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一、制定背景 目前，液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)采用數(shù)字控制，可以實(shí)現(xiàn)正弦、隨機(jī)和地震波模擬等振動(dòng)試驗(yàn)。JJG638-1990《液壓式振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢定規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱“舊規(guī)程”)為1990年發(fā)布實(shí)施的，內(nèi)容上只含有正弦振動(dòng)部分的檢定內(nèi)容，所以不能完全覆蓋液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)全部功能。同時(shí)，20多年來(lái)，相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相繼進(jìn)行了制修訂。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也修改了關(guān)鍵檢定項(xiàng)目的測(cè)量方法，所以規(guī)程迫切需修訂。
根據(jù)國(guó)質(zhì)檢量函[2013]101號(hào)“質(zhì)檢總局關(guān)于下達(dá)2013年國(guó)家計(jì)量技術(shù)法規(guī)制修訂計(jì)劃的通知”及國(guó)振計(jì)委第[2013]05號(hào)“關(guān)于下發(fā)‘2013年國(guó)家計(jì)量技術(shù)法規(guī)制(修)訂及宣貫項(xiàng)目’的通知”，由工業(yè)和信息化部電子第五研究所牽頭組織規(guī)程編寫(xiě)小組，負(fù)責(zé)《液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)檢定規(guī)程》的起草工作。
國(guó)家質(zhì)檢總局于2015年12月7日發(fā)布了JJG638-2015《液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)檢定規(guī)程》，該規(guī)程自2016年6月7日起開(kāi)始實(shí)施。
二、規(guī)程的主要內(nèi)容變化及解析 規(guī)程的主要內(nèi)容為:范圍、引用文件、術(shù)語(yǔ)、概述、計(jì)量性能要求、通用技術(shù)要求以及計(jì)量器具控制(包含檢定的環(huán)境條件、檢定項(xiàng)目、檢定方法和檢定周期)。下面逐條就修訂內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
1.規(guī)程名稱
根據(jù)預(yù)審會(huì)的意見(jiàn)，按“計(jì)量器具命名的規(guī)則”將本規(guī)程的名稱改為“液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)檢定規(guī)程”。
2.引言
按照J(rèn)JF1002-2010《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫(xiě)規(guī)則》的要求，增加了引言部分。
3.范圍
為了適應(yīng)各行業(yè)對(duì)液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的需求，刪除了“正弦激勵(lì)”和“額定推力”限制。“計(jì)量性能”和“檢定方法”章節(jié)也作出了相應(yīng)的調(diào)整。
4.引用文件
增加了“引用文件”一章。本規(guī)程在制定過(guò)程中參閱了如下國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn):
(1)GB/T5170.15-2005《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法振動(dòng)(正弦)試驗(yàn)用液壓振動(dòng)臺(tái)》。
(2)GB/T5170.21-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢驗(yàn)方法振動(dòng)(隨機(jī))試驗(yàn)用液壓振動(dòng)臺(tái)》。
(3)GB/T10179-2009《液壓伺服振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備特性的描述方法》(idt ISO8626:1989)。
(4)GB/T21116-2007《液壓振動(dòng)臺(tái)》。
(5)IEC60068-2-6《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fc:振動(dòng)(正弦)》。
(6)IEC60068-2-64《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fh:寬頻帶隨機(jī)振動(dòng)和導(dǎo)則》。
5.概述
增加了“隨機(jī)振動(dòng)”、“沖擊”功能的表述，采用“示意圖”代替舊規(guī)程對(duì)工作原理的文字描述。
6.計(jì)量性能要求
目前，使用中的部分液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)和新制造的液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)一般具有獨(dú)立的控制器，具有正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)等功能模式。增加了振動(dòng)控制器、隨機(jī)振動(dòng)部分的要求。根據(jù)調(diào)研情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將振動(dòng)位移幅值和加速度幅值示值最大允許誤差統(tǒng)一到“不大于10%”。參照了GB/T5170.21-2008的相關(guān)規(guī)定給出隨機(jī)部分的計(jì)量性能要求。
7.通用技術(shù)要求
進(jìn)行了編輯性修改，并使工作噪聲的相關(guān)規(guī)定與本技術(shù)委員會(huì)歸口的其他振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定保持一致。
8.計(jì)量器具控制
(1)檢定條件
檢定條件作了編輯性修改。
(2)檢定設(shè)備
測(cè)振儀的檢定規(guī)程只有JJG676-2000《工作測(cè)振儀檢定規(guī)程》，該規(guī)程的“計(jì)量性能要求”只規(guī)定了傳感器(或測(cè)振儀)參考靈敏度、測(cè)振儀的頻率響應(yīng)、測(cè)振儀的幅值非線性度3個(gè)項(xiàng)目，并且測(cè)振儀的頻率響應(yīng)為:±5%、±10%；幅值非線性度為:±5%、±10%。難以滿足液壓臺(tái)舊規(guī)程對(duì)測(cè)振儀準(zhǔn)確度3%的要求。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，計(jì)量機(jī)構(gòu)一般采用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀、電荷放大器和加速度計(jì)(位移計(jì))組成振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)檢定裝置，所以本次修訂將檢定設(shè)備中的“測(cè)振儀”改為“動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀、電荷放大器和加速度計(jì)(位移計(jì))”，并分別提出了技術(shù)要求，技術(shù)要求采用了“最大允許誤差、不確定度、準(zhǔn)確度等級(jí)”的表述。
(3)檢定項(xiàng)目
檢定項(xiàng)目增加了控制器和隨機(jī)振動(dòng)部分(如適用)。
(4)檢定方法
①振動(dòng)控制器
振動(dòng)控制器的檢定方法是本次修訂的新增部分，主要項(xiàng)目有:頻率、失真度和通道一致性。頻率、失真度和通道一致性的檢定方法本次修訂參照了GB/T5170.21-2008的相關(guān)規(guī)定。
②橫向振動(dòng)比
根據(jù)2012年6月ISO TC108第31屆年會(huì)ISO TC108/SC6和SC3的會(huì)議中關(guān)于“修正國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5344:2004《電動(dòng)振動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)(設(shè)備)性能特性》和ISO8626:1989《液壓伺服振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)特性的描述》方法及ISO16063-1:1998《振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法——第1部分:基本概念》”的決議，以及全國(guó)振標(biāo)委三分委的相關(guān)決議，本次修訂修改了橫向振動(dòng)比定義和檢定方法。新方法采用同時(shí)刻的與主振方向正交的兩個(gè)正交的加速度信號(hào)進(jìn)行矢量合成，并與主振方向的加速度幅值相比，取最大值，按式(1)進(jìn)行計(jì)算。起草小組對(duì)新方法也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，新定義、檢定方法較舊規(guī)程的定義、檢定方法更科學(xué)合理。
式中:T——振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面加速度幅值橫向振動(dòng)比，%；aT(t)——某時(shí)刻垂直于主振方向平面內(nèi)的橫向加速度，m/s2；ax(t)、ay(t)——某時(shí)刻垂直于主振方向平面內(nèi)兩個(gè)正交的橫向加速度，m/s2；az——主振方向的加速度幅值，m/s2。
③隨機(jī)振動(dòng)
隨機(jī)振動(dòng)的檢定方法參照了GB/T5170.21-2008的相關(guān)規(guī)定。同時(shí)考慮到IEC60068-2-64對(duì)寄生運(yùn)動(dòng)和信號(hào)容差的新要求，本次規(guī)程修訂給出了隨機(jī)振動(dòng)加速度總均方根值橫向振動(dòng)比、加速度功率譜密度橫向振動(dòng)比以及加速度總均方根值均勻度。
三、檢定過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題 1.傳感器安裝注意事項(xiàng)
加速度計(jì)或位移計(jì)安裝及連接信號(hào)適調(diào)器時(shí)，應(yīng)注意的事項(xiàng)如下:
(1)螺栓安裝時(shí)，用推薦的安裝螺栓，有退刀槽，螺栓長(zhǎng)度合適，保證能安裝到底；不要用太長(zhǎng)的螺栓，否則無(wú)法保證傳感器的安裝剛度，并且有可能導(dǎo)致傳感器損壞。
(2)用推薦的膠安裝(例如氰基丙烯酸鹽黏合劑等速干膠)，用合適的溶劑和流程取下傳感器(注:太多的溶劑對(duì)人身體有害)；不要用敲或者大力扭的方法拆傳感器，絕對(duì)不要用刀片或者砂紙除膠(會(huì)損壞安裝面)。
(3)夾具要有較好剛度，且較輕，以保證能夠滿足頻率響應(yīng)的要求。夾具設(shè)計(jì)要保證安裝面有較好地貼合。
(4)連接電纜手指擰緊即可，有些小的插頭需要用專用的工具和推薦的扭矩；高阻壓電加速度傳感器用低噪聲電纜連接，必須有完整和連續(xù)的屏蔽；低噪音電纜應(yīng)采用膠帶固定；不要用普通工具擰緊傳感器接頭，不要擰得太緊，線纜不要扭或打結(jié)或擰得太緊(絕緣、噪聲屏蔽可能被損壞)，低噪聲電纜不能拼接，不要用損壞的電纜。
(5)注意接地，防止地回路，保證單點(diǎn)接地，對(duì)于膠安裝，絕緣和接地需要按以上要求正確處理；不要附加額外的地回路(只要保證接地良好就可以)，不要用損壞的絕緣螺釘(要驗(yàn)證絕緣性)，差分信號(hào)的地不要連接到單端調(diào)理器(差分電橋激勵(lì)浮地)。
(6)信號(hào)調(diào)理時(shí)，要檢查頻率響應(yīng)、過(guò)載恢復(fù)、濾波器等性能參數(shù)是否符合要求；測(cè)量接線端子的激勵(lì)電壓(IEPE或橋路)；壓電式加速度計(jì)不要直接測(cè)量電壓，要用電荷放大器；不要用未知噪聲和頻率響應(yīng)的長(zhǎng)電纜，以免影響輸入電容，在高噪聲環(huán)境中應(yīng)前置阻抗轉(zhuǎn)換器。
2.檢定中窗函數(shù)的選擇
采用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀進(jìn)行檢定時(shí)，要注意窗函數(shù)的選擇:
(1)在檢定頻率時(shí)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采用矩形窗函數(shù)，頻率分辨力要好于被測(cè)量值允許誤差的10倍。
(2)在檢定失真度時(shí)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采用平頂窗函數(shù)，線性幅值，至少5倍的諧波幅值。
(3)在檢定振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)隨機(jī)加速度總均方根值和加速度功率譜密度時(shí)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀采用海寧窗函數(shù)。
3.橫向振動(dòng)比的檢定注意事項(xiàng)
液壓式振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的橫向振動(dòng)比的檢定分為3個(gè)方面:一是振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面正弦振動(dòng)橫向振動(dòng)比；二是振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面隨機(jī)振動(dòng)加速度總均方根值橫向振動(dòng)比；三是振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面隨機(jī)振動(dòng)加速度功率譜密度橫向振動(dòng)比。
(1)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面正弦振動(dòng)橫向振動(dòng)比檢定時(shí)，采用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀同時(shí)測(cè)量正交的3個(gè)方向的加速度時(shí)域信號(hào)，至少同時(shí)測(cè)量與主振方向正交的兩個(gè)正交方向的加速度時(shí)域信號(hào)，同時(shí)刻的與主振方向正交的兩個(gè)正交的加速度信號(hào)進(jìn)行矢量合成，并與主振方向的加速度幅值相比，取最大值，并按式(1)進(jìn)行計(jì)算。
(2)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面隨機(jī)振動(dòng)加速度總均方根值橫向振動(dòng)比檢定時(shí)，采用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀測(cè)量3個(gè)方向的振動(dòng)加速度總均方根值，計(jì)算加速度總均方根值臺(tái)面橫向振動(dòng)比。
(3)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)面隨機(jī)振動(dòng)加速度功率譜密度橫向振動(dòng)比檢定時(shí)，采用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀測(cè)量3個(gè)方向的振動(dòng)加速度功率譜密度，直接讀取最大加速度功率譜密度橫向振動(dòng)比。 摘自：中國(guó)計(jì)量報(bào)
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