1現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)量分析儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)量分析儀(以下簡稱動(dòng)平衡儀)的校準(zhǔn)。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(jì)檢定規(guī)程JJG644—2003振動(dòng)位移傳感器檢定規(guī)程JJG676—2000工作測(cè)振儀檢定規(guī)程JJG834—2006動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀JJF1059.1—2012測(cè)量不確定度評(píng)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(shù)語和定義3.1平衡效率balanceefficiency轉(zhuǎn)子經(jīng)過一次平衡試驗(yàn)后振動(dòng)的變化量與初始振動(dòng)的比值。以公式(1)表示：式中：V?——轉(zhuǎn)子初始振動(dòng)量；V?——經(jīng)過一次平衡試驗(yàn)后轉(zhuǎn)子的剩余振動(dòng)量。4概述動(dòng)平衡儀是由一個(gè)鑒相器、多個(gè)振動(dòng)傳感器及主機(jī)組成，是用于測(cè)量和分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子不平衡量大小和方位的分析儀器。其主要應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，校準(zhǔn)已安裝在機(jī)器上轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡。動(dòng)平衡儀測(cè)量原理如圖1所示。025計(jì)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(diǎn)所標(biāo)定的傳感器靈敏度，其校準(zhǔn)擴(kuò)展不確定度為3%5.2幅頻特性動(dòng)平衡儀幅頻特性應(yīng)滿足±5%的要求。5.3幅值線性度動(dòng)平衡儀幅值線性度應(yīng)滿足±5%的要求。5.4相頻特性動(dòng)平衡儀相頻特性校準(zhǔn)，應(yīng)給出動(dòng)平衡儀的相移值。5.5相位線性度動(dòng)平衡儀相位線性度應(yīng)滿足士2%的要求。5.6通道一致性動(dòng)平衡儀任意兩通道之間的一致性，其幅值比和相位差應(yīng)符合表1的規(guī)定。幅值比/dB士0.1相位差/(°)士1動(dòng)平衡儀轉(zhuǎn)速測(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)在1.5級(jí)以上。5.8平衡效率經(jīng)平衡后，初始不平衡量應(yīng)減少60%以上。6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：23℃±5℃;相對(duì)濕度：≤80%;電源電壓的變化應(yīng)在額定電壓的±10%的范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)室及其周圍環(huán)境應(yīng)無振動(dòng)和沖擊源，無強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)聲場(chǎng)的干擾。6.2校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)裝置及其他設(shè)備6.2.1振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置動(dòng)平衡儀校準(zhǔn)用的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置包括絕對(duì)法振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置和比較法振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置。振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)見表2。3名稱測(cè)量范圍測(cè)量不確定度(k=2)絕對(duì)法振動(dòng)a:0.1m/s2~100m/s2g:0°~360°11比較法振動(dòng)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(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀選用A級(jí)。6.2.4單圓盤轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)單圓盤轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)裝置轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)高于被校對(duì)象準(zhǔn)確度等級(jí)2～3倍。6.2.6正弦信號(hào)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(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法動(dòng)平衡儀校準(zhǔn)項(xiàng)目見表3。實(shí)際校準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)動(dòng)平衡儀參數(shù)及客戶要求確定。校準(zhǔn)項(xiàng)目1外觀檢查2參考靈敏度3幅值頻率響應(yīng)4幅值線性度567847.2校準(zhǔn)方法7.2.1外觀檢查與通電旋鈕應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，開關(guān)跳步清晰，定位準(zhǔn)確。輸出輸入插座應(yīng)無松動(dòng)。無影響正常工作的機(jī)械損傷。按使用說明書給動(dòng)平衡儀通電，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)為15min以上。7.2.2參考靈敏度可使用絕對(duì)法和比較法對(duì)動(dòng)平衡儀參考靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)。動(dòng)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(yīng)的傳感器配套校準(zhǔn)動(dòng)平衡儀的參考靈敏度，一般采用40Hz作為校準(zhǔn)點(diǎn)，用于低轉(zhuǎn)速平衡的動(dòng)平衡儀可用8Hz作為校準(zhǔn)點(diǎn)。7.2.3幅值頻率響應(yīng)安裝傳感器到振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置，振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置給出一個(gè)固定振動(dòng)幅值，改變頻率，測(cè)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(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，頻率響應(yīng)相對(duì)誤差可按公式(2)計(jì)算，測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足本規(guī)范5.2的要求。幅值頻率響應(yīng)校準(zhǔn)原理框圖見圖2。x;——被校儀器示值；xr——被校儀器參考頻率點(diǎn)的示值。通道7.2.4幅值線性度選取靈敏度校準(zhǔn)頻率點(diǎn)，由振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置給出7～10個(gè)均勻分布的振動(dòng)幅值，分別測(cè)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(jì)算其相對(duì)誤差，測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足本規(guī)范5.3的要求。57.2.5.1比較法和絕對(duì)法相位校準(zhǔn)原理框圖a)用比較法校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器與被檢動(dòng)平衡儀的傳感器“背靠背”剛性地安裝在振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面中心位置，使標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)和被檢傳感器承受相同的振動(dòng)。入動(dòng)平衡儀的鑒相通道和動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的CH2,標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)輸出信號(hào)通過適調(diào)器振動(dòng)臺(tái)圖3比較法相位校準(zhǔn)原理框圖b)用絕對(duì)法校準(zhǔn)時(shí)，將被檢動(dòng)平衡儀的傳感器剛性地安裝在振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面中心位振動(dòng)合圖4絕對(duì)法相位校準(zhǔn)原理框圖6移相器給出一個(gè)固定的相差(0°~360率點(diǎn)下動(dòng)平衡儀的鑒相通道輸入信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)通道輸入信號(hào)的相差q'(i=1,2,頻相頻測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的兩路輸入信號(hào)的相差。被校動(dòng)平衡儀相移△φ可按公式(4)7～10個(gè)均勻分布的相差，使用本規(guī)范7.2.5.1的校準(zhǔn)方法分別測(cè)量在不同相差設(shè)置式(5)～公式(7)計(jì)算被校儀器的相位線性度，測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足本規(guī)范5.5的要求。圖5通道一致性校準(zhǔn)測(cè)量原理圖7在動(dòng)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(gè)頻率點(diǎn)。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，輸出合適幅值的正弦信號(hào)，選取一個(gè)參考通道，測(cè)量在各個(gè)頻率點(diǎn)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(jì)算，結(jié)果應(yīng)滿足本規(guī)范5.6A?——通道i的測(cè)量幅值。通道間的相位差φ按公式(9)計(jì)算，結(jié)果應(yīng)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(gè)檢定點(diǎn)(包括下限值和上限值),先將轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置調(diào)至相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，然后用被檢儀器進(jìn)行測(cè)量讀取轉(zhuǎn)速示值，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)均應(yīng)檢定3次。測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足本規(guī)范5.7的要求。7.2.8平衡效率7.2.8.1準(zhǔn)備在轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)子上加上一個(gè)不平衡塊，不平衡塊的質(zhì)量在試驗(yàn)臺(tái)的安全范圍內(nèi)，以轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)在1000r/min～3000r/min范圍內(nèi)，能產(chǎn)生15μm～30μm的振動(dòng)將動(dòng)平衡儀按照影響系數(shù)法的實(shí)驗(yàn)要求安裝和設(shè)置。7.2.8.2實(shí)驗(yàn)將轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速調(diào)至1000r/min～3000r/min之間的某一轉(zhuǎn)速下，記錄此時(shí)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的初始振動(dòng)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(gè)適當(dāng)質(zhì)量的質(zhì)量塊，并記錄下該質(zhì)量；再次將轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)開到與記錄初始振動(dòng)一致的轉(zhuǎn)速下，記錄此時(shí)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)；轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)關(guān)閉轉(zhuǎn)子至零，按照動(dòng)平衡儀給出的應(yīng)加質(zhì)量和相位，在轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)子的相應(yīng)位置加上配重；再次將轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)開到與記錄初始振動(dòng)一致的轉(zhuǎn)速下，記錄此時(shí)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)V?,動(dòng)平衡儀的平衡效率按照公式(10)計(jì)算，結(jié)果應(yīng)滿足本規(guī)范5.8的要求。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)8.1校準(zhǔn)記錄推薦的校準(zhǔn)記錄的格式見附錄A。88.2校準(zhǔn)證書經(jīng)校準(zhǔn)的儀器出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書應(yīng)包括的信息及推薦的校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁格式8.3校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定動(dòng)平衡儀校準(zhǔn)結(jié)果不確定度依據(jù)JJF1059.1—2012評(píng)定，不確定度評(píng)定示例見附9復(fù)校時(shí)間間隔動(dòng)平衡儀的復(fù)校時(shí)間間隔建議為1年。復(fù)校時(shí)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(shí)際情況確定復(fù)校的時(shí)間間隔。9校準(zhǔn)原始記錄推薦格式現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)量分析儀校準(zhǔn)記錄第頁共頁 送校單位,制造廠 標(biāo)準(zhǔn)器名稱,標(biāo)準(zhǔn)器型號(hào),標(biāo)準(zhǔn)器編號(hào) 環(huán)境溫度℃,相對(duì)濕度%,依據(jù)的技術(shù)文件 頻率/H?頻率/Hz標(biāo)準(zhǔn)示值x;頻率/Hz標(biāo)準(zhǔn)相位差φ被校儀器相位差φ'6相位線性標(biāo)準(zhǔn)相位φ標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)：試加質(zhì)量和角度：動(dòng)平衡儀指示應(yīng)加質(zhì)量和角度：一次平衡后振動(dòng)：平衡效率：10校準(zhǔn)結(jié)果不確定度：校準(zhǔn)員核驗(yàn)員附錄B校準(zhǔn)證書的內(nèi)容e)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));h)本技術(shù)規(guī)范的名稱及代號(hào)表B.1校準(zhǔn)證書內(nèi)頁的推薦格式2參考靈敏度頻率在Hz時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)量分析儀傳感器靈敏度設(shè)置：3幅頻特性頻率/Hz4幅值線性誤差頻率/Hz標(biāo)準(zhǔn)示值x;被校儀器示值x;5相頻特性標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速/(r/min標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速/(r/min)顯示轉(zhuǎn)速/(r/min)不確定度評(píng)定示例C.1引言本附錄以比較法相位校準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)量不確定度評(píng)定為例，說明動(dòng)平衡測(cè)量分析儀校準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)量不確定度評(píng)估的步驟。C.2相位校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定C.2.1測(cè)量模型動(dòng)平衡測(cè)量分析儀相移是測(cè)量動(dòng)平衡儀測(cè)量的鑒相通道和振動(dòng)信號(hào)通道輸入信號(hào)的C.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定A類不確定度主要來源于測(cè)量的重復(fù)性，本范例在相同的測(cè)量條件下，對(duì)某型號(hào)動(dòng)平衡測(cè)量分析儀，通過移相器給出相差為10°的兩路信號(hào)輸入，重復(fù)測(cè)量10次，得到的結(jié)果如表C.1所示。測(cè)量相差/(°)123456789根據(jù)重復(fù)測(cè)量結(jié)果，用公式(C.2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度：n——重復(fù)測(cè)量的次數(shù)；△φ?—相移n次測(cè)量結(jié)果的平均值。C.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定相移測(cè)量的B類不確定度主要來源于：a)比較法標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)裝置相移引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量依據(jù)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定系統(tǒng)表，比較法標(biāo)準(zhǔn)裝置的頻率范圍在10Hz～400Hz,U?=2°(k=2)。故標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：b)移相器引入的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)不確定度按均勻分布估計(jì)，取包含因子k=√3,故其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：c)動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量根據(jù)動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀A級(jí)要求，其通道一致性相差在±1°,