Условия поверки.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха – (15 ÷ 25) °С;

- относительная влажность – (40 ÷ 80) %;

- атмосферное давление – (84 ÷ 106,7) кПа;

Вибростенд должен быть откалиброван с помощью лазерного измерителя вибрации на частоте 45,0 Гц при размахе виброперемещения 100 мкм и при среднем квадратическом значении виброскорости 10 мм / с, а затем опломбирован. Перед проведением поверки должен быть произведен внешний осмотр вибростенда с целью выявления дефектов. Проведение поверки. Проверку частот воспроизводимой вибрации, диапазонов воспроизводимых значений размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости, максимального виброускорения воспроизводимой вибрации и определение основной относительной погрешности воспроизведения размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости и амплитуды виброускорения производить раздельно на частотах 45; 64 и 79,6 Гц при массе нагрузки на вибростоле ± 1 кг. Рекомендуемая форма записи результатов измерений и вычислений приведена в конце настоящей методики поверки. Приведенные в таблицах значения размаха виброперемещения, среднего квадратического значения виброскорости и виброускорения (Sин, Vин, а_ин) устанавливать с помощью лазерного измерителя параметров вибрации, для чего закрепить на вибростоле уголковый отражатель. После установки заданных в таблицах значений произвести измерения соответствующих параметров по цифровому индикатору вибростенда (Sст, Vст, а_ст). Относительную погрешность воспроизведения среднего квадратического значения виброскорости (δVотн.) в процентах можно определить по формуле (18.6)

, (18.6)

Относительную погрешность воспроизведения размаха виброперемещения (δ Sотн.) в процентах можно определить по формуле (18.7)

, (18.7)

Относительную погрешность воспроизведения виброускорения можно найти по формуле (18.8)

, (18.8)

Результаты измерений и расчетов проверяемых параметров должны удовлетворять соответствующим требованиям ТУ 4277-031-00205435-01, приведенным в "Руководстве по эксплуатации".

Проверку коэффициента нелинейных искажений проводить при нагрузке массой 1 кг и при виброускорении 10 м/с² на частотах 45; 64 79,6 Гц после десятиминутного прогрева вибростенда.

Закрепить на вибростоле вибростенда с помощью резьбового соединения М10х1 цилиндр массой (1 ± 0,01) кг. Выход согласующего усилителя, расположенного внутри вибростенда, подключить к входу измерителя нелинейных искажений. Включить вибростенд и установить частоту вибрации 79,6 Гц. Установить амплитудное значение виброускорения 10 м/с². Измерить коэффициент нелинейных искажений. Повторить испытания по методике п.п. 3.3.3, 3.3.4 на частотах 45 и 64 Гц, для которых установить колебания соответствующие амплитудному значению ускорения 10 м/с² на этих частотах.

Значения коэффициента нелинейных искажений должны быть не более 1 %.

Проверку относительного коэффициента поперечных колебаний вибростола (по ускорению) производить на частотах 45; 64; 79,6 Гц при амплитудном значении виброускорения 10 м/с².

Закрепить на вибростоле восьмигранник, к торцу которого прикрепить вибродатчик, выход которого через согласующий усилитель подключить к цифровому вольтметру. Измерить напряжение на выходе согласующего усилителя (Uв) при колебаниях в основном направлении на частотах 45; 64; 79,6 Гц при амплитуде виброускорения 10 м/с², задаваемом по показаниям индикатора вибростенда. Последовательно закрепляя вибродатчик на боковых гранях восьмигранника, поочередно произвести измерения напряжения на выходе согласующего усилителя (Ui). При этом значение виброускорения в основном направлении контролировать перед каждым измерением и поддерживать постоянным. Вибродатчик, закрепленный на боковой плоскости, вырабатывает напряжение, пропорциональное поперечным колебаниям вибростенда и собственной основной и поперечной чувствительности. Вычислить относительные коэффициенты поперечных колебаний в различных направлениях Кiпп в процентах можно по формуле (18.9)

, (18.9)

Значения относительного коэффициента поперечных колебаний вибростола должны быть не более 2 % на частоте 45 Гц и не более 5 % - на остальных частотах. Проверку сопротивления изоляции проводят с помощью мегаомметра путём подключения его между закороченными контактами питания вибростенда и корпусом.Сопротивление изоляции должно быть не менее 20 МОм. Проверку нестабильности воспроизведенных параметров вибрации проводить по методике через 4 мин после включения вибростенда, через 30 мин. при максимальной нагрузке и раздельно на частотах 45; 64; 79,6 Гц. Значение нестабильности параметров вибрации не должны превышать 0,5 %.

Определение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации проводить на частотах 45; 64 и 79,6 Гц с помощью электронно-счетного частотомера, подключенного к разъему “Вых. лин.” или “Вых. синхр”.

На вибростенде установить частоту вибрации 45 Гц, при которой записать в таблицу частоты колебаний по показаниям частотомера.

Вычисленные значения округляются с точностью до 0,01 Гц.

Повторить операции по методике на частотах вибрации 64 и 79,6 Гц.

Значение основной погрешности воспроизведения частоты вибрации не должно превышать ± 0,2 Гц.

Оформление результатов проверки. Положительные результаты поверки должны быть оформлены свидетельством о поверке, а также записью в паспорте (формуляре) результатов и даты поверки. Допускается не оформлять свидетельство о поверке, а соответствующая запись может быть сделана в формуляре стенда и заверена подписью поверителя, оттиском его клейма и голографической маркой Госстандарта.

Вибростенд, прошедший поверку с отрицательными результатами, к эксплуатации не допускается, и на него оформляется извещение о непригодности.

Системы управления вибростендом К-5201, К-5201/П. Виброиспытательные системы по технологии виртуальных приборов. Существует обширный класс задач, связанных с использованием вибраторов (или вибростендов), где обязательно используются вибрационные измерения:

1) виброиспытания продукции;

2) прозвучивание конструкций;

3) поверка (калибровка) средств виброизмерений;

4) определение инерционно-жесткостных характеристик материалов, образцов, изделий;

5) виброукладка и т.д.

Реализация подобных задач с использованием технологии «виртуальных приборов» является на сегодняшний день оптимальной формой решения, которая позволяет:

- минимизировать количество используемой аппаратуры. Из дискретных приборов остаются только усилитель мощности (как правило, соответствующий усилитель всегда приобретается вместе с вибратором или уже входит в комплект поставки вибратора) и согласующие усилители для акселерометров. Функции всех остальных приборов (генерация сигналов возбуждения, обработка и анализ вибросигналов, ведение Баз Данных, формирование отчетной документации и т.д.) принимает на себя ПК с соответствующими встроенными устройствами ввода/вывода и программным обеспечением;

- автоматизировать весь процесс решения задачи, увязав единым алгоритмом процесс генерации сигналов возбуждения и анализа соответствующих им вибрационных откликов;

- избавиться от субъективизма и ошибок операторов;

- сформировать автоматизированную Базу Данных испытаний;

- обеспечить формирование и выпуск оперативной и отчетной документации по результатам испытаний;

- удобный пользовательский интерфейс, наглядное представление хода и результатов испытаний;

- увеличение количества задач, решаемых в едином взаимосвязанном алгоритме функционирования системы. Например, виброиспытания продукции. Одной из наиболее широко распространенных задач здесь является задача виброиспытаний различных приборов на тряску. При этом закрепленный на платформе вибратора прибор включен и выполняет некую отдельную тестовую программу, контролирующую его работоспособность в процессе тряски. В рамках технологии «виртуальных приборов» задача контроля работоспособности испытуемого прибора в процессе тряски также в большинстве случаев может быть увязана с общим алгоритмом функционирования системы. Такая возможность обусловлена тем, что используемые устройства ввода/выводы (платы АЦП/ЦАП) имеют не менее 8 или 16 аналоговых входов и не менее 8 разрядов цифровых входов/выходов, т.е. практически всегда существует возможность как аналоговые, так и цифровые сигналы испытуемого прибора завести на компьютер и их анализ увязать с общим алгоритмом работы;

- универсальность схемного решения. Показанный на рисунке вверху пример схемы соединений элементов системы для виброиспытаний остается неизменным практически для любых задач, связанных и использованием вибраторов, которые перечислены в начале раздела. Например, при поверке акселерометра со схемы просто исчезнет объект испытаний, а оба датчика (при этом один будет эталонным, второй поверяемым) будут установлены на платформу вибратора. Таким образом, смена решаемой задачи осуществляется просто сменой рабочей программы ПК;

- гибкость системы в адаптации к конкретным типам используемых в системе дискретных приборов;

- при всех перечисленных достоинствах любая из названных систем может быть реализована при самых минимальных затратах, не превышающих, как правило, $4000-5000. Большинство предприятий, занимающихся реализацией перечисленных задач, уже имеют соответствующие вибраторы, усилители мощности, вибрационные каналы (о компьютерах мы даже и не говорим, где их сейчас нет, и поэтому для них создание современной, автоматизированной системы связано только с приобретением соответствующей платы АЦП/ЦАП и рабочего программного обеспечения.

Виброиспытания и контроль.

Рисунок 18.24 - Название программы: Вибротест. К-5201

Краткое описание.

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в диапазоне частот от 5 Гц до 4 000 Гц. Генерация СШВ (белый шум) в заданном оператором частотном диапазоне (от 5 Гц до 4 000 Гц). Автоматическое поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда, Плотность мощности (только для сигнала виброускорения в режиме генерации белого шума);- усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Спектральный анализ в диапазоне 3.125 - 5 000 Гц с заданием количества спектров для усреднения;- вывод на дисплей сигналов во временной и частотной области. Сохранение данных измерений в файле с заданной периодичностью и длительностью. Четыре измерительных канала (в данной версии). Оодин канал генератора.

Рисунок 18.25 – Система управления вибростендом

Рисунок 18.26 - Система управления вибростендом. Название программы: Вибропрочность

Краткое описание:

Прибор "Вибропрочность" предназначен для управления вибростендом и измерения заданных вибрационных параметров в автоматическом и ручном режимах по программам испытаний на виброустойчивость и вибропрочность.

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в диапазоне частот от 5 Гц до 4 000 Гц. Автоматическое поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Работа в автоматическом режиме по программам испытаний на вибропрочность и виброустойчивость. Создание и редактирование программ испытаний, задаются следующие параметры: частотный поддиапазон, тип сигнала вибрации (виброускорение, виброскорость, вибросмещение), измеряемый параметр вибрации (СКЗ, Амплитуда), поддерживаемый уровень вибрации, количество циклов качания. Количество поддиапазонов может быть любым, скорость изменения частоты примерно 1 октава в минуту. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда. Усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Спектральный анализ с заданием количества спектров для усреднения. Вывод на дисплей сигналов во временной и частотной области. Сохранение данных измерений в файле с заданной периодичностью. Четыре измерительных канала (в данной версии). Один канал генератора.

Рисунок 18.27 - Прибор «Вибротест СШВ»

Прибор «Вибротест СШВ» предназначен для управления вибростендом и измерения заданных шумовых вибрационных параметров.

Основные характеристики. Генерация СШВ (белый шум) в заданных оператором частотных диапазонах от 5 Гц до 4 000 Гц (до 6-ти поддиапазонов). Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Плотность мощности в каждом поддиапазоне. Спектральный анализ в диапазоне 3.125 - 5 000 Гц с заданием количества спектров для усреднения. Вывод на дисплей сигналов частотной области. Сохранение настроек органов управления частотными полосами. Сохранение данных измерений в файле с заданной периодичностью и длительностью.

Рисунок 18.28 - Прибор "Виброрезонанс"

Прибор «Виброрезонанс» предназначен для управления вибростендом и измерения заданных вибрационных параметров в автоматическом и ручном режимах по программам испытаний определения резонансов .

Основные характеристики. Генерация синусоидального сигнала в диапазоне частот от 5 Гц до 600 Гц. Автоматическое поддерживание заданных уровней вибрации (компрессия) с заданной точностью. Работа в автоматическом режиме по программам испытаний по определению резонансов. Создание и редактирование программ испытаний, задаются следующие параметры: частотный поддиапазон, тип сигнала вибрации (виброускорение, виброскорость, вибросмещение), измеряемый параметр вибрации (СКЗ, Амплитуда), поддерживаемый уровень вибрации, шаг по частоте, количество поддиапазонов может быть любым. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение), Амплитуда. Усреднение сигнала по показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Вывод на дисплей сигналов во временной и амплитудно-частотной характеристики измеряемого объекта. Сохранение данных измерений в файле в формате EXCEL. Четыре измерительных канала ( в данной версии). Один канал генератора.

Рисунок 18.29 - К-5201/П. Виброповерка.

Одна из типовых схем поверки виброаппаратуры, имеющей сигнальный выход. Помимо этого система реализует схемы поверки:

- виброаппаратуры с показывающим индикатором, без сигнального выхода;

- по электрическому сигналу (без вибратора) любой аппаратуры;

- поверку с использованием интерферометра;

- поверку пьезодатчиков на вибраторе;

- поверку пьезодатчиков методом электрического возбуждения (без вибратора).

Терминатор BNC-2140 обеспечивает подключение пьезодатчиков униполярных, дифференциальных, стандарта ICP и любых сигналов по напряжению.

Рисунок 18.30 - Виброметр 2-х канальный универсальный

Основные характеристики. Частотный диапазон измерений: 0.3 Гц - 20 кГц (разбит на несколько поддиапазонов). Встроенный генератор синусоидального сигнала, поигармонического и шума в диапазоне частот от 0.3 Гц до 20 кГц. Задание и измерение следующих типов сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение. Задание и измерение следующих параметров сигнала: СКЗ (среднеквадратичное значение, амплитуда). Усреднение сигнала по показательному и линейному закону с выбираемой постоянной времени от 1 с до 10 с. Вывод на дисплей сигналов во временной области. Два измерительных канала (образцовый и поверяемый).

Рисунок 18.31 - 2-х канальный анализатор

Основные характеристики. Двухканальный узкополосный анализ в реальном времени (до 20 кГц) спектров сигнала.

Функции:

- мгновенные функции: комплексные спектры (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), взаимный комплексный спектр (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), форма волны; СКЗ усредненные функции: спектры мощности, комплексный взаимный спектр мощности (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), комплексные частотные характеристики H1 и H2 (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), импульсные характеристики h1 и h2, когерентность, когерентная мощность на выходе, отношение сигнал/шум, взаимная корреляция;

- векторно-усредненные фукнции: комплексные спектры (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), взаимный комплексный спектр (модуль, фаза, реальная и мнимая часть), форма волны хранение максимума: спектры мощности.

Генератор встроенный. Частотные диапазоны: 0-100 Гц, 0-200 Гц, 0-400 Гц, 0-800 Гц, 0-1.6 кГц, 0-3.2 кГц, 0-6.4 кГц, 0-12.8 кГц. Количество линий в спектре: 200, 400, 800, 1600 (может быть любым).

Усреднение: мгновенные спектры, СКЗ усреднение, векторное (синхронное), хранение максимума.

- взвешивающая функция: линейная, экспоненциальная.

Окна коррекции: Hamming, Hanning и т.д. ( всего 9).

Триггер: свободный запуск, внешний (аналоговый, цифровой).

Вывод информации: на принтер, в файл, в формате EXCEL.

Рисунок 18.32 - Процентный анализатор

Предназначен для частотного анализа стационарных и импульсных процессов в реальном времени.Особенности: Частотный анализ в реальном времени.Ширина октав: 1/1, 1/3, 1/6, 1/12, 1/24; Частотный диапазон: 0.5 Гц - 20 кГц. Характеристики фильтров удовлетворяют требованиям IEC 1260:1995. Измерение общего уровня в каждом частотном диапазоне анализа; Отображение спектров в логарифмическом и линейном масштабе; Интегрирование сигнала: виброускорение, виброскорость; Взвешивающие фильтры: линейный, A, B, C.

Усреднение по линейному и показательному закону с выбираемой постоянной времени от 1/8 сек. до 128 сек.; экспоненциальное усреднение с регулируемой статистической точностью; хранение максимальных значений.

Генератор сигналов различной формы.

Вывод информации: в файл, в формате EXCEL.

Рисунок 18.33 - Генератор

Генерация сигналов различной формы в диапазоне частот от 0.3 Гц до 20 кГц.

Рисунок 18.34 - Определитель АЧХ

Предназначен для определения амплитудно-частотных характеристик различных приборов и датчиков. Особенности. Встроенный генератор сигналов различной формы в диапазоне от 0.3 Гц до 20 кГц. Частотный диапазон: 0.3 Гц - 20 кГц. Интегрирование сигнала: виброускорение, виброскорость, вибросмещение; Усреднение по линейному и показательному закону с выбираемой постоянной времени. Компрессия: управление и поддержание заданных уровней вибрации вибростенда. Протокол. Формирование протоколов в формате EXCEL.

Рисунок 18.35 - Генератор ударных импульсов

Генерация сигналов ударных импульсов различной длительности

Рисунок 18.36 - Прибор «Вибротест СШВ»Прибор поверки пьезодатчиков методом электрического возбуждения

Частотный диапазон: 0 Гц - 80 кГц.

Усреднение по линейному и показательному закону.

Триггер: свободный запуск, внешний.

Вывод информации: в формате EXCEL.