JJF 1943-2021 冲击测量仪校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 4 32 0 2 1冲击测量仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS h o c kM e a s u r i n gI n s t r u m e n t s 2 0 2 1-1 2-0 8发布2 0 2 2-0 6-0 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局冲击测量仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rS h o c kM e a s u r i n gI n
2、 s t r u m e n t sJ J F1 9 4 32 0 2 1代替J J G9 7 32 0 0 2 归 口 单 位:全国振动冲击转速计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院 参加起草单位:北京市计量检测科学研究院北京东方计量测试研究所北京理工大学 本规范委托全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:胡红波(中国计量科学研究院)于 梅(中国计量科学研究院)参加起草人:张宏宇(北京市计量检测科学研究院)付茂岳(北京东方计量测试研究所)张振海(北京理工大学)J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管
3、总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(2)4.1 冲击套组的冲击加速度峰值灵敏度(2)4.2 冲击加速度标准套组的加速度峰值灵敏度年稳定度(2)4.3 冲击加速度峰值示值误差(2)4.4 冲击加速度峰值测量的重复性(3)4.5 脉冲持续时间示值误差(4)4.6 速度改变量示值误差(如适用)(4)4.7 冲击加速度幅值线性度(4)4.8 通道一致性(如适用)(5)4.9 动态范围(如适用)(5)5 校准条件(5)5.1 环境条件(5)5.2 校准用标准装置(5)6 校准项目和校准方法(6)6.1 冲击加速度峰值灵敏度的校准(6)6.2 冲击加速
4、度峰值示值误差的校准(6)6.3 冲击加速度峰值测量重复性的校准(6)6.4 脉冲持续时间示值误差的校准(7)6.5 速度改变量示值误差的校准(7)6.6 加速度幅值线性度的校准(7)6.7 通道一致性的校准(8)6.8 动态范围的校准(8)7 校准结果表达(8)8 复校时间间隔(9)附录A 绝对法校准冲击加速度峰值灵敏度的测量不确定度评定示例(1 0)附录B 比较法校准冲击加速度峰值灵敏度的测量不确定度评定示例(1 3)附录C 校准证书内页参考格式(1 6)J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局引 言本规范以J J F1 0 7 1 国家计量校准规范编写规则、J J
5、F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示和J J F1 0 9 4 测量仪器特性评定作为基础性系列规范,参照G B/T2 0 4 8 5.1 32 0 0 7 振动与冲击传感器校准方法 第1 3部分:激光干涉法冲击绝对校准、G B/T2 0 4 8 5.2 22 0 0 8 振动与冲击传感器校准方法 第2 2部分:冲击比较法校准和J J G9 7 32 0 0 2 冲击测量仪制定。本规范代替J J G9 7 32 0 0 2 冲击测量仪。与J J G9 7 32 0 0 2相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下:冲击加速度峰值范围扩展到(5 0
6、2.01 06)m/s2(见第1章);增加了冲击加速度峰值对应的脉冲持续时间(见第1章);对冲击测量仪做了标准冲击加速度测量仪、工作冲击加速度测量仪和冲击加速度激光测量仪的分类(见第3章);部分计量性能要求和校准方法做了调整(见第4章);删除了关于定型鉴定和样机试验等内容。本规范历次版本发布情况为:J J G9 7 32 0 0 2。J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局冲击测量仪校准规范1 范围本规范适用于表征冲击性能采用冲击加速度峰值范围为(5 02.01 06)m/s2,脉冲持续时间范围为(0.0 1 51 0)m s的各类冲击加速度时间历程的冲击测量仪,包括带/
7、不带适调放大器和显示部分的标准冲击加速度测量仪和工作冲击加速度测量仪,以及冲击加速度激光测量仪的校准。注:脉冲持续时间大于1 0m s可参照本规范执行。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J F1 1 5 6 振动冲击转速计量术语及定义J J G2 0 7 22 0 1 6 冲击加速度计量器具检定系统G B/T2 2 9 82 0 1 0 机械振动、冲击与状态监测 词汇(I S O2 0 4 1:2 0 0 9)G B/T2 0 4 8 5.12 0 0 8 振 动 与 冲 击 传 感 器 校 准 方 法 第1部 分:基 本 概 念(I S O1 6 0 6 3-1:1 9 9 8)G B/
8、T2 0 4 8 5.1 32 0 0 7 振动与冲击传感器校准方法 第1 3部分:激光干涉法冲击绝对校准(I S O1 6 0 6 3-1 3:2 0 0 1)G B/T2 0 4 8 5.2 22 0 0 8 振动与冲击传感器校准方法 第2 2部分:冲击比较法校准(I S O1 6 0 6 3-2 2:2 0 0 5)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 概述冲击测量仪是用于冲击加速度时间历程测量的仪器,主要用其峰值和脉冲持续时间来表征。通常由加速度计、适调放大器和信号处理及显示部分(或数据采集硬件和由软件
9、实现信号处理的计算机)组成。冲击加速度激光测量仪是利用激光多普勒效应,最终实现冲击加速度峰值和脉冲持续时间的非接触式测量,其主要由激光干涉仪和信号采集处理部分组成。冲击测量仪结构简图如图1所示。图1 冲击测量仪结构简图1J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局 冲击测量仪按用途分为标准冲击加速度测量仪和工作冲击加速度测量仪。标准加速度计与配套的适调放大器通常称为冲击加速度标准套组。4 计量特性4.1 冲击套组的冲击加速度峰值灵敏度冲击套组的冲击加速度峰值灵敏度见表1。表1 冲击套组的冲击加速度峰值灵敏度测量不确定度仪器类型测量方法测量范围冲击加速度峰值灵敏度测量相对扩展不
10、确定度Ur e l(k=2)冲击加速度标准套组绝对法冲击加速度峰值:(5 02.01 04)m/s2脉冲持续时间:(0.21 0)m s1%冲击加速度峰值:(2.01 041.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 50.2)m s2%冲击加速度工作套组绝对法或比较法冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s3%1 0%冲击加速度峰值:(1.01 051.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s1 0%1 5%冲击加速度峰值:(1.01 062.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 1 50.0 2)m s1 5%
11、2 0%4.2 冲击加速度标准套组的加速度峰值灵敏度年稳定度冲击加速度标准套组的加速度峰值灵敏度年稳定度应小于1%(1.01 04m/s2或其他合适的加速度峰值点)。4.3 冲击加速度峰值示值误差冲击加速度峰值示值误差见表2。表2 冲击加速度峰值的示值误差仪器类型测量范围冲击加速度峰值示值误差标准冲击加速度测量仪冲击加速度峰值:(5 02.01 04)m/s2脉冲持续时间:(0.21 0)m s2%冲击加速度峰值:(2.01 041.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 50.2)m s3%2J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局表2(续)仪器类型测量范围冲击加速
12、度峰值示值误差冲击加速度激光测量仪冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s1%冲击加速度峰值:(1.01 051.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s3%冲击加速度峰值:(1.01 062.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 1 50.0 2)m s5%工作冲击加速度测量仪冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s(3%1 0%)冲击加速度峰值:(1.01 051.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s1 5%冲击加速度峰值:(1.01 0
13、62.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 1 50.0 2)m s2 0%4.4 冲击加速度峰值测量的重复性冲击加速度峰值测量的重复性见表3。表3 冲击加速度峰值测量的重复性冲击测量仪类型范围冲击加速度峰值重复性标准冲击加速度测量仪(或冲击加速度标准套组)冲击加速度峰值:(5 02.01 04)m/s2脉冲持续时间:(0.21 0)m s1%冲击加速度峰值:(2.01 041.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 50.2)m s2%冲击加速度激光测量仪冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s1%冲击加速度峰值:(1.01 051.
14、01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s2%冲击加速度峰值:(1.01 062.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 1 50.0 2)m s3%3J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局表3(续)冲击测量仪类型范围冲击加速度峰值重复性工作冲击加速度测量仪冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s3%冲击加速度峰值:(1.01 051.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s1 0%冲击加速度峰值:(1.01 062.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 1 50.0
15、 2)m s2 0%4.5 脉冲持续时间示值误差冲击测量仪脉冲持续时间测量的示值误差不超过1 0%。4.6 速度改变量示值误差(如适用)冲击测量仪速度改变量的示值误差不超过1 0%。4.7 冲击加速度幅值线性度冲击测量仪幅值线性度与测量所施加的冲击加速度峰值和脉冲持续时间有关,其值应满足表4所示的要求。表4 冲击加速度幅值线性度仪器类型测量范围幅值线性度标准冲击加速度测量仪(或冲击加速度标准套组)冲击加速度峰值:(5 02.01 04)m/s2脉冲持续时间:(0.21 0)m s1%冲击加速度峰值:(2.01 041.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 50.2)m s3%冲击加速度激
16、光测量仪冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s1%冲击加速度峰值:(1.01 051.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s2%冲击加速度峰值:(1.01 062.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 1 50.0 2)m s3%工作冲击加速度测量仪冲击加速度峰值:(5 01.01 05)m/s2脉冲持续时间:(0.0 51 0)m s1 0%冲击加速度峰值:(1.01 051.01 06)m/s2脉冲持续时间:(0.0 20.0 5)m s1 5%冲击加速度峰值:(1.01 062.01 06)m/s2脉冲持续
17、时间:(0.0 1 50.0 2)m s2 0%4J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局4.8 通道一致性(如适用)任意两通道间的加速度峰值一致性应优于0.3d B,相位一致性应优于3。4.9 动态范围(如适用)冲击测量仪动态范围一般大于4 5d B。5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 温度:采用绝对法校准时为(2 33);采用比较法校准时为(2 35)。5.1.2 相对湿度:不大于7 5%。5.1.3 电源电压波动量不应超过额定值的1 0%。5.1.4 实验室及周围环境应无强振源,无强电磁场的干扰。5.2 校准用标准装置5.2.1 冲击加速度标准/校准装置用作冲击
18、加速度标准/校准装置主标准器的标准冲击加速度测量仪(或冲击加速度标准套组)或冲击加速度激光测量仪需采用绝对法冲击计量基准或计量标准装置进行校准,其他的冲击测量仪可采用绝对法或者比较法的冲击加速度标准装置校准。5.2.2 冲击波形记录仪(可任选其一)5.2.2.1 数字存储示波器示波器的位数不小于1 2位,采样率不低于1 0 0MH z,带宽不小于1MH z,积分误差小于1%。5.2.2.2 数据采集系统数据采集系统或波形记录仪的幅值分辨率、采样率以及存储空间应满足冲击加速度测量的需要。通常,采集卡的幅值分辨率不低于1 0位,采样率至少大于1 0/T,T为冲击波形的脉冲持续时间。采用电荷放大器积
19、分得到冲击速度波形的测量系统,其单次积分误差应小于3%;采用软件积分得到冲击速度波形的,积分误差应小于2%。5.2.2.3 动态信号分析仪动态信号分析仪频率示值误差优于0.0 1%,频谱幅值示值误差优于2%,仪器任意两通道间幅值一致性优于0.1d B,相位一致性优于1。5.2.3 滤波器为避免信号混叠和抑制噪声所用的滤波器应有适当的幅频和相频响应,其选择的截止频率的滤波效果对校准结果的影响应满足测量不确定度的要求。5.2.4 标准电容(可选)10 0 0p F或1 00 0 0p F的标准电容,其准确度等级为0.1级。5.2.5 正弦信号发生器(可选)正弦信号发生器产生单频正弦信号的失真度小于
20、0.1%,频率稳定性优于0.1%,幅值稳定性优于1%(8h)。5J J F1 9 4 32 0 2 1市场监管总局市场监管总局6 校准项目和校准方法6.1 冲击加速度峰值灵敏度的校准采用规定的扭矩值,将被校冲击测量仪的加速度计刚性固定在冲击标准/校准装置上,其配用的适调放大器灵敏度设置在1p C/U n i t(或者mV/U n i t)。在被校冲击测量仪量程范围内选择建议不少于7个点(含最小和最大加速度峰值)进行测量,得到一组标准冲击加速度峰值ai条件下的冲击加速度灵敏度Si,i=1,2,N,N为冲击校准点数。冲击加速度峰值灵敏度Si扩展不确定度参照附录A或附录B评定。6.2 冲击加速度峰值
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