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GB∕T 5170.13-2018 环境试验设备检验方法 第13部分:振动(正弦)试验用机械式振动系统

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GB∕T 5170.13-2018 环境试验设备检验方法 第13部分:振动(正弦)试验用机械式振动系统

ICS 19.040 K 04 中华人民共和国国家标准GB/T 5170.13-2018 代替GB/T5170 .1 3-2005 环境试验设备检验方法第13部分振动(正弦)试验用机械式振动系统Inspection methods for environmental testing equipments一Part 13 Mechanical vibrating type system for vibration sinusoidal test 2018-12-28发布国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会2019-07-01实施发布GB/ T 5170.1 3-2018 目次前言-I 1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 特性要求35 测量仪器46 测量不确定度47 检验条件......8 一般规定-9 检验方法10 检验结果711 检验周期7附录A(资料性附录)检验中测量不确定度的描述8GB/l 5170.13-2018 目。GB/T5170包含以下部分.一-GB/T5170 .1- 2016 电工电子产品环境试验设备检验方法第1部分总则;一-GB/T5170.2- 2017 环境’试验设备检验方法第2部分温度’试验设备i一-GB/T5170 .5-2016 电工电子产品环境试验设备检验方法第5部分温热试验设备,一-GB/T5170 .8-2017 环境试验设备检验方法第8部分盐雾试验设备;一-GB/T5170.9-2017 环境出验设备检验方法第9部分太阳辐射试验设备;一-GB/T5170 .1 0-2017 环境试验设备检验方法第10部分.高低温低气压试验设备,一-GB/T5170.11- 2017 环境试验设备检验方法第11部分.腐蚀气体试验设备;一-GB/T5170 .1 3-2018 环境试验设备检验方法第13部分振动(正弦)试验用机械武振动系统;一-GB/15170.l So Hz 频率刀t值最大允许民主主士1Hz 士2频率稳定度士1Hz 士24.6 扫频速率误差振动系统在规定的频率范围内作扫频振动,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1。5 测量仪器5. 1 振动幅值测量仪器采用自加速度计’(包括三向加速度讨)或位移计,带积分和tr;波网络的放大器,显示器或动态信号分析仪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3k2);位移优于5 k 2)。5.2 频率测量仪器采用自加速度计(包括三向加速度计),带积分和滤波网络的放大器,频率计或动态信号分析仪组成的振动频率测量系统,频率测量系统扩展不确定度应优于0.5k2)。5.3 失真度测量仪器采用自加速度计,带积分利谑波网络的放大苦苦,失真皮仪或动态信号分析仪组成的失真度测量系统,失真度测量系统扩展不确定度应优于10k 2)。6 测量不确定度按照JJF1059.1-2012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来表达。本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)。4 GB/ l 5170.1 3-2018 7 检验条件7. 1 环境条件按以下环境条件进行检验a 环境瘟度为15℃~35℃,相对古董度不大于80;b 电源电压的变化应在额定电压的土10范围内;c 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/T5170.1-2016中第4童的规定。7.2 外观和安全条件振动系统的外观和安全条件应符合GB/T5170.1-2016中第8章的规定。8 一般规定8. 1 检验用负载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5.0m。负载与台面刚性连接,固定点均匀分布且不少于4个。8. 2 加速度计的安装加速度计应刚性地固定在台商中心及离台回中心最远的4个安装点上。9 检验方法9. 1 外观和工作环境条件的检查对振动系统的工作环境条件和外观进行检查,检查结果应符合第7章的各项规定。9.2 安装负载根据检验要求选择空载或安装检验用负载。检验用负载应满足第8i1苦的要求。9.3 安装传感器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。9.4 横向振动比振动系统空载或满载。位移计(或加速度计,含适调放大器)连接多通道动态信号分析仪。如果采用加速度计,需进行二次积分。在振动系统规定的工作频率范围内,均匀选取6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。T max,f主工业100 max, f./a t +们)1005 1α= J I a。lGB/I 5170. 13-2018 式中T 一一振动试验系统台商位移幅值横向振动比,;。Tt 一-t时刻垂直于主振方向平面内的横向位移,单位为毫米(mm;a Ct)、a,.t)一-t时刻垂直于主振方向平面内两个正交的横向位移,单位为毫米(mm;Gε 一一主振方向的位移幅值,单位为毫米(mm.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,均匀选取不少于6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)计算谐波失真度。其结果应符合4.3的规定。9.6 台面位移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,至少均句选取6个频率值(包括上、下限频率值)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个位置的振动位移幅值,并按式(6)计算出,台面幅值均匀度N,其结果应符合4.4b)的规定。N I nox I =一一二一100 6 式中N 一一振动试验系统台而位移幅值均匀度.;I t.A mox I一一同次测量中,各点与中心点位移幅值的最大偏差,单位为毫米(mm;A 一一同次测量中,中心点的位移幅值,单位为毫米(mm)。9.7 位移幅值示值误差振动系统空载,在频率范围的下限值上或振动系统的最大位移幅值与最大加速度明值的交越点上,在最大位移帽值泡围内均匀选取5个位移阳值进行测量,记录振动系统位移示值及动态信号分析仪位移示值。位移帽值示值误差8按式(7)计算,其结果应符合4.4a)的规定。δA; A , =一一-一一100式中3一一位移幅值示值误差,;人一一报动系统的位移示值,单位为毫米(mm;A,-分析仪的位移示值,单位为毫米(mm)。9.8 扫描速率误差和扫描幅度偏差 7 振动系统空载或满载,在额定频率范围内,以1oct/min的速率自动扫频,位移l阳值为频率上限值上的最大加速度值对应的位移幅值。用动态信号分析仪记录其扫顺’曲线,l阳值采用对数坐标,单位为分贝CdB)。按式(1)计算扫频速率误差,其结果应符合4.6的规定。按式(2)计算扫描幅度偏差,其结果应符合4.4a)的规定。9.9 频率指示误差在振动系统额定频率范围内,均匀选取6个以上频率点进行测量,记录振动系统频率示值和动态信号分析仪频率示值并计算其误差,测量结果应相合4.5的规定。GB/l 5170.1 3-2018 9. 10 频率稳定度振动系统满载,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上以最大加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.试验时间1 h,频率稳定度F.按式(8)计算,测量结果应符合4.5的规定。F,=马兰l叫Ic. f m I 8 .I 0 式中F , 一一频率稳定度,或F-lz;f。一一给定的试验频率示值,单位为赫兹CHz; I t. .l ““ I一一各次测量中.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)。10 检验结果检验结果应在检验报告中反映,检验报告应至少包括以下信息a 标题“检验报告”;b 实验室名称和地址;c 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;的客户的名称和地址;{ 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ih 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;l 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;。)检验单位公王军;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。11 检验周期正常使用的设备,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响的部位)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。7 GB/ I 5170. 13-2018 附录A(资料性附录)检验中测量不确定度的描述A. 1 测量扩展不确定度(U)的计算A. 1. 1 目的根据国际度量衡委员会<ClPJ\tl)推荐的方法一-GUM,应该用扩展不确定度U来表述检验中的测量不确定度。给出U的目的是提供y-U到yU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-U二YζyU,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.wrn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;c 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;时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;g 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;i 测量方法和测量程序中的近似和假设;j 在相同条件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掘,应尽量做到不遗漏、不重复。修正仅仅是对系统误差的补偿,修正值是具有不确定度的。在评定巳修正的被测量的估计值的测量不确定度时,要考虑修正引人的不确定度。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,Xυ,XN (即输入量〉,通过函数f来确定时,则式(A.l)称为测量模型。Y JCX 1 ,Xz, , X N A. l 式中大写字母表示量的精号,f为测量函数。设输入量X;的估计值为儿,被测量Y的估计值为y,则测量模型可写成式(f\.2)的形式y f (叫,川,,1、阿) A. 2 8 GB/ l 5170.1 3-2018 标准不确定度的评定A. 1. 3 概述A. 1.3.1 每个测量不确定度的来源用其概率分布的标准偏差估训值表征,称标准不确定度分量,用u,表示。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x,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。标准不确定度的A类评定A. 1.3.2 对被测量进行独立重复测量,通过所得到的一系列测得值,用统计分析方法获得实验标准偏差s(工).当用算术平均值言作为被测量估计值时,被测量估计值的A类标准不确定度按式(A.3)计算sx u A u x sx =一τ7吐nA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。如加速度计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,以便计入每次安装的随机变化导致的不确定度分量。 A. 3 标准不确定度的B类评定A. 1.3.3 根据有关的信息或经验,步lj断被测量的可能值区间[X“-a,xα],假设被测量值的概率分布,根据概率分布和要求的概率ρ确定k.则B类标准不确定度UB可EI式(A.4)得到 A.4 a u -B k 式中α一一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;生产厂提供的技术说明书;校1佐证书、检定证书或其他文件提供的数据;手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度;检定规程、校准规范或测试标准中给出的数据;其他有用的信息。 cdef-- g 计算合成不确定度A. 1.4 当被视lj量Y由N个其他量X1,X2,,XN通过线性测量函数/确定时,被测量的估计值y为-Y 1 ;r 1 .x2,,x,v)。被测量的估计值y的合成标准不确定度u.y)按式CA.5)计算 f\ .5 士[;二]2u2x;)岩土;二;r .r; , .t; u x; u x; I u ‘ A , 1 , I .龟’”呐,u , y 9 一一被测量Y的估计值,又称输出量的估计值;式中y GB/I 5170.13-2018 一一输入量X,的估计倍,又称第1个输入量的估计值;一一被测量Y与有关的输入量凡的函数对于町的偏导数,称灵敏系数;’旷一儿工冽G之du.r, 一一输入量3”i的标准不确定度irx, ,xi)一一输入量工,与町的相关系数,rx;,xi ux, u(品”,)=“(工,,川);u.r; .x;)一一输入量2啕i与川的协方差。当各输入盘问均不相关时,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CA.6)计算N「吨f吁9三|乏1u2C.古当简单直接测量.1w量模型为yx时’应该分析和评定沙'W量时导致测量不确定j支的各分量,若相互间不相关,则按式CA.7)计算 C A. 6 Ucy f\. 7 u7 Ucy 扩展不确定度A. 1.5 扩展不确定度U由合成标准不确定度Uc乘包含因子h得到,按式<A.8)计算U ku. A.8 在通常的测量中,一般取走=2。当取其他值时,应说明其来掘。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h值,则指kZ。当y和u,y)所表征的概率分布近似为正态分布时,且ι(y)的有效自由度较大情况下,若h 2 则由UZu.所确定的区间具有的包含概率约为95。若走=3,则由U3u.所确定的区间具有的包含概率约为99。报告结果A. 1.6 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。报告应尽可能详细.以便使用者可以正确地利用测量结果。整个频率和位移范围内的位移测量扩展不确定度A.2 对于某一个频率、位移和信号适调放大器增益设置,可用式(A.9)计算位移测量的相对扩展不确定度U,U kuc. ,t CD f\ .9 式中一一包含因子;h时CD)一一加速度相对合成标准不确定度。式<A.9)中u. . ,D)可由式CA.10)计算可得k 主[;二]2u.2(且,,)+2士;二;二队,山(x,uxiI ,,J 11 u,.,.iI 1 uS 加速度计(或位移计)翩筒灵敏度的校tru不确定皮2 1/ 2 1 2 uS, 力II速度计(或位移计)翩{鼠灵敏度的年稳定度0.5 飞/J王0.29 3 uG 适调放大栋的埠’益0.1 飞JJ30.058 ;111速度谐波失真度0.0024 l/J3 0.0014 9 1.1 er, 横向运动比的洲最;的影响0.5 1/ 3 0.167 10 ue,, 基座应变的iY『嚣的影响0.05 1/疗0.029 11 u e ,., 传感器非线性的测量的影响0.03 l/J3 0.017 12 ue,11 动态信号采集仪非线性的影响0.03 I/J王0.017 13 ue咱)t力测量的影响0.00 l/J3 0.00 14 u e川〉振动系统的磁场的影响0.03 l/J3 0.017 15 “ e. 其他环绕条件的影响0.03 1/厅0.017 ∞-ON--的气oh←山’同\筒。人民共罔家标准环填试验设备检验方法第13部分振动(正弦)试验用机械式振动系统GB/ T 5170.13 国和华20 18 * 小1司际搬出版社出版发行北京市朝阳阪刷平喂荫街412号(100029北京『Ii两.Ji-".旦河Jt街16号(10004日闷.h,www.spc.org.cn 服务热线刊0-168-00102019年IJJ第-)阪,. ts号155066 1 61605 侵权必究版权专有GB/ T 5170. 13- 2018

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