GB/T 20485.43-2021振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第43部分：基于模型參數(shù)辨識(shí)的加速度計(jì)校準(zhǔn)

ICS17160

J04.

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法

第43部分基于模型參數(shù)辨識(shí)的

:

加速度計(jì)校準(zhǔn)

Methodsforthecalibrationofvibrationandshocktransducers—

Part43Calibrationofaccelerometersbmodel-basedarameteridentification

:yp

(ISO16063-43:2015,IDT)

2021-08-20發(fā)布2022-03-01實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語(yǔ)和定義

3………………2

符號(hào)

4………………………2

典型頻率響應(yīng)和瞬態(tài)激勵(lì)分析

5…………3

通用方法

6…………………5

線性質(zhì)量彈簧阻尼模型

7--………………5

模型

7.1…………………5

基于正弦校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的參數(shù)辨識(shí)

7.2……………………5

基于頻域沖擊校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的辨識(shí)

7.3……………………8

使用中注意的問(wèn)題

8………………………12

測(cè)量鏈的影響

8.1………………………12

測(cè)量通道的同步性

8.2…………………12

用于辨識(shí)的源數(shù)據(jù)的特性

8.3…………12

模型的驗(yàn)證試驗(yàn)與參數(shù)的有效性

8.4…………………12

模型有效性的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

8.5……………13

結(jié)果報(bào)告

9…………………13

報(bào)告的一般性考慮

9.1…………………13

報(bào)告的結(jié)果與條件

9.2…………………14

參考文獻(xiàn)

……………………15

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

前言

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法主要由基本概念絕對(duì)法校準(zhǔn)比較法校準(zhǔn)環(huán)境模擬校

GB/T20485《》、、、

準(zhǔn)和其他五大類(lèi)構(gòu)成已發(fā)布的部分如下

,:

第部分基本概念

———1:;

第部分激光干涉法振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

———11:;

第部分互易法振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

———12:;

第部分激光干涉法沖擊絕對(duì)校準(zhǔn)

———13:;

第部分激光干涉法角振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

———15:;

第部分地球重力法校準(zhǔn)

———16:;

第部分振動(dòng)比較法校準(zhǔn)

———21:;

第部分沖擊比較法校準(zhǔn)

———22:;

第部分橫向振動(dòng)靈敏度測(cè)試

———31:;

第部分磁靈敏度測(cè)試

———33:;

第部分激光測(cè)振儀校準(zhǔn)

———41:;

第部分高精度地震計(jì)的重力加速度法校準(zhǔn)

———42:;

第部分基于模型參數(shù)識(shí)別的加速度計(jì)校準(zhǔn)

———43:。

計(jì)劃發(fā)布的部分有

:

第部分離心機(jī)法絕對(duì)校準(zhǔn)

———17:;

第部分響應(yīng)測(cè)試沖擊激勵(lì)法的加速度計(jì)頻率和相位響應(yīng)測(cè)試

———32:;

第部分現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)校準(zhǔn)器校準(zhǔn)

———44:;

第部分內(nèi)置校準(zhǔn)線圈的振動(dòng)傳感器校準(zhǔn)

———45:。

本部分是的第部分

GB/T2048543。

本部分按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本部分使用翻譯法等同采用年修訂振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第

ISO16063-43:2015(2016)《

部分基于模型參數(shù)辨識(shí)的加速度計(jì)校準(zhǔn)

43:》。

與本部分中規(guī)范性引用的國(guó)際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國(guó)文件如下

:

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第部分基本概念

———GB/T20485.1—20081:(ISO16063-1:1998);

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第部分激光干涉法振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

———GB/T20485.11—200611:

(ISO16063-11:1999,IDT);

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第部分激光干涉法沖擊絕對(duì)校準(zhǔn)

———GB/T20485.13—200713:

(ISO16063-13:2001,IDT);

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第部分振動(dòng)比較法校準(zhǔn)

———GB/T20485.21—200721:

(ISO16063-21:2003,IDT);

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第部分沖擊比較法校準(zhǔn)

———GB/T20485.22—200822:

(ISO16063-22:2005,IDT);

測(cè)量不確定度評(píng)定與表示

———JJF1059.1—2012(ISO/IECGUIDE98-3:2008);

用蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度

———JJF1059.2—2012(ISO/IECGUIDE98-3-SP1:2008)。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任

。。

本部分由全國(guó)機(jī)械振動(dòng)沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口

、(SAC/TC53)。

本部分起草單位中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院蘇州集成校準(zhǔn)檢測(cè)認(rèn)證有限

:、、

公司北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院北京理工大學(xué)

、、。

本部分主要起草人胡紅波于梅劉立群周倫彬張宏宇張振海

:、、、、、。

Ⅰ

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

引言

所有部分在其不同的部分

ISO16063()(ISO16063-1、ISO16063-11、ISO16063-13、ISO16063-21

和里規(guī)定了用于校準(zhǔn)振動(dòng)傳感器的裝置與程序其采用的方法可以分為兩類(lèi)第一類(lèi)是

ISO16063-22)。,

穩(wěn)態(tài)信號(hào)也就是正弦或者多正弦激勵(lì)第二類(lèi)是瞬態(tài)信號(hào)即沖擊激勵(lì)前者因其固有的周期重復(fù)性

,;,。

可以得到最優(yōu)的測(cè)量不確定度而后者主要針對(duì)的是周期激勵(lì)因受校準(zhǔn)系統(tǒng)功率限制而無(wú)法達(dá)到的高

;

強(qiáng)度激勵(lì)

。

第一類(lèi)校準(zhǔn)的結(jié)果是以頻域的復(fù)傳遞靈敏度的形式給出因此不能直接用于時(shí)域瞬態(tài)信號(hào)

,。

第二類(lèi)校準(zhǔn)的結(jié)果是一個(gè)單一的值即時(shí)域峰值比這個(gè)比值有意忽略了傳感器對(duì)在其諧振頻段

,,()

存在分量的瞬態(tài)輸入信號(hào)與頻率相關(guān)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)由于這個(gè)峰值比特征校準(zhǔn)結(jié)果通常與校準(zhǔn)所使

。“”,

用的瞬態(tài)輸入信號(hào)的形狀和所使用的裝置有較強(qiáng)的相關(guān)性

。

這樣就會(huì)存在以下兩個(gè)嚴(yán)重的后果

:

依據(jù)或進(jìn)行的沖擊激勵(lì)校準(zhǔn)在量值傳遞的使用中受到限制

a)ISO16063-13ISO16063-22,。

即采用絕對(duì)法校準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)得到的沖擊靈敏度S可能在采用比較法校準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室裝

,sh,

置上就不能使用原因是輸入激勵(lì)信號(hào)形狀不同導(dǎo)致比較法裝置沖擊激勵(lì)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生

,,

了差異

。

如果校準(zhǔn)裝置使用具有不同頻率成分的輸入信號(hào)如在對(duì)某認(rèn)可過(guò)程有效性確認(rèn)中討論測(cè)

b),,

量不確定度評(píng)估一致性問(wèn)題時(shí)采用不同校準(zhǔn)裝置得到的校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行比較是不可行的

,。

本部分采取的方法是將加速度計(jì)作為一個(gè)機(jī)械量輸入與電量輸出用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)

、,

這個(gè)電量輸出被假設(shè)與加速度計(jì)固有的機(jī)械量如形變成比例關(guān)系在已經(jīng)建立的方法

(:)。(ISO16063-

和校準(zhǔn)得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上確定模型參數(shù)的估計(jì)值以

11、ISO16063-13、ISO16063-21ISO16063-22),

及對(duì)應(yīng)的不確定度已經(jīng)量化的參數(shù)及其對(duì)應(yīng)不確定的完整模型則可以用來(lái)計(jì)算傳感器對(duì)任何瞬態(tài)信

。

號(hào)的時(shí)域響應(yīng)包括與時(shí)間有關(guān)的不確定度或者是開(kāi)始從傳感器測(cè)量的時(shí)間輸出信號(hào)

(),(ISO16063-11

或者來(lái)估計(jì)未知的傳感器瞬態(tài)輸入信號(hào)

ISO16063-13)。

另外該方法同時(shí)可以提供這個(gè)模型連續(xù)的頻域傳遞靈敏度的估計(jì)

,。

簡(jiǎn)而言之本部分規(guī)定的方法與過(guò)程可以使用戶能夠進(jìn)行如下工作

,:

校準(zhǔn)用以對(duì)瞬態(tài)輸入精確測(cè)量的振動(dòng)傳感器

———;

采用瞬態(tài)激勵(lì)對(duì)有效性進(jìn)行比對(duì)測(cè)量

———;

預(yù)測(cè)瞬態(tài)輸入信號(hào)及其隨時(shí)間變化的測(cè)量不確定度

———;

補(bǔ)償振動(dòng)傳感器的頻率響應(yīng)特性實(shí)時(shí)的從而擴(kuò)展傳感器的適用帶寬

———(),。

Ⅱ

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法

第43部分基于模型參數(shù)辨識(shí)的

:

加速度計(jì)校準(zhǔn)

1范圍

的本部分規(guī)定了用于描述振動(dòng)傳感器輸入輸出特性數(shù)學(xué)模型中參數(shù)估計(jì)以及相應(yīng)不

GB/T20485

確定度評(píng)估的術(shù)語(yǔ)和方法所述方法是按和

。ISO16063-11、ISO16063-13、ISO16063-21ISO16063-22

規(guī)定的校準(zhǔn)程序基于所采集的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的參數(shù)估計(jì)本部分是對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)中現(xiàn)有程序與定義

,。

的擴(kuò)展所描述的不確定度評(píng)估符合和所確定的

,ISO/IECGUIDE98-3ISO/IECGUIDE98-3-SP1

方法

。

本部分中描述的新特征用于提高寬帶瞬態(tài)輸入信號(hào)如沖擊的校準(zhǔn)和測(cè)量應(yīng)用的質(zhì)量本部分

/()。

給出了振動(dòng)傳感器對(duì)瞬態(tài)輸入信號(hào)響應(yīng)的特性描述方法并通過(guò)用已獲得的輸出信號(hào)預(yù)測(cè)輸入信號(hào)為

,,

準(zhǔn)確測(cè)量瞬態(tài)振動(dòng)信號(hào)提供了依據(jù)為了給出超出和所規(guī)定的單值特征

。ISO16063-13ISO16063-22

范圍的測(cè)量能力和不確定度上述應(yīng)用領(lǐng)域的加速度計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)宜按下述方法進(jìn)行評(píng)估和記錄

,。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本文

。,

件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文件

。,()。

機(jī)械振動(dòng)沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)詞匯

ISO2041、(Mechanicalvibration,shockandconditionmonito-

ring—Vocabulary)

振動(dòng)與沖擊傳感器的校準(zhǔn)方法第部分基本概念

ISO16063-11:(Methodsforthecalibration

ofvibrationandshocktransducers—Part1:Basicconcepts)

振動(dòng)與沖擊傳感器的校準(zhǔn)方法第部分激光干涉法振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)

ISO1