по 5.7. Протяженность линейного рабочего диапазона на опорной частоте в опорном диапазоне измерений должна удовлетворять требованиям к линейному рабочему диапазону по 5.7. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 3%.
После испытаний в опорном диапазоне измерений проверяют линейность по амплитуде во всех других диапазонах. Испытания проводят для частот и приращений амплитуды вибрации, заданных в таблице 14, от начальной точки вниз до нижней границы и вверх до верхней границы каждого диапазона измерений.
В каждом диапазоне измерений отклонение от линейности по амплитуде должно быть в пределах допуска по 5.7 на протяжении всего линейного рабочего диапазона, заданного технической документацией, и до появления индикации перегрузки. Максимальная расширенная неопределенность измерения - 4%.
________________
12.11.1 Общие положения
Полная версия документа доступна с 20.00 до 24.00 по московскому времени.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.