ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

"УТВЕРЖДЕНЫ" Зам. руководи теля ВНИИМС А.А.Черноярский 29.01.80

Зарегистрированы ВНИИМС 17.02.82

ШТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Аттестация поверочных виброустановок электродинамического типа

МИ 246-82

МОСКВА

I

!• Введение

Настоящие временные методические указания распространяются на поверочные электродинамические виброустановки.

Необходимость разработки методических указаний вызвана требованиями стандарта 8.002-71 о ежегодной государственной поверке (метрологический аттестации) поверочных установок и отсутствием нормативно-технической документации (КГД), регламентирующей требования к техническим и метрологическим параметрам установок, объем, последовательность и методы исследований при проведении аттестации.

Разнообразие типов и конструкций виброустановок, применяющихся в качестве поверочных, создает специфику в их эксплуатации и метрологической аттестации, что не позволило до сих пор выработать единых требований к характеристикам и методы их определения.

В то же время при сходстве конструкций некоторых испытательных и поверочных установок, требования к их метрологическим характеристикам, существенно различны, как и некоторые методы их аттестации.

Это не позволяетсбез отклонений использовать ДОСТ I9II8-73 для аттестации поверочных ыиброустановок. Разработка методических указаний проводилась с учетом того, что метрологическая аттестация виброустановок может быть подразделена на первичную и периодическую. Целью первичной метрологической аттестации является исследование технических и метрлогических характеристик виброустановки и выявление возможностей Применения ее в качестве поверочной и установление диапазонов и режимов ее применения при поверке виброизмерительных устройств. Целью периодической метрологической аттестации (поверки) является исследование поверочной установки, работавшей в течение межловерочного интервала, и определение соответсвия ее метрологических и технических характеристик установленным нормам и требованиям.

При разработке методических указаний использован опыт аттестации и практической эксплуатации таких поверочных и калибровочных установок как ОВУ-1, ОИБУ-2, СОВКУ-68, ПВКУ-1, 4290, ESE - 211,

ESE - 201, АЕ - 101, ЕЕТ - 101, ВКЭ - I и др., а также техническая документация виброустановок.

Методические указания содержат требования к метрологическим характеристикам виброустановоки, исходя из значений допустимых суммарных (основной и дополнительных) погрешностей воспроизведения параметров вибрации для образцовых средств II разряда в соответствии с ГОСТ 8.138-75.

10

измерений на данной виброустановке при воспроизведении заданных

значений параметра вибрации.

6.3.1.    Определение погрешности воспроизведения перемещения.

В случае применения в качестве виброметра перемещения оптической системы, состоящей из реперной линии, размещаемой на колеблющемся узле установки (столике, штоке), и измерительного микроскопа определение погрешности измерения воспроизводимого на виброустановке размаха колебаний проводится непосредственно в процессе аттестации установки.

Ширина реперной линии определяется в лабораториях линейно-угловых измерений и указывается в ее паспорте. Погрешность определения ширины реперной линии должна быть не более ± 0,5 мкм.

6.3.1.1.    При использовании в составе оптического виброметра перемещения измерительного микроскопа (например, МПВ-1 со шкалой на 1200 мкм) с нерегулируемым увеличением определения погрешности воспроизведения перемещения осуществляется следующим образом.

6.3.1.1.1.    На подвижной части вибратора вместо приспособления с реперной линией закрепляется с помощью клея, мастики или специального приспособления см.л.II объект - микрометр отраженного или проходящего света 1в зависимости от конструкции оптической системы виброметра) таким образом, чтобы оптинеская ось микроскопа оыла перпендикулярна плоскости объект-микрометра и проходила через центр его шкалы, а штрихи шкалы микроскопа были параллельны штрихам шкалы объект-микрометра. При выборе объект-микрометра нужно обеспечить соизмеримость размера его шкалы

с размером шкалы микроскопа. (Например, для ШЪ-1 подходит 0M0-I или 0MU-I).

6.3.1.1.2.    Фокусируя микроскоп на шкалу объект-микрометра при одновременном изменении освещенности и направления света (в случае применения объект-микрометра отраженного света), добиться четкого изображения шкалы объект-микрометра в поле зрения микроскопа. Добиться совмещения верхних или нижних крайних штрихов обеих шкал.

6.3.1.1.3.    Принимая за исходную меру шкалу объект-микрометра, определить какому значению соответствует ее размер на шкале микроскопа, вычислить разницу д L между действительным (шкала микроскопа) и истинным размерами (швала объект-микрометра).

II

l/MU    —    WJ

где Д L-тразность размеров шкал, мкм

Lom "* Р^азмеР шкалы объект-микрометра, мкм L,_M - размер шкалы микроскопа, мкм.

6.3.1.1.4.    Произвести взаимное смещение крайних штрихов шкал, затем вновь их совместив, выполнить операции по п. 6.3.1.1.3. Повторить операции 20 раз. Из них в 10 случаях произвести смещение шкалы микроскопа вниз относительно шкалы объект-микрометра и обратное совмещение произвести только снизу, а в 10 случаях - смещение вверх и совмещение с верхней стороны.

6.3.1.1.5.    Обработка результатов 20 измерений производится в соответствии с методикой, изложенной в п.5 ГОСТа 8.009-72. Полученное значение среднеквадратичеокого отклонения разности не должно превышать 5-10 мкм на 1000 мкм шкалы микроскопа.

6.3.1.1.6.    При превышении допустимого значения разности (абсолютная погрешность) необходимо провести анализ причин. Например, проверить перпендикулярность оптической оси микроскопа к направлению колебаний (оси штока), параллельность оси симметрии шкалы микроскопа с направлением колебаний (осью штока), штрихов шкалы микроскопа и штрихов шкалы объект-микрометра. При обнаружении отклонений от перпендикулярности или параллельности более чем на 2-3° устранить их. После коррекции положения шкал и микроскопа необходимо повторить операции по определению

Д L • В случае невозможности коррекции определяется поправочный множитель (Км)

и заносится в аттестат установки

с целью применения при измерениях.

6.3.1.2. при использовании в составе оптического виброметра перемещения измерительного микроскопа с регулируемым увеличением (или сменными объективами) определяется несколько фиксированных значений увеличения и для каждого из них выполняются операции по п. 6.3.I.I. Целесообразно, чтобы каждому выбранному фиксированному значению увеличения соответствовала целочисленная цена деления шкалы нониуса ^для удобства отсчетов).

6.1.3. Цена деления нониуса микроскопа с постоянным увеличением указывается в паспорте, для- случая с регулируемым увели-

12

чением каждому положению органа регулировки (или сменного объектива; соответствует своя цена деления микроскопа шкалы. Цена деления шкалы микрослопа определяется как частное от деления размера шкалы на число ее делений. Цена деления нониуса определяется как частное от деления размера части шкалы, которую проходит нониусный визир за один оборот, на число делений нониуса.

13

6.3.2.

Определение погрешности измерения при воспроизведении ускорения \А) на виброустановке методом косвенных измерений — по перемещении V. S) -1 частоте ( Р ), связанных соотношением

А = (2 JF )^Z s    [м/с*']

где А - ускорепие, м/с*

F - чавтота колебаний, Гц

S - полуразмах кодесааий, и.

При этом погрешности складывается из погрешностей измерения частоты и перемещения. Для выражения погрешности измерения воспроизводимого ускорения возможны варианты [л. 12J :

1.    Измерение выполнено в нормальных условиях, но средства измерений прошли проверку сравнительно давно или образцовые средства измерений были всего в два-три раза точнее поверяемых. При этом нет уверенности, что фактические погрешности измерений частоты и перемещения не превышают пределов погрешности <£f V <f S * полученных по паспортным данным использованных приборов. Поскольку у нас всего две элементарные погрешности и оценены они не строго, сложим их алгебраически. Получим:

S А =2 £ F + <$ S , где

<£а, и iS - относительная случайная погрешность измерения

ускорения, частоты и перемещения соответственно.

2.    Измерение выполнено в рабочих условиях, и оценки и составлены путем оценивания влияния ряда сотавляющих. В этом случае указанные оценки следует считать доверительными погрешностями, отвечающими достаточно высокой доверительной вероятности. В измерительной технике такой вероятностью обычни считают 0(Х),9. Распределение фактических погрешностей t f и £$ по множеству измерений нередко близки к нормальному. Тогда доверительную погрешность результата измерений можно найти по формуле

Пример:

размах колебаний

абсолютная погрешность 6J = - 5 мкм

частота колебаний    F =    20    Гц

измерение частоты по шкале задающего генератора с аб- - 0,1 Г1

солютной погрешностью

£а,=2^₊Г$ = 2-М4Щ_ ₊ _i^ _{= 6} и] ¹ 20 100 ^L J

Примечание: I. учитывая особенности и специфику определения погреш

ностей средств измерений и применения их на виброус-тановке, предпочтительнее использовать первый вариант расчета погрешности & А, ;

2. при получении значения частоты не со шкалы электронного частотомера, а со шкалы задающего генератора погрешность задания частоты возрастает.

15

6.3.3. Сличение образцового виброметра ускорения с пьезоэлектрическим вибропреобразователем (метод прямых ускорений) и оптического виброметра ускорения на базе микроскопа и частотомера (метод косвенных измерений). Сличение осуществляется с целью определения достоверности измерений с помощью средств измерений из комплекта установки, выявления неучтенных влияющих факторов. Для сличения используются участки частотного диапазона, рекомендованные к использованию при поверочной работе, т.е. после основных операций аттестации.

6.3.3.1.    На одной из частот, исследованных в процессе аттестации (с Кп и К ^ Ъ%) методом косвенных измерений по оптическому виброметру перемещения и частотомеру задать ускорение соответствующее одному (или двум) из значений в правой части самой чувствительной шкалы виброметра с пьезоэлектрическим вибропреобразователем и сделать отсчет показаний последнего. Сравнить показания двух виброметров, вычислить относительную разность их показаний, приняв за исходное значение показание оптического виброметра.

Примечание: в момент измерений должны быть обеспечены нормальные условия окружающей среды, напряжение и частота сети в пределах требований на виброустановку, физические поля - в пределах установленных норм.

6.3.3.2.    Повторить операции п. 6.3.3.I. для одного (или двух) из значений ускорения, заданных по оптическому виброметру, для следующей шкалы виброметра с пьезоэлектрическим преобразователем, но в тех же частях шкалы. Определить относительную разность в измерениях, принимая за исходное значение то, которое задавалось по оптическому виброметру.

6.3.3.3.    Провести измерения в пределах возможностей установки и оптического виброметра, постепенно увеличивая задаваемое ускорение и переходя от шкалы к шкале, вычислить относительные разности, построить график зависимости относительной разности о т значения задаваемого ускорения.

2

2. Операции аттестации

При проведении аттестации должны выполняться операции, указанные в таблице I.

Табл. I

т опера ций !Номера пунктов Наименование операций !методических ! !указаний 1 ! 2 ! з- I. Подготовка к аттестации 5 2. Проведение аттестации: 6 2.1. Внешний осмотр 6.1. 2.2. Проверка технической документации 2.3. Опробование 6.2. 2.4. Определение основной погрешности образцовых средств измерений, входящих в комплект установки 6.3. 2.5. Исследование характеристик установки 6.4. 2.5.1. Зависимость от частоты, напряжения возбуждения, весовой нагрузки: размаха колебаний, ускорения, поперечных 6.4.1 ♦ составляющих колебаний, нелинейных искажений+6.4.4. 2.5.2. Зависимость основных характеристик виброус- таловки от изменения напряжения питания; 6.4.5. 2.5.3. Стабильность характеристик установки, температуры в месте установки вибропреобразо-вателя образцового виброметра и температуры окружающей среды в зависимости от времени непрерывной работы 6.4.6. 2.5.4. Определение влияния реально существующих фи- 6.4.7, зических полей на работу средств измерений 6.4.8. 3. Анализ дополнительных погрешностей по резуль- татам исследования установки и их расчет 8 4. Оформление результатов аттестации У

3

3. Перечень средств намерений, приспособлений и материалов, применяемых при аттестации и требования к ним

При проведении аттестации виброустановки должны применяться средства поверки, приспособления и материалы, требования к которым указаны в таблице 2.

Табл. 2

Я№ !Наименование ! п/п !СИ, приспособ-1 !ления, матери-! !алов. ГОСТ ’	Основные требования
"1 ! “ I	о
I. Контрольный виброметр ускорения по ГОСТ ibo26-7I ГОСТ 20844-75	а)    рабочий диапазон чавтот 2 ♦ 10000 Гц б)    погрешность в рабочем диапазоне частет-не более 6%
Гист 16619-71	в) пределы измерения ускорения 8,1 + 5000 м/с2
	г) напряжение сигнала на разъеме "выход" -не менее 200 мв.
	д) число каналов измерения - 3
2. Измеритель коэффициента нелинейных искажений или анализатор гармоник	рабочий диапазон частот - 20 + 20000 Гц погрешность измерения К.Н.И.-не более 5% пределы измерения К.Н.И. - I 4- 100%
3, Электронный частотомер	рабочий диапазон частот I + 20000 Гц наименьший сигнал на входе - 100 мв погрешность измерения частоты - не более 0,5%
микроскоп (из комплекта виброустановки)	цена деления I мкм погрешность измерения размаха - 5 мкм

4. Объект - микрометр шкала на 1000 мкм проходящего или

отраженного света погрешность 0,3%

—П-2-!	■—з-
5. Вольтметр переменного напряжения 1по ГОСТ 9781-67)	рабочий диапазон частот 10 - 20000 Гц диапазон измеряемых напряжений 1мв - 300 в погрешность измерения напряжения - 3%

рабочий диапазон частот - до 10000 Гц

коэффициент преобразования - не менее о ,

0,5 мв.с /м

относительный коэффициент поперечного преобразования в рабочем диапазоне частот установки - не более 5%

коэффициент неравномерности АЧХ в комплекте с виброметром, не более 3%

7. Электронный    рабочий    диапазон    частот    I    +    20000    Гц

осциллограф (по ГОСТ Уо!0-69)

Масса и габариты кубика не должны превышать вместе с вибропреобразователями допустимых для данной установки значений.

Материал* антимагний (например, титан)

Перпендикулярность граней - 90 ± 0,5°

Класс обработки граней - не хуже 10

9. Груз    Масса    груза    вместе    с    вибропреобразователем

должна быть равна максимально допустимой нагрузке на вибратор;

материал груза - латунь, бронза, медь;

форма груза - желательно цилиндрическая с минимальной высотой;

Конструкция грузов должна обеспечивать надежное их крепление на колебательной системе вибратора и обеспечить размещение контрольных вибропреобразователей.

Класс обработки поверхностей грузов в местах крепления вибропреобразователей - не хуже 10.

10. Клей "Циакрин" Должен удовлетворять требованиям инструк-(для крепления щта по его применению, вибропреобразователей)

5

—ГТ-2-!-	3 --
II, Воско- канифольная смесь (.для крепления виб-ропреобразова-телей)	Весовой состав смеси: канифоль - 4U% воск - ьи%
12.    Спирт-ректификат (.для удаления следов воско-канифольной смеси с вибропреобразователей и мест гос крепления) 13.    Ацетон (для обработки поверхностей по клей "Циакрин")	Согласно требованиям ГОСТа 5962-67
14 Регулятор переменного напряжения	Пределы^g егулировакия напряжения Мощность регулятора должна соответствовать суммарной потребляемой мощности подключенных к нему устройств.
15. Термопара и вторичный прибор Тдля измерения температуры мест крепления контрольного вибропреобразо-вателя)	диапазон измерения температур +10 + +70 °С погрешность измерения ± 1,0 °С
16. Термометр (для измерения температуры окружающего воздуха)	диапазон измерения температур 0 + 50 °С погрешность измерения - 0,5 °С
17. Психрометр	диапазон измерения относительной влажности 65 - 30% погрешность измерения - 2%
18. Барометр	диапазон измерения атмосферного давления 100 t5 кПа {750 i 50 мм рт. ст.) погрешность измерения i 0,5 кПа

в

—П-2	!-з---—
19. Вольтметр	диапазоны измерения напряжения сети 180 f 250 В погрешность измерений......- 1%
20. Шумомер	диапазон измерения звукового давления 60 - 130 дБ диапазон частот...... 20 - 20000 Гц погрешность измерения - I дБ
21. Магнятомер	диапазон измерения напряженности магнитного поля до 500 а/м погрешность измерения ± 10%
22. Измеритель влажности ВПГ-103	предел измерения 40 .... 30%; 60....90^ при = 15 .... 35 °С погрешность измерения относительной влажности - Ь% погрешность измерения температуры - 1%
23. Моментный ключ	диапазон регулирования момента силы 0,1 .... 0,8 Нм (.в соответствии с выбранным вибропреобразователем)

24. Набор слевар- набор отверток, гаечных ключей, паяльных ыого монтажно- принадлежностей, пинцет, кусачки, наждач-го инструмента нал бумага и пр.

Примечание:

в зависимости от типа установки и программы ве аттестации отдельные позиции из табл. 2 могут отсутствовать, а требования к ряду предельных значений технических характеристик средств измерений изменены

7

4. Условия проведения аттестации

При проведении аттестации по п.п. 6.2. + ь.4.8 должны соблюдаться следующие условия:

4.1.    нормальные климатические условия, согласно требований 1ХХЛ* 15150-69;

4.2.    частота переменного тока сети питания 5U ± и,5 1Ъ;

отклонение напряжения питания от номинального значения не должно превышать - 2%;

4.3.    установка контрольных измерительных вибропреобразователей ТИВП) должна проводиться в соответствии с их техническими условиями. При установке ИБП с помощью клеев и мастик предпочтительней использовать клей "Циакрин" (ТУ-ПВА-45366),

при креплении ИВП с помощью резьбовых соединений (шпилек) следует применять моментный ключ, отрегулированный на момент силы, соответствующий данному ИБП Тнапример, 0,4 - 0,6 Нм);

4.4.    во всех случаях установки контрольных ИВП следует обеспечивать:

неплоскостность посадочных поверхностей под ИВП не ниже 8-й степени точности по ГОСТ 10356-63;

чистоту обработки посадочных поверхностей не ниже класса 10;

4.5.    параметры физических полей (акустического, магнитного, электрического) должны находиться в пределах требований, предъявляемых санитарными нормами к рабочим местам, и нормативно-технической документацией на средства измерении.

4.6.    к проведению аттестации со стороны организации-владельца аттестуемой установки допускаются лица, имеющие опыт в эксплуатации данного типа виброустановок, окончившие курсы ведомственной или государственных поверителей по специальности "Измерение параметров вибрации и удара";

4.7.    первичную аттестацию поверочных виброустановок проводят представители метрологических организаций Госстандарта, имеющие

в своем составе научные подразделения, занимающиеся вопросами виброметрии (разработкой нормативно-технической документации по методам и средствам поверки, государственных испытаний, разработкой средств измерений и т.д.), а периодическую метрологическую аттестацию образцовых виброустановок - подразделения метрологических центров Госстандарта, получившие аттестат на право проведения работ по поверке образцовых виброустановок.

8

5. Операции подготовки к аттестации

Перед проведением аттестации должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

5.1.    проверить наличие сопроводительной документации на аттестуемую установку и применяемые при аттестации средства измерений;

5.2.    проконтролировать своевременность поверки средств измерений по наличию свидетельств о поверке и клейм;

5.3.    на рабочем меоте для размещения виброустановки и средств измерений проверить освещенность (в соответствии с требованиями санитарных норм) и условий по п.п. 4.1, 4.2 и 4.5, а в далд-нейшем периодически контролировать соблюдение этих требований и условий;

5.4.    убедиться в знании обслуживающим персоналом правил техники безопасности и инструкций по эксплуатации виброустановки, средств измерений, приспособлений и применению токсичных веществ (ацетон, циакрин, спирт);

5.5.    собрать на рабочем месте виброустановку, устройства и средства измерения из ее комплекта, а также средства измерений, применяемые при эксплуатации установки и ее аттестации по блоксхеме, представленной на рис. I.

9

6. Проведение аттестации

b.I. Внешний осмотр виброустановки.

При внешнем осмотре должно быть увтановлено:

6.1Л. соответствие комплекта установки перечню, предусмотренному сопроводительной технической документацией;

6.1. И. отсутствие дефектов покрытий, деформаций узлов и деталей,

недопустимых люфтов механических соединений и передач;

6.1.3.    статический прогиб мембран или других видов подвески и его соответствие значению, указанному в технической документации до методике, изложенной в 1ЪСТ I9II3-73;

6.1.4.    наличие и качество защитного и измерительного заземления, исправность экранировки средств присоединения, правильность выбора точек заземления, чистота контактов и изоляторов в разъемных соединениях.

6.2.    Опробование установки и средств измерений.

При опробовании должны быть выполнены операции:

1.    включение всей аппаратуры и выдержка ее под током в течение времени, определенного сопроводительной технической документацией, для прогрева;

2.    проверка действия органов управления, регулирования, настройки и коррекции. При выполнении этой операции необходимо следить, чтобы воспроизводимые установкой параметры вибрации не выходили за пределы допустимых значений;

3* проверка установки указателей на нуль при включении и выключении питания, свободного перемещения стрелок, фиксации шш взаимодействия элементов, срабатывание средств индикации, качества изображения на экране, бумажных лентах и т.д.

6.3.    Определение погрешности воспроизведения параметров вибрации с помощью образцовых средств измерений, входящих в комплект виброустановки. К образцовым средствам измерений из комплекта установки, как правило, относятся:

образцовый виброметр ускорения; образцовый виброметр перемещения; частотомер.

Под погрешностью воспроизведения понимается суммарная погрешность, включающая в себя основную погрешность средства измерения и

дополнительные погрешности, возникающие при применении средства