ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

НГО"ДАШЯЭДАРГ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЙ

"ГСИ.ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИЕМНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ .МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ."

Мй 1786 -87

г,Хабаровск, 1987г.

РАЗРАБОТАНА

ИСПОШТЕЛИ Панин В.И* ханд, техк. наук (руководитель темы) Веретенникова Н«А.

УТВЕЩДЕНА Секцией НТС 13 октябри ( протокол № 9 )

7.2.    Выбрать оптимальный режим и диапазон работы приборов, при котором погрешность измерения имеет минимальное значение.

7.3.    Контактную поверхность аттестуемого ПИ АЭ и меры очистить от шли, смазки чистой хлопчатобумажной ветошью и протереть спиртом этиловым техническим по ГОСТ 17299-78.

8. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ.

При выполнении измерений основных параметров ППАЭ должны быть доюлкенк следующие операции:

8*1, Внешний осмотр.

8,1,1* При внешнем осмотре должно быть установлено, что АП АЭ снабжен веема необходимыми деталями, имеет маркировку (заводской номер, тип АЭ), а также паспорт или другой заменяющий его документ, свидетельство о последней аттестации.

8.1.2.    ПП АЭ не должен иметь внешних повреждений, в том числе и в соединительных элементах.

8.1.3,    Конструкция ПП АЭ также должна соответствовать требованиям, изложенным в назначении и в ярил. 3 данной методики.

В.2. Опробование*

8.2.1, Подключить ППАЭ на вход осциллографа, установив максимально возможную чувствительность. Воздействуя на контактную поверхность ППАЭ механическими колебаниями (например

третьи ют ударами «аренда»). убедиться, что П1Ш реагирует на эти шяебамя*.

6,3. Иаиврейш параметров ПП АЭ.

►‘змершше параше трое Ш1 AS основано на определении коэффициентов прсюбраЗввавия ШДЗ по известным значениям амплитуд акустических эт измеренным значением амплитуд элек-тричвс!е*©е сигнале»*

Параметры НИ Ай могут быть измерены непосредственно по прибору, либо по I'pftfjiffiy..характеристики. Непосредственные мзмермдо более течш*

^;примечание: Нри наличии атташштора ко^ 'ициентк электроакустического и импульсного преобразования

можно ..тайнее определить по известному значение вж>«тровкуатичеокегв преобрааова-тп 1ШШ в измеренным значениям отношения элек-тричесияас сигналов на входе П$АЙ и выходе ИИ, пройзаоданше с поишь® аттенюаторе. Описание •-метода- намерения с пометь® аттенюатора и характеристики аттенюатора приведены з справочном пршомтт 5.

Ь*3,1, Мш измерения кЧХ я ее параметр в необходим© собрать схему по рис. £.

РтЛ

I - мера смещения; 2 - аттестуемый Ш1АЭ;

3    - усилитель првдэарительннй (шеокоомный);

4    - анализатор спектра;

з - дяух*®о$ш«<шй самописец.

Через слой контактной смазки аттестуемый Ш1 АЭ устанавливают на меру с помощью устройства крепления, поставляемого вместе с ДН АЭ, совмещая центр Ш АЭ с цевтрем меры. Усилие прижима при аттестации должно соответствовать усилию прижима при рабочих измерениях с отклонением не более чем на ± 10$,

В случае, если устройство пришла не поставляется, а величина усилия не оговорена, необходимо выполнить условия п.6.3.2.

На анализаторе спектра устанавливают необходимую полосу обзора, при полосе пропускания 30 кГц - при измерении на мерах МСУП, МСУД, МСУР и 3 кГЦ - при измерении на мере МСУС. Устанавливают такую чувствительность а налива тора, при которой рабочая область АЧХ запишет максимальное значение на экране ЭЛТ анализатора.

Если, в результате переустановки на мере аттестуемого Ш АЭ, значение измеряемого параметра изменяется в пределах половины ожидаемой погрешности, то достаточно трехкратного измерения (кроме п.8.3.1.4) с осреднением результата. В противном случае необходимо провести многократные (не менее 10) измерения с осреднением результата.

8.3.1.1.    Для записи АЧХ устанавливают масштаб самописца таким образом, чтобы рабочей область АЧХ занимала все поле записи. При положении "одиночный запуск", самой медленной скорости развертки и самой узкой полисе видеафильтра, произвести запись АЧХ ПП АЭ.

3.3.1.2.    Частоту (для мвогорезовавсных - частоты) максимума преобразования измеряют непосредственно анализатором спектра с помощью частотной метки в точке (точках), где АЧХ имеет максимальное значение.

8.3.1.3.    Коэффициент преобразования резонансного КП АЭ (коэффициенты •* для многерез она ясных) на частоте максимума преобразования определяют расчетным путем по формуле:

(I)

где И вых. - напряжение т выходе Ш АЭ на частоте максимуме преобразования (отсчитывается по анализатору спектра с учетом коэффициента усиления предварительного усилителя), &

А- нормальная компонента смещения свободной поверхности меры (приводится в паспорте меры),м.

3*3.1,4. Погрешность, обусловленная нестабильностью акустического контакта Ш АЗ на уровне 2 & определяют по формуле:

где п - число переустановок ПП АЭ на мере смещения,

U - среднее арифметическое значение напряжения на клеммах аттестуемого Ш АЭ на частоте максимума преобразования,

Ui- результат одного измерения на частоте максимума преобразования.

f лU

Величину О_{а/с с} определяют по формуле (2), подставляя U - среднее арифметическое значение максимальней амплитуда электрического отклика с выхода Ш АЭ»измэренное с помощью осциллографа, Щ - результат одного жзмэрения максимальной амплитуда электрического отклика с выхода Ш АЭ.

8.3,1.5. Волосу (полосы - да® доогардеонанснжх) пропускания резонансного Ш АЭ измеряют непосредственно анализатором спектра, либо определяют не график? АЧХ на уровне 0,7.

йптт&нт i I. Щш обработке АЧХ широкополседых и резонанс-нщ т необходим, при наличии локальных не-производись сглаживание АЧХ до ГОСТ Ш23-*И*;

Л* Й&«Цй^ён«« ярербразовашш ИП АЗ выража-тт в абсолютных единицах В/м или В/(м/с),

Полоса пропускании равна

l7*Je -/» >    (3)

где J_& - крайни® Частвтн, на ко торах амплитуда снижается до уровня Q Д о®'1Нж«йшвяы!ого значения.

о.3,1,6. Собственный шуь*-Щ АЗ измеряют по схеме, приведенной на рис.2, не зри «тем- на МАЗ не подается акустический сигнал (Й#АЙ - -фгвммгфт генератора электрических сигналов). Полоса пропускания анализатора спектра устанавливается равней I КГц,

Уровень вооствешого щупа ПЙАЭ на частоте (частотах) максимума преобразования определяют расчетным путем по формуле:    ___

где Ас - измеренное по экрану анализатора, суммарное значение уровня «умов предварительного усилители и аттестуемого ЙПАЭ (е учетом коэффициента усиления предварительного усилителя); Ays * измеренное до экрану анализатора, значение уровня собственного шума усилителя закороченного по входу.

йРимечание: Йели Ас - Ауе ^ ОД Аус, то уровень собственных шумов Аля не рассчитывается» а его значение считается меньшим чем Ауе/2_#

8.3Д.7, Рабочий диапазон частот широкополосных ППАЭ измеряют непосредственно анализатором спектра либо определяю», при заданной неравномершета, следующим образом:

уровво которой №

яосм &t илжютхшшъ тшшш Щ* Т&т дозе* *м*,« АЧХ щрШШШШАШю* абодос. Подоажша мои ««*** /_н ,/₃ • «#ДО*»1ИДО1нДО|ДО И Норка»# границам рабочего дманавона чшгаг.

8.3.1.8* Поравномернее** «шеддомдеттЯ харюторие-тшся вфдК0Ш1шк ШЭ т(&д*ящют% рлжть уровней его*.

оеванкх яшрещтщятт. п хз^домяи* 1Ш.8 ©продмяот по формат:

if    £.    KU

®ер —S”* '    (5)

где К/ * «дот* АЧХ на шт«;[..

п > 10 *• чиохо* ршшариа ршюмлтыямх огеттоов so чалого в

8.3.2. ДО «дородохIf И ивраниров кообходамо собрать ехену яо раю. 3

г----1

_! Ч I_

,чл

1    - мера сиечвкня, ^гжс’ ⁰

2    * а*т#е^ашй1ШАЭ_г

3    - продуенхюиъ {яейоХьеуии до ШШ о ниш коэффициентом

4    - оедохограф.

Частоту колба*** бююидо** **Ф«*** (радашмцужьса в

ПЛАЭ. Устанавливают шилатуду к биполярного акустического импульса» равную целечкелюзпедг вначснн». На ижранв осциллографа наблюдают ящульецую х*|й«торвс*н1у 1ШАЭ,

В.3.2.1. Коэффициент тшнутшт преобразования определяют по формуле:

(6),

л да    измаранная с аемащью осциллографа максимальная ам

плитуда электрического отклика е анлода ГШАЗ, В.

А - амшмтуда акустического биполярного имцульеа, и.

Длительность отклика измеряют на уровне 0,54^. Евам намарают коэффициент ювяульейаг© йреобр&воьвтя шфокополосного ГШАЭ, то частоту колебаний биполярного импульса устанавливают равней средней частоте рабочего даавааоиа ПЛАЭ.

8.3.2.2. Длительнее** огибающей нередмеге фронта , длительность    ^, среднюю частоту

вааеЛнаннл ^^е^адаляит по «крицу вецкЯлеграфа.

8.3.3. Измерение ДЛ и аа параметров.

8.3.3.1. Для измерения акустического центра контактней поверхности собирают схему ио. рис. 4.

I - генератор биполярных импульсов, 2 - уеилнтелъ-егршшчмтель,

3 - осциллограф, 4 - аттестуемый ПЛАЭ, 5 - яоцгефаркчаетй образец»

Аттаатуанвй ПЛАЭ устанавливают на полусферу. Длительность импульса ранаратора устанавливают равней */;_£    »    для    резонансных

Щи—-Ш

Рм>, 5

смещения ИСУР, 2 * аттестуем»* ППАЭ, 3 - анализатор

8.3.3«3+    рааоншютвс    ПЛАЗ    нама

рав* (80 Ш1 |ИК» I> 8* ЦШИМ (чав*<т«)р#*ОНаНСа. ППАЭ враиц&ит атнасжтад*!*# т&т&тктъ центра» фиксируя ншюжаниа чвреа 30®, ш определяет * ташд©а тоня# цшь тгшжм по «aut*sa*pepy св#*т*л.

Э#3*3«А^ йр или Орионе дцй8^ранвц| ялнрллданности я^рвво** тяттш Ш3 а кладей ш    30®)    «й&ан*®*    средин*

Настедарм методические указанял устанавливает методику ВшюлШ& нкя измерений основных параметров приемных йьезопреобразователей (далее ПИ) акустической эмиссии (далее ЛЭ) общего назначения, осуществляющих линейное преобразование сигнала, конструктивно осесимметричных, имеющих ОДИН электрический выход и одну контакт» иую плоскую поверхность, при аттестации их органами метрологической служба, при разработке ПП АЭ и их исследованиях, при разработке методик контроля методом АЭ,

Контакт осуществляется через маслянистую жидкость. Погрешность аттестации не белее 40£ для. любого из измерявшее параметров.

Термины, применяемые в настоящих НУ и их определения приведящ. в справочном приложении,

двашм¹ «пену MKSMtt ¹. 5.3Д.Х.7,

8.3,33¹ в неададак лдардянатах отроят графкчееяое **>-fyammm¹ дмалдамим яалдавявняоетя, «ведения вдаато! криво!» вкеавдаменталвняе тот¹

8.3.3.6¹ Нжрмяокврноетк да^т-раньш иядааадокнвето к¹реко-явлетшх ППАЭ варвдаяяэт яе графику Дй. Пржвюдат дав еядошее¹ «я: яврда» - в даддавом, рдаяш НАлсгашвльнвкг давю» геаффн-дат ядавбрдавааяяя» тда - в радиусом, решаем таштжж**

е

да пакет шдаЦюдадав давебрааоввдая¹ Недаамв1адаяе@9ь равна данвмн ijentcl яаяйвдадате и нахиеммего «имияй кеаффядааи» да тядаоадаетячееяего да^итт.

Прммганлв: & ©дакав, «еда «твдавдай ШАЭ обладает Дй в рва¹

вмвв&дада|дада«да1и1идам«вждаМ1 ■вда«¹дамдави>вв11дал11 ввивав м яла мь¹

кин «jwfpwPTiiiiiwi Hi|ftwiwif{HiwTiw i те frO цЩ¹

цвет втяввдавлвЯв шдавтявввдатв ядаяра, фяшнвдая

отечет¹ значений Дй черев 5¹ 10^е.

8¹3.4¹ Намерение аявктдачвевогв тададав я дао яадаметров. Собирают входа дав» 6.

[ZHZHI]

Рие. б¹

I ¹ аттестуемы¹ ш, 3 ¹> еамвтюещ, 2 ¹ яямедат¹» мшадаава.

Зашкшшввда електдачввяего юшедаиоа «т «¹ww веяяе»¹ вают в помощью едаеяяеда, Педамевда адаятдачееяего югаедамва можно определять не графту Ш₉ дабе ядаердаь е помет» маяв¹ дагеда шявдаиеа согласно тт¹т¹т во его даешегагада¹.

2„ Средства намерений и вспомогательные устройства.

Средства измерений, применяемые для аттестации ПЛАЗ, делятся на три группы:

1.    Меры амплитуд УЗ смещений.

2.    Приборы для измерения электрических сигналов на выходе аттестуемых 1ШАЗ.

3.    Средства регистрации,

2.1, Мера амплитуд УЗ смещений состоит из генератора (Г), излучающего преобразователя (ИП), твердого тела меры (Т),

Конструктивное выполнение мер амплитуд УЗ смещений допускается в следующих вариантах;

1	ип		7
г — ■ 1

<9 ¹

Продолжение табл» 2

Примечание: I. Допускается применение других приборов, взамен вышеуказанных, имеющих точность не хуже точности перечисленных приборов.

2» Полные характеристики мер и рекомендации по их применению приведены в справочном приложении 3.

3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Измерение АЧХ и её параметров следует выполнять методом при котором на аттестуешь Ш АЗ воздействуют калиброванным широкополосным щупом.

Для измерения импульсной характеристики к её параметров на аттестуемый Ш АЭ воздействуют калиброванным биполярным импульсом.

Примечание: I. Широкополосный шум может быть заменен источником гармонического сигнала с постоянной амплитудой и с частотой, перестраиваемой в пределах рабочего диапазона измерений, если погрешность измерений параметров АЧХ не увеличивается.

2. Допускается использование метода сравнения с образцовым ультразвуковым (емкостным и т.п.) приемником ультразвука и метода взаимности (или само-вэаишостй), при атом погрешность измерения не должна превышать погрешности нормируемой в данной методике.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1.    При работе с аппаратурой должны соблюдаться "Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденные Госэнергонадзором .

4.2.    Работа с аппаратурой должна производиться в соответствии с требованиями безопасности, изложенными в инструкции по эксплуатации.

5. TPELOBAHJta К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ,

5.1.    К выполнения! измерений и обработке результатов измерений шгут быть допущены лица, имеющие среднее

специальное образование в области радиотехнических

измерение.

о. УСЛОВИИ ШДО/ШЕНШ ИЗМЕРЕНИИ

При проведении измерений должны быть соблюдены следующие условия:

6.1.    Условия окружающей среды.

6.X.I. Температура окружающего воздуха (2С+5)°С.

6.1.2.    Относительная влажность воздуха (65+15)$.

6.1.3.    Атмосферное давление (100 + 4) кПа.

6.1.4.    Вибрации, внешние электрические или магнитные поля должны отсутствовать, либо находиться в пределах, не увеличивающих погпешность измерений более чем на 2$.

6.2, Условия подключения аттестуемого Ш ПЭ к электрической цепи

6.2.1.    Входное сопротивление, подключаемых к ПП АО приборов, должно быть высокоомным либо стандартным, образованным параллельным соединением емкости С * 30 пф н сопротивления R * I МОм.

6.2.2.    Если конструкция ПП АЭ предусматривает наличие соединительного кабеля длиной не менее 50 см.

все параметры измеряют с да ниш кабелем. Во всех остальных случаях измерение параметров Ш Ай производят с соединительным кабелем» имеющем параметры!

-    волновое сопротивление (ВО + 3,0) См;

-    емкость кабеля (€0 ± 3) вф,

6,3. Условия а к? еткческсто контакте

6.3.1.    Метода, устройстве я материалы,, используемые дяя реализации акустического контакта в рабочих измерениях, должны применяться при аттестации Ш АЭ.

6.3.2.    Бри отсутствии информации по п.6.3.1 должны быть соблюдены следующие условия:

-    в качестве контактной жидкости используют трансформаторное масло по ГОСТ 10121^76;

-    усилие прижима от I до 50 Н при плотности усилия от

р

0,03 да 0,3 Я/т, причем номинальное усилие прижима, выбираемое в данных пределах, должно соответствовать максимальной стабильности акустического контакта.

7. ИЦДГОТШКА К ШШШШМ

При подготовке к выполнению измерений необходимо выполнить следующие работы:

7.1. Прогреть приборы, используемые при проведении измерений, согласно техническому описанию на приборы.

1

Ш)АП - преобразователь-формирователь акустического

поля.

В настоящей методике для аттестации ППАЭ рекомендуются меры амплитуд УЗ смещений в вариантах "в" и "г", при которых исключается погрешность акустического контакта между Ш и Т,