現(xiàn)場動平衡測量分析儀校準規(guī)范

1現(xiàn)場動平衡測量分析儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于現(xiàn)場動平衡測量分析儀(以下簡稱動平衡儀)的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG105—2000轉(zhuǎn)速表檢定規(guī)程JJG134—2003磁電式速度傳感器檢定規(guī)程JJG233—2008壓電加速度計檢定規(guī)程JJG644—2003振動位移傳感器檢定規(guī)程JJG676—2000工作測振儀檢定規(guī)程JJG834—2006動態(tài)信號分析儀JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；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)范。3術語和定義3.1平衡效率balanceefficiency轉(zhuǎn)子經(jīng)過一次平衡試驗后振動的變化量與初始振動的比值。以公式(1)表示：式中：V?——轉(zhuǎn)子初始振動量；V?——經(jīng)過一次平衡試驗后轉(zhuǎn)子的剩余振動量。4概述動平衡儀是由一個鑒相器、多個振動傳感器及主機組成，是用于測量和分析旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子不平衡量大小和方位的分析儀器。其主要應用于工業(yè)現(xiàn)場，校準已安裝在機器上轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡。動平衡儀測量原理如圖1所示。025計量特性5.1傳感器參考靈敏度參考靈敏度是在參考頻率點所標定的傳感器靈敏度，其校準擴展不確定度為3%5.2幅頻特性動平衡儀幅頻特性應滿足±5%的要求。5.3幅值線性度動平衡儀幅值線性度應滿足±5%的要求。5.4相頻特性動平衡儀相頻特性校準，應給出動平衡儀的相移值。5.5相位線性度動平衡儀相位線性度應滿足士2%的要求。5.6通道一致性動平衡儀任意兩通道之間的一致性，其幅值比和相位差應符合表1的規(guī)定。幅值比/dB士0.1相位差/(°)士1動平衡儀轉(zhuǎn)速測量準確度等級在1.5級以上。5.8平衡效率經(jīng)平衡后，初始不平衡量應減少60%以上。6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：23℃±5℃;相對濕度：≤80%;電源電壓的變化應在額定電壓的±10%的范圍內(nèi)。實驗室及其周圍環(huán)境應無振動和沖擊源，無強電場、強磁場、強聲場的干擾。6.2校準用標準裝置及其他設備6.2.1振動標準裝置動平衡儀校準用的振動標準裝置包括絕對法振動標準裝置和比較法振動標準裝置。振動標準裝置技術指標見表2。3名稱測量范圍測量不確定度(k=2)絕對法振動a:0.1m/s2~100m/s2g:0°~360°11比較法振動a:0.1m/s2~100m/s2φ:0°~36032移相器移相范圍為0°~360°,相移分辨力優(yōu)于0.2°,相移漂移小于±0.2°/h,工作頻帶為1Hz～1kHz。6.2.3動態(tài)信號分析儀動態(tài)信號分析儀選用A級。6.2.4單圓盤轉(zhuǎn)子試驗臺單圓盤轉(zhuǎn)子試驗臺的轉(zhuǎn)速為200r/min～3100r/min。轉(zhuǎn)速1min內(nèi)的穩(wěn)定性優(yōu)于0.1%。6.2.5轉(zhuǎn)速標準裝置轉(zhuǎn)速標準裝置準確度等級應高于被校對象準確度等級2～3倍。6.2.6正弦信號發(fā)生器失真度不大于0.03%,頻率穩(wěn)定性優(yōu)于0.05%,幅值8h內(nèi)的穩(wěn)定性優(yōu)于1%。7校準項目和校準方法動平衡儀校準項目見表3。實際校準項目應根據(jù)動平衡儀參數(shù)及客戶要求確定。校準項目1外觀檢查2參考靈敏度3幅值頻率響應4幅值線性度567847.2校準方法7.2.1外觀檢查與通電旋鈕應轉(zhuǎn)動靈活，開關跳步清晰，定位準確。輸出輸入插座應無松動。無影響正常工作的機械損傷。按使用說明書給動平衡儀通電，預熱時間應為15min以上。7.2.2參考靈敏度可使用絕對法和比較法對動平衡儀參考靈敏度進行校準。動平衡儀配接的傳感器有位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器，按照相應的傳感器配套校準動平衡儀的參考靈敏度，一般采用40Hz作為校準點，用于低轉(zhuǎn)速平衡的動平衡儀可用8Hz作為校準點。7.2.3幅值頻率響應安裝傳感器到振動標準裝置，振動標準裝置給出一個固定振動幅值，改變頻率，測量在不同頻率下被檢儀器的示值。在被校儀器工作頻率范圍內(nèi)以1/3倍頻程頻率序列選取不少于7個頻率點進行校準，頻率響應相對誤差可按公式(2)計算，測量結(jié)果應滿足本規(guī)范5.2的要求。幅值頻率響應校準原理框圖見圖2。x;——被校儀器示值；xr——被校儀器參考頻率點的示值。通道7.2.4幅值線性度選取靈敏度校準頻率點，由振動標準裝置給出7～10個均勻分布的振動幅值，分別測量被校儀器在不同幅值下的示值，幅值線性度可按公式(3)計算其相對誤差，測量結(jié)果應滿足本規(guī)范5.3的要求。57.2.5.1比較法和絕對法相位校準原理框圖a)用比較法校準時，應將標準加速度傳感器與被檢動平衡儀的傳感器“背靠背”剛性地安裝在振動臺的臺面中心位置，使標準加速度計和被檢傳感器承受相同的振動。入動平衡儀的鑒相通道和動態(tài)信號分析儀的CH2,標準加速度計輸出信號通過適調(diào)器振動臺圖3比較法相位校準原理框圖b)用絕對法校準時，將被檢動平衡儀的傳感器剛性地安裝在振動臺的臺面中心位振動合圖4絕對法相位校準原理框圖6移相器給出一個固定的相差(0°~360率點下動平衡儀的鑒相通道輸入信號和振動信號通道輸入信號的相差q'(i=1,2,頻相頻測量系統(tǒng)測量的兩路輸入信號的相差。被校動平衡儀相移△φ可按公式(4)7～10個均勻分布的相差，使用本規(guī)范7.2.5.1的校準方法分別測量在不同相差設置式(5)～公式(7)計算被校儀器的相位線性度，測量結(jié)果應滿足本規(guī)范5.5的要求。圖5通道一致性校準測量原理圖7在動平衡儀工作頻率范圍內(nèi)以1/3倍頻程頻率序列選取5～7個頻率點。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，輸出合適幅值的正弦信號，選取一個參考通道，測量在各個頻率點下其他通道與參考通道的輸出幅值比與相位差，幅值比按公式(8)計算，結(jié)果應滿足本規(guī)范5.6A?——通道i的測量幅值。通道間的相位差φ按公式(9)計算，結(jié)果應滿足本規(guī)范5.6的要求。在被校轉(zhuǎn)速常用量值范圍內(nèi)均勻選擇5個檢定點(包括下限值和上限值),先將轉(zhuǎn)速標準裝置調(diào)至相應的轉(zhuǎn)速值，然后用被檢儀器進行測量讀取轉(zhuǎn)速示值，每個校準點均應檢定3次。測量結(jié)果應滿足本規(guī)范5.7的要求。7.2.8平衡效率7.2.8.1準備在轉(zhuǎn)子實驗臺的轉(zhuǎn)子上加上一個不平衡塊，不平衡塊的質(zhì)量在試驗臺的安全范圍內(nèi)，以轉(zhuǎn)子試驗臺在1000r/min～3000r/min范圍內(nèi)，能產(chǎn)生15μm～30μm的振動將動平衡儀按照影響系數(shù)法的實驗要求安裝和設置。7.2.8.2實驗將轉(zhuǎn)子試驗臺轉(zhuǎn)速調(diào)至1000r/min～3000r/min之間的某一轉(zhuǎn)速下，記錄此時轉(zhuǎn)子試驗臺的初始振動V?;調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至零，在不平衡塊所在的圓周上，加上一個適當質(zhì)量的質(zhì)量塊，并記錄下該質(zhì)量；再次將轉(zhuǎn)子試驗臺開到與記錄初始振動一致的轉(zhuǎn)速下，記錄此時轉(zhuǎn)子試驗臺的振動；轉(zhuǎn)子試驗臺關閉轉(zhuǎn)子至零，按照動平衡儀給出的應加質(zhì)量和相位，在轉(zhuǎn)子試驗臺的轉(zhuǎn)子的相應位置加上配重；再次將轉(zhuǎn)子試驗臺開到與記錄初始振動一致的轉(zhuǎn)速下，記錄此時轉(zhuǎn)子試驗臺的振動V?,動平衡儀的平衡效率按照公式(10)計算，結(jié)果應滿足本規(guī)范5.8的要求。8校準結(jié)果表達8.1校準記錄推薦的校準記錄的格式見附錄A。88.2校準證書經(jīng)校準的儀器出具校準證書。校準證書應包括的信息及推薦的校準證書的內(nèi)頁格式8.3校準結(jié)果不確定度評定動平衡儀校準結(jié)果不確定度依據(jù)JJF1059.1—2012評定，不確定度評定示例見附9復校時間間隔動平衡儀的復校時間間隔建議為1年。復校時間間隔受儀器使用情況、使用者和儀器本身屬性等諸多因素的制約。送校單位可根據(jù)實際情況確定復校的時間間隔。9校準原始記錄推薦格式現(xiàn)場動平衡測量分析儀校準記錄第頁共頁 送校單位,制造廠 標準器名稱,標準器型號,標準器編號 環(huán)境溫度℃,相對濕度%,依據(jù)的技術文件 頻率/H?頻率/Hz標準示值x;頻率/Hz標準相位差φ被校儀器相位差φ'6相位線性標準相位φ標準相位差φ;一φ被校儀器相位φ相位線性度ε;7通道一致性幅值比/dB相位差/(°)8轉(zhuǎn)速校準標準轉(zhuǎn)速/(r/min)顯示轉(zhuǎn)速/(r/min)9平衡效率平衡轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)子初始振動：試加質(zhì)量和角度：動平衡儀指示應加質(zhì)量和角度：一次平衡后振動：平衡效率：10校準結(jié)果不確定度：校準員核驗員附錄B校準證書的內(nèi)容e)進行校準的地點(如果不在實驗室內(nèi)進行校準);h)本技術規(guī)范的名稱及代號表B.1校準證書內(nèi)頁的推薦格式2參考靈敏度頻率在Hz時，現(xiàn)場動平衡測量分析儀傳感器靈敏度設置：3幅頻特性頻率/Hz4幅值線性誤差頻率/Hz標準示值x;被校儀器示值x;5相頻特性標準相位差φ被校儀器相位差φ:6相位線性頻率/Hz輸入相位差φ輸出相位差φ相位線性度ε7通道一致性相位差/(°)校準結(jié)果標準轉(zhuǎn)速/(r/min標準轉(zhuǎn)速/(r/min)顯示轉(zhuǎn)速/(r/min)不確定度評定示例C.1引言本附錄以比較法相位校準項目的測量不確定度評定為例，說明動平衡測量分析儀校準項目的測量不確定度評估的步驟。C.2相位校準結(jié)果的測量不確定度評定C.2.1測量模型動平衡測量分析儀相移是測量動平衡儀測量的鑒相通道和振動信號通道輸入信號的C.2.2標準不確定度的A類評定A類不確定度主要來源于測量的重復性，本范例在相同的測量條件下，對某型號動平衡測量分析儀，通過移相器給出相差為10°的兩路信號輸入，重復測量10次，得到的結(jié)果如表C.1所示。測量相差/(°)123456789根據(jù)重復測量結(jié)果，用公式(C.2)計算標準不確定度：n——重復測量的次數(shù)；△φ?—相移n次測量結(jié)果的平均值。C.2.3標準不確定度的B類評定相移測量的B類不確定度主要來源于：a)比較法標準振動裝置相移引入的標準不確定度分量依據(jù)振動標準裝置檢定系統(tǒng)表，比較法標準裝置的頻率范圍在10Hz～400Hz,U?=2°(k=2)。故標準振動裝置引入的標準不確定度分量：b)移相器引入的標準不確定度分量根據(jù)移相器的功能，移相器引入的偏差主要在于分辨率和穩(wěn)定性，按其最不利的情況考慮±0.4°,將其引入的標準不確定度按均勻分布估計，取包含因子k=√3,故其引入的標準不確定度分量：c)動態(tài)信號分析儀引入的標準不確定度分量根據(jù)動態(tài)信號分析儀A級要求，其通道一致性相差在±1°,