JJF 2083-2023 离心-振动复合装置校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2083—2023离心-振动复合装置校准规范CalibrationSpecificationforCentrifugal-vibrationCompoundDevices2023-10-12发布2024-04-12实施国家市场监督管理总局发布离心-振动复合装置校准规范CalibrationSpecificationforCentrifugal-vibrationCompoundDevices􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀧣􀧣􀧣􀧣JJF2083—2023归口单位:全国惯性技术计量技术委员会主要起草单位:扬州英迈克测控技术有限公司中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所浙江引领信息科技有限公司参加起草单位:浙江大学德清先进技术与产业研究院北京晨晶电子有限公司本规范委托全国惯性技术计量技术委员会负责解释JJF2083—2023本规范主要起草人:陈启山(扬州英迈克测控技术有限公司)董雪明(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)黄腾超(浙江引领信息科技有限公司)曾吾(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)参加起草人:洪桂杰(浙江大学德清先进技术与产业研究院)田自生(扬州英迈克测控技术有限公司)汤一(北京晨晶电子有限公司)JJF2083—2023目录引言(Ⅱ)………………………………………………………………………………………1范围(1)……………………………………………………………………………………2引用文件(1)………………………………………………………………………………3术语(1)……………………………………………………………………………………4概述(1)……………………………………………………………………………………5计量特性(2)………………………………………………………………………………5.1复合加速度范围(2)……………………………………………………………………5.2转速示值误差(2)………………………………………………………………………5.3转速稳定性(2)…………………………………………………………………………5.4最大线加速度幅值(2)…………………………………………………………………5.5线加速度幅值稳定性(2)………………………………………………………………5.6振动台频率示值误差(2)………………………………………………………………5.7振动台稳定性(2)………………………………………………………………………5.8振动台加速度波形失真度(3)…………………………………………………………5.9振动台横向运动比(3)…………………………………………………………………5.10振动台最大加速度幅值(3)…………………………………………………………5.11振动台信号噪声比(3)………………………………………………………………5.12磁通密度(3)…………………………………………………………………………5.13其他性能(3)…………………………………………………………………………6校准条件(3)………………………………………………………………………………6.1校准环境条件(3)………………………………………………………………………6.2测量标准及其他设备(3)………………………………………………………………7校准项目和校准方法(4)…………………………………………………………………7.1校准项目(4)……………………………………………………………………………7.2校准方法(4)……………………………………………………………………………8校准结果表达(8)…………………………………………………………………………9复校时间间隔(9)…………………………………………………………………………附录A校准证书内页格式(11)……………………………………………………………附录B复合加速度测量不确定度评定示例(11)…………………………………………ⅠJJF2083—2023引言JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成制定本规范的基础性系列规范。离心-振动复合装置主要用于加速度计动静态特性的校准,在航天、航空、核工业、船舶、兵器以及电子等行业得到一定的应用。目前国内尚无相应的技术规范,为满足加速度计校准的需要,参照JJG1066—2011《精密离心机》和JJG298—2015《标准振动台》编写本规范。本规范为首次发布。ⅡJJF2083—2023离心-振动复合装置校准规范1范围本规范规定了离心-振动复合装置的校准项目和校准方法。本规范适用于由精密离心机和标准振动台组成的离心-振动复合装置的校准,其线加速度范围:(-1000~1000)m/s2,正弦加速度范围:(-500~500)m/s2,频率范围:10Hz~3000Hz。2引用文件本规范引用了下列文件:JJG298标准振动台检定规程JJG1066精密离心机检定规程JJF1156振动冲击转速计量术语及定义JJF1675惯性技术计量术语及定义凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语3.1离心-振动复合装置centrifugal-vibrationcompounddevice能同时产生线加速度和正弦加速度的装置,通常由精密离心机、装在精密离心机回转平台上的标准振动台及相应的驱动与伺服控制系统组成。4概述离心-振动复合装置是一种能同时产生线加速度和正弦加速度的装置。该装置可对线加速度计的动静态特性进行校准,也可对加速度计在承受一定的离心加速度下的动态特性进行校准和测试。复合装置通常由离心机及其控制系统、振动台及其驱动系统、振动台偏心伺服系统等组成。振动台通常采用电磁式或永磁式原理产生机械振动,并可靠安装在离心机回转工作平台的一定工作半径上;振动台驱动系统通常由信号发生器或具有信号发生和采集功能的测试分析系统、功率放大器等组成;振动台偏心伺服系统通常由偏心测量系统、偏心控制驱动系统等组成。离心-振动复合装置组成见图1。1JJF2083—2023图1离心-振动复合装置组成1—标准振动台;2—回转平台;3—主轴悬挂弹簧;4—配重;5—静压轴承;6—隔振基础;7—驱动电机;8—离心机控制系统;9—振动台中心伺服系统;10—振动台驱动系统5计量特性5.1复合加速度范围复合加速度范围应满足出厂指标要求。5.2转速示值误差在振动条件下,复合装置在额定转速和负载范围内,其转速示值误差应优于±0.01%。5.3转速稳定性在振动条件下,复合装置在额定转速和负载范围内,以最大线加速度连续转动100s,在任一个10s的时间间隔内,其转速稳定性应优于±0.01%。5.4最大线加速度幅值在振动条件下,复合装置在额定转速和负载范围内,在振动台传感器安装位置所能达到的最大线加速度幅值应满足装置测量范围的要求。5.5线加速度幅值稳定性在振动条件下,复合装置在额定转速和负载范围内,其线加速度幅值最大变化应不大于0.03%。5.6振动台频率示值误差在离心条件下,复合装置的振动工作频率范围应满足装置的测量范围的要求。在工作频率范围内,其频率示值误差应优于±0.1%。5.7振动台稳定性复合装置在最大线加速度幅值下,在振动参考频率点(160Hz、80Hz等),以最大加速度幅值连续振动100s,在任一个10s的时间间隔内,频率最大变化应不大于0.1%,加速度幅值最大变化应不大于3%。2JJF2083—20235.8振动台加速度波形失真度复合装置在最大线加速度幅值下,传感器安装位置的加速度波形失真度应不大于10%。注:在工作频率范围内,除参考点外,允许有(1~2)个横向振动比较大的频带,在该频带内允许最大横向振动比大于上述要求,其频带宽度应不大于横向振动比对应频率的±20%。5.9振动台横向运动比复合装置在最大线加速度幅值下,在振动台工作频率范围内,振动台面的横向振动比应满足:频率不大于1kHz时,传感器安装位置的横向运动比应不大于10%;频率大于1kHz时,传感器安装位置的横向运动比应不大于30%。注:在工作频率范围内,除参考点外,允许有(1~2)个横向振动比较大的频带,在该频带内允许最大横向振动比大于上述要求,其频带宽度应不大于横向振动比对应频率的±10%。5.10振动台最大加速度幅值复合装置的振动台最大加速度幅值应满足装置测量范围的要求。5.11振动台信号噪声比复合装置的振动台面加速度信号噪声比应不小于55dB。5.12磁通密度传感器安装位置的漏磁通密度应不大于5mT。5.13其他性能复合装置的其他性能(包括主轴回转误差、主轴铅锤度误差、不平衡晃动误差、复合装置安装基础振动、工作台面噪声、工作台面磁场强度、工作台面水平度、最大工作负载等),应满足生产厂家的出厂指标,具体检测方法参见JJG1066—2011。6校准条件6.1校准环境条件a)环境温度:(20±3)℃;b)相对湿度:20%~80%;c)周围无强电磁场,无强震源,无腐蚀性气体。6.2测量标准及其他设备测量标准及其他设备技术指标如表1所示。表1测量标准及其他设备序号名称技术指标1加速度计测量范围:±500m/s2测量不确定度:0.005%(k=2)2转速测量仪测量范围:20r/min~9999r/min:0.2级测量范围:≥10000r/min:0.1级3参考加速度计套组幅值范围:±500m/s2频率范围:(20~2000)Hz测量不确定度:2%(k=2)3JJF2083—2023表1(续)序号名称技术指标4动态信号分析仪电压:±10V带宽:(0~100)kHzA级5数字电压表(可选)电压:±10V交直流电压幅值测量不确定度优于0.05%(k=2)6频率计(可选)测量不确定度优于0.01%(k=2)7三轴向加速度计套组幅值范围:±500m/s2频率范围:(20~2000)Hz测量不确定度:3%(k=2)8特斯拉计测量不确定度优于2%(k=2)7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目见表2。表2校准项目一览表序号校准项目校准项目1复合加速度范围7.2.12转速示值误差7.2.23转速稳定性7.2.34最大线加速度幅值7.2.45线加速度幅值稳定性7.2.56振动台频率示值误差7.2.67振动台稳定性7.2.78振动台加速度波形失真度7.2.89振动台横向振动比7.2.910振动台最大加速度幅值7.2.1011振动台信号噪声比7.2.1112磁通密度7.2.127.2校准方法7.2.1复合加速度范围将加速度计和参考加速度计安装在复合装置上,检查无误后给其上电。在复合装置线加速度和振动加速度范围内,选取最低、最高线加速度点和最低、最高振动加速度点。4JJF2083—2023控制复合装置中的精密离心机(此时振动台上电,但不工作),在每个线加速度点运行稳定时,控制振动台分别在选定的振动加速度点工作,测量加速度计和参考加速度计的输出。按公式(1)计算复合加速度:a=ac+av1+ωcωv(1)式中:a———离心-振动复合装置产生的复合加速度,m/s2;ac———离心机产生的离心加速度,m/s2;av———振动台产生的振动加速度,m/s2;ωc———离心机转速,rad/s;ωv———振动台角频率,rad/s。选取最低线加速度点和最低振动加速度点时的a为复合加速度下限,最高线加速度点和最高振动加速度点时的a为复合加速度上限。7.2.2转速示值误差振动台在参考频率160Hz,最大负载和最大正弦加速度幅值下,在复合装置工作转速范围内,适当选取包括最高、最大转速点的不少于7个的转速连续转动,待离心机运行稳定后进行检测,按公式(2)计算出离心机转速的标称值n0与实测值n1之间的误差δn。δn=n0-n1n0