GB/T 20485.43-2021振動與沖擊傳感器校準方法第43部分：基于模型參數(shù)辨識的加速度計校準

ICS17160

J04.

中華人民共和國國家標準

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

振動與沖擊傳感器校準方法

第43部分基于模型參數(shù)辨識的

:

加速度計校準

Methodsforthecalibrationofvibrationandshocktransducers—

Part43Calibrationofaccelerometersbmodel-basedarameteridentification

:yp

(ISO16063-43:2015,IDT)

2021-08-20發(fā)布2022-03-01實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標準化管理委員會

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語和定義

3………………2

符號

4………………………2

典型頻率響應(yīng)和瞬態(tài)激勵分析

5…………3

通用方法

6…………………5

線性質(zhì)量彈簧阻尼模型

7--………………5

模型

7.1…………………5

基于正弦校準數(shù)據(jù)的參數(shù)辨識

7.2……………………5

基于頻域沖擊校準數(shù)據(jù)的辨識

7.3……………………8

使用中注意的問題

8………………………12

測量鏈的影響

8.1………………………12

測量通道的同步性

8.2…………………12

用于辨識的源數(shù)據(jù)的特性

8.3…………12

模型的驗證試驗與參數(shù)的有效性

8.4…………………12

模型有效性的統(tǒng)計檢驗

8.5……………13

結(jié)果報告

9…………………13

報告的一般性考慮

9.1…………………13

報告的結(jié)果與條件

9.2…………………14

參考文獻

……………………15

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

前言

振動與沖擊傳感器校準方法主要由基本概念絕對法校準比較法校準環(huán)境模擬校

GB/T20485《》、、、

準和其他五大類構(gòu)成已發(fā)布的部分如下

,:

第部分基本概念

———1:;

第部分激光干涉法振動絕對校準

———11:;

第部分互易法振動絕對校準

———12:;

第部分激光干涉法沖擊絕對校準

———13:;

第部分激光干涉法角振動絕對校準

———15:;

第部分地球重力法校準

———16:;

第部分振動比較法校準

———21:;

第部分沖擊比較法校準

———22:;

第部分橫向振動靈敏度測試

———31:;

第部分磁靈敏度測試

———33:;

第部分激光測振儀校準

———41:;

第部分高精度地震計的重力加速度法校準

———42:;

第部分基于模型參數(shù)識別的加速度計校準

———43:。

計劃發(fā)布的部分有

:

第部分離心機法絕對校準

———17:;

第部分響應(yīng)測試沖擊激勵法的加速度計頻率和相位響應(yīng)測試

———32:;

第部分現(xiàn)場振動校準器校準

———44:;

第部分內(nèi)置校準線圈的振動傳感器校準

———45:。

本部分是的第部分

GB/T2048543。

本部分按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本部分使用翻譯法等同采用年修訂振動與沖擊傳感器校準方法第

ISO16063-43:2015(2016)《

部分基于模型參數(shù)辨識的加速度計校準

43:》。

與本部分中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下

:

振動與沖擊傳感器校準方法第部分基本概念

———GB/T20485.1—20081:(ISO16063-1:1998);

振動與沖擊傳感器校準方法第部分激光干涉法振動絕對校準

———GB/T20485.11—200611:

(ISO16063-11:1999,IDT);

振動與沖擊傳感器校準方法第部分激光干涉法沖擊絕對校準

———GB/T20485.13—200713:

(ISO16063-13:2001,IDT);

振動與沖擊傳感器校準方法第部分振動比較法校準

———GB/T20485.21—200721:

(ISO16063-21:2003,IDT);

振動與沖擊傳感器校準方法第部分沖擊比較法校準

———GB/T20485.22—200822:

(ISO16063-22:2005,IDT);

測量不確定度評定與表示

———JJF1059.1—2012(ISO/IECGUIDE98-3:2008);

用蒙特卡洛法評定測量不確定度

———JJF1059.2—2012(ISO/IECGUIDE98-3-SP1:2008)。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任

。。

本部分由全國機械振動沖擊與狀態(tài)監(jiān)測標準化技術(shù)委員會提出并歸口

、(SAC/TC53)。

本部分起草單位中國計量科學(xué)研究院上海市計量測試技術(shù)研究院蘇州集成校準檢測認證有限

:、、

公司北京市計量檢測科學(xué)研究院北京理工大學(xué)

、、。

本部分主要起草人胡紅波于梅劉立群周倫彬張宏宇張振海

:、、、、、。

Ⅰ

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

引言

所有部分在其不同的部分

ISO16063()(ISO16063-1、ISO16063-11、ISO16063-13、ISO16063-21

和里規(guī)定了用于校準振動傳感器的裝置與程序其采用的方法可以分為兩類第一類是

ISO16063-22)。,

穩(wěn)態(tài)信號也就是正弦或者多正弦激勵第二類是瞬態(tài)信號即沖擊激勵前者因其固有的周期重復(fù)性

,;,。

可以得到最優(yōu)的測量不確定度而后者主要針對的是周期激勵因受校準系統(tǒng)功率限制而無法達到的高

;

強度激勵

。

第一類校準的結(jié)果是以頻域的復(fù)傳遞靈敏度的形式給出因此不能直接用于時域瞬態(tài)信號

,。

第二類校準的結(jié)果是一個單一的值即時域峰值比這個比值有意忽略了傳感器對在其諧振頻段

,,()

存在分量的瞬態(tài)輸入信號與頻率相關(guān)的動態(tài)響應(yīng)由于這個峰值比特征校準結(jié)果通常與校準所使

?！啊?

用的瞬態(tài)輸入信號的形狀和所使用的裝置有較強的相關(guān)性

。

這樣就會存在以下兩個嚴重的后果

:

依據(jù)或進行的沖擊激勵校準在量值傳遞的使用中受到限制

a)ISO16063-13ISO16063-22,。

即采用絕對法校準的實驗室校準得到的沖擊靈敏度S可能在采用比較法校準的實驗室裝

,sh,

置上就不能使用原因是輸入激勵信號形狀不同導(dǎo)致比較法裝置沖擊激勵信號頻譜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生

,,

了差異

。

如果校準裝置使用具有不同頻率成分的輸入信號如在對某認可過程有效性確認中討論測

b),,

量不確定度評估一致性問題時采用不同校準裝置得到的校準結(jié)果進行比較是不可行的

,。

本部分采取的方法是將加速度計作為一個機械量輸入與電量輸出用數(shù)學(xué)模型來描述的動態(tài)系統(tǒng)

、,

這個電量輸出被假設(shè)與加速度計固有的機械量如形變成比例關(guān)系在已經(jīng)建立的方法

(:)。(ISO16063-

和校準得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上確定模型參數(shù)的估計值以

11、ISO16063-13、ISO16063-21ISO16063-22),

及對應(yīng)的不確定度已經(jīng)量化的參數(shù)及其對應(yīng)不確定的完整模型則可以用來計算傳感器對任何瞬態(tài)信

。

號的時域響應(yīng)包括與時間有關(guān)的不確定度或者是開始從傳感器測量的時間輸出信號

(),(ISO16063-11

或者來估計未知的傳感器瞬態(tài)輸入信號

ISO16063-13)。

另外該方法同時可以提供這個模型連續(xù)的頻域傳遞靈敏度的估計

,。

簡而言之本部分規(guī)定的方法與過程可以使用戶能夠進行如下工作

,:

校準用以對瞬態(tài)輸入精確測量的振動傳感器

———;

采用瞬態(tài)激勵對有效性進行比對測量

———;

預(yù)測瞬態(tài)輸入信號及其隨時間變化的測量不確定度

———;

補償振動傳感器的頻率響應(yīng)特性實時的從而擴展傳感器的適用帶寬

———(),。

Ⅱ

GB/T2048543—2021/ISO16063-432015

.:

振動與沖擊傳感器校準方法

第43部分基于模型參數(shù)辨識的

:

加速度計校準

1范圍

的本部分規(guī)定了用于描述振動傳感器輸入輸出特性數(shù)學(xué)模型中參數(shù)估計以及相應(yīng)不

GB/T20485

確定度評估的術(shù)語和方法所述方法是按和

。ISO16063-11、ISO16063-13、ISO16063-21ISO16063-22

規(guī)定的校準程序基于所采集的校準數(shù)據(jù)所進行的參數(shù)估計本部分是對上述標準中現(xiàn)有程序與定義

,。

的擴展所描述的不確定度評估符合和所確定的

,ISO/IECGUIDE98-3ISO/IECGUIDE98-3-SP1

方法

。

本部分中描述的新特征用于提高寬帶瞬態(tài)輸入信號如沖擊的校準和測量應(yīng)用的質(zhì)量本部分

/()。

給出了振動傳感器對瞬態(tài)輸入信號響應(yīng)的特性描述方法并通過用已獲得的輸出信號預(yù)測輸入信號為

,,

準確測量瞬態(tài)振動信號提供了依據(jù)為了給出超出和所規(guī)定的單值特征

。ISO16063-13ISO16063-22

范圍的測量能力和不確定度上述應(yīng)用領(lǐng)域的加速度計校準數(shù)據(jù)宜按下述方法進行評估和記錄

,。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本文

。,

件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文件

。,()。

機械振動沖擊與狀態(tài)監(jiān)測詞匯

ISO2041、(Mechanicalvibration,shockandconditionmonito-

ring—Vocabulary)

振動與沖擊傳感器的校準方法第部分基本概念

ISO16063-11:(Methodsforthecalibration

ofvibrationandshocktransducers—Part1:Basicconcepts)

振動與沖擊傳感器的校準方法第部分激光干涉法振動絕對校準

ISO1