JJG××××─××××JJG中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程JJG××─××××三軸向電動振動試驗系統(tǒng)3-axisVibrationTestSystems××××-××-××發(fā)布××××-××-××實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

三軸向電動振動試驗系統(tǒng)檢定規(guī)程Verification三軸向電動振動試驗系統(tǒng)檢定規(guī)程VerificationSpecificationfor3-axisVibrationTestSystemsJJG××─××××本規(guī)范經(jīng)國家市場監(jiān)督管理總局于××××年××月××日批準，并自××××年××月××日起施行。歸口單位：全國振動沖擊與轉(zhuǎn)速計量技術(shù)委員會主要起草單位：XXXXXXXXXXX參加起草單位：XXXXXXXXXXX本規(guī)范委托全國振動沖擊轉(zhuǎn)速計量技術(shù)委員會負責(zé)解釋JJG××××─××××本規(guī)范主要起草人：XXXXXX參加起草人：XXXXXXXXXXXX

三軸向電動振動試驗系統(tǒng)檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于振動頻率不大于2000Hz，產(chǎn)生三個正交軸向空間線振動的三軸向電動振動試驗系統(tǒng)的檢定。2引用文件GB/T7670-2009電動振動發(fā)生系統(tǒng)（設(shè)備）性能特性GJB8547軍用裝備多激振器振動試驗方法JJF1156振動、沖擊、轉(zhuǎn)速計量術(shù)語及定義JJG948數(shù)字式電動振動試驗系統(tǒng)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位以下術(shù)語和定義適用于本規(guī)范：3.1三軸向電動振動試驗系統(tǒng)3-axisvibrationtestsystems可以產(chǎn)生三個正交軸向空間線振動的試驗系統(tǒng)。3.2機械耦合裝置mechanicalcouplingdevices將三個單一正交軸向線振動耦合到一起產(chǎn)生空間線振動的機械裝置。3.3主要峰（谷）值mainpeak（valley）value將測量數(shù)據(jù)的峰谷順序按照所規(guī)定時間歷程的峰（谷）順序排列，超過其最大峰（谷）值75%的峰（谷）值。4概述三軸向電動振動試驗系統(tǒng)是用來按照試驗標(biāo)準要求，產(chǎn)生沿著空間三個正交軸的空間線振動的動態(tài)力學(xué)環(huán)境試驗設(shè)備。如圖1所示，通常由三個正交布置的電動振動試驗系統(tǒng)、機械耦合裝置等組成。1——電動振動試驗系統(tǒng)2——機械耦合裝置3——試驗件圖1三軸向電動振動試驗系統(tǒng)

計量性能要求本規(guī)程涵蓋了試驗系統(tǒng)不同功能的計量性能要求內(nèi)容，如果試驗系統(tǒng)只有部分功能，則必須對該功能含有的所有功能項進行性能檢定。如只有正弦振動功能，則必須對含有的所有正弦振動功能項進行性能檢定。并且不具備對應(yīng)功能未檢定的項目，應(yīng)當(dāng)在檢定原始記錄中予以記錄，檢定證書中予以說明。如適用的項目為非通用項目，通常為特定用戶的要求，可以根據(jù)試驗系統(tǒng)是否具備該功能和用戶的實際情況確定是否予以檢定。試驗系統(tǒng)維修后，應(yīng)當(dāng)按照首次檢定的要求進行檢定。5.1正弦振動5.1.1頻率示值誤差規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)，其各軸向頻率示值的最大允許誤差為：±1.0%。5.1.2（加速度、速度、位移）幅值示值誤差規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)，其各軸向幅值示值的最大允許誤差為：±10%，在共振段可允許為：±20%。5.1.3軸間相位差示值誤差規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)，其各軸向間相位差的最大允許誤差為：±10°。5.1.4工作臺面加速度波形失真度規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)，其各軸向加速度波形失真度應(yīng)滿足表1的要求。工作臺面加速度波形失真度頻率范圍Hz加速度波形失真度5≤f≤20≤25%20＜f≤f0≤15%f0——運動部件軸向一階諧振頻率；在20Hz至軸向一階諧振頻率范圍內(nèi)，允許有1～2個加速度波形失真度較大的頻帶，在該頻帶內(nèi)最大加速度波形失真度不大于25%，頻帶寬度應(yīng)在加速度波形失真度對應(yīng)頻率的10%以內(nèi)，加速度波形失真度的測量應(yīng)包括到上限頻率5倍的諧波。5.1.5掃頻定振精度掃頻定振精度的最大允許值為：±2dB。5.2隨機振動5.2.1隨機振動加速度控制譜動態(tài)范圍每個軸向的隨機加速度功率控制動態(tài)范圍（設(shè)置譜動態(tài)范圍40dB）應(yīng)不小于35dB。5.2.2加速度總均方根示值誤差每個軸向的隨機加速度總均方根值示值誤差的最大允許值為：±10%。5.2.3加速度功率譜密度示值誤差每個軸向的隨機振動加速度功率譜密度示值誤差的最大允許值為：±20％。5.2.4加速度總均方根值控制精度在90％置信度下，每個方向的隨機振動加速度總均方根值的控制精度最大允許值為：±1.5dB。5.2.5加速度功率譜密度控制精度加速度功率譜密度的控制精度最大允許值為：±2dB，500Hz以上可以為±3dB，超過3dB的累積帶寬限制在工作頻率范圍的10%以內(nèi)。5.3波形再現(xiàn)（如適用）5.3.1峰（谷）值偏差各軸向時間歷程中90%的主要峰（谷）值，與所要求的峰（谷）值偏差的最大允許值為：±20%。5.3.2時間歷程的面積誤差時間歷程的面積誤差的最大允許值為：±10%。5.4其他試驗系統(tǒng)加速度噪聲、激振力等應(yīng)當(dāng)滿足出廠指標(biāo)要求。6通用技術(shù)要求6.1外觀及工作正常性要求6.1.1試驗系統(tǒng)應(yīng)配有產(chǎn)品合格證、使用說明書及全部必備附件。各組成部分的銘牌或外殼上應(yīng)標(biāo)明其型號、規(guī)格、制造商、出廠編號和日期。供電電源的標(biāo)志及電壓和頻率范圍指示明確。6.1.2試驗系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好，無影響正常工作的機械損傷。其開關(guān)、按鍵、旋鈕等操作靈活可靠，標(biāo)志清晰明確，輸出輸入插座應(yīng)無松動。6.1.3試驗系統(tǒng)按使用說明書要求進行通電、預(yù)熱后進行自檢，系統(tǒng)各部分應(yīng)工作正常，顯示清晰。6.2其他技術(shù)要求6.2.1試驗系統(tǒng)工作時，如果發(fā)出的噪聲聲壓級大于90dB（A計權(quán)），用戶應(yīng)采取隔聲、消聲措施。6.2.2試驗系統(tǒng)勵磁裝置處于工作狀態(tài)時，距臺面安裝螺孔的最大分布圓直徑1/4高度處的整個平面上的漏磁應(yīng)滿足出廠技術(shù)要求條件。7計量器具控制7.1檢定條件環(huán)境溫度：15℃~35℃；相對濕度：≤80%；室內(nèi)應(yīng)無影響校準結(jié)果的強電磁場干擾。7.2檢定設(shè)備7.2.1加速度計頻率范圍覆蓋：5Hz~2kHz，頻率響應(yīng)優(yōu)于：±1.0%，線性度優(yōu)于：±1.0%，，加速度計橫向靈敏度優(yōu)于2.0%。7.2.2動態(tài)信號分析儀分析帶寬覆蓋：5Hz~2kHz，幅值示值誤差：±0.5%；通道相位差優(yōu)于：±1°；功率譜密度示值誤差：±4%。7.2.3激光測振儀（可選）頻率范圍覆蓋：5Hz~2kHz，幅值測量不確定度優(yōu)于：±1.0%，相位測量不確定度優(yōu)于：±1°。7.2.4電荷放大器（可選）1級；通道相位差優(yōu)于：±1°。7.2.5不銹鋼立方體（可選）固有頻率≥20kHz，安裝3個標(biāo)準加速度計或者反射激光的平面，平面度優(yōu)于5μm，平行度優(yōu)于5″，垂直度優(yōu)于5μm，表面粗糙度優(yōu)于1μm。7.2.6游標(biāo)卡尺（可選）最大允許誤差：±0.02mm。7.2.7特斯拉計最大允許誤差：±10%。7.2.7聲級計滿足2級聲級計要求。

7.3檢定項目表2檢定項目表序號檢定項目檢定項目選擇首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀及工作正常性檢查+++2頻率示值誤差+-3加速度示值誤差+++4軸間相位差示值誤差+++5工作臺面加速度波形失真度++-6掃頻定振精度+--7隨機振動加速度控制譜動態(tài)范圍++-8加速度總均方根示值誤差++-9加速度功率譜密度示值誤差+++10加速度總均方根值控制準確度++-11加速度功率譜密度控制準確度++-12峰（谷）值偏差***13時間歷程的面積誤差***14工作臺面漏磁+--15試驗系統(tǒng)加速度噪聲+--16工作時的最大噪聲+--17激振力+--注：表中“+”表示需要檢定的項目；“-”表示不需要檢定的項目；“*”表示如適用的項目。7.4檢定方法7.4.1適用范圍本規(guī)程檢定方法適用于除特殊要求外的臺面在空載時進行。7.4.2外觀及工作正常性檢查性能指標(biāo)檢定前對三軸向電動振動試驗系統(tǒng)的外觀及工作正常性檢查，結(jié)果符合6.1的要求。7.4.2頻率示值誤差試驗系統(tǒng)的振動控制器采取正弦自閉環(huán)控制，將控制器信號輸出端接動態(tài)信號分析儀。在控制儀的工作頻率范圍內(nèi)，選取3個頻率值（包括工作頻率上下限頻率值），分別在適當(dāng)?shù)牧考壣峡刂啤２捎脛討B(tài)信號分析儀測量時，要采用矩形窗函數(shù)，頻率分辨力要好于被測量值允許誤差的5倍。分別記錄控制器每個軸向通道的頻率示值和動態(tài)信號分析儀的測量值，計算頻率示值誤差，每個軸向測量結(jié)果應(yīng)符合5.1.1的要求。δf=f-f其中：δff——控制器頻率示值，Hzfs——動態(tài)信號分析儀的頻率測量值，Hz7.4.3（加速度、速度、位移）幅值示值誤差采用加速度計進行檢定時，如果是三個單向加速度計，每個加速度計的安裝應(yīng)和對應(yīng)軸向控制加速度計盡量接近，并且可采用立方體靶標(biāo)作為安裝基座；如果采用三向加速度計，需要將三向加速度計安裝在振動臺的臺面中心，通過卡尺測量和調(diào)整使得三軸向加速度計3個敏感軸和三個振動軸向的方向一致。采用激光測振儀進行檢定時，將立方體靶標(biāo)安裝到機械耦合裝置的臺面中心，并且和三個軸向一致，激光測振儀的激光束先打到立方體靶標(biāo)三個正交的平面上，調(diào)整激光束使其原路返回。三軸向電動振動試驗系統(tǒng)必須同時工作，將三軸向電動振動試驗系統(tǒng)的三個軸向振動同時調(diào)整到不小于額定值50%的振動量級，分別記錄每個軸向控制系統(tǒng)和對應(yīng)動態(tài)信號分析儀上顯示的加速度示值。按照1/3倍頻程或者均勻的選取10個點（包含上下限頻率），計算加速度示值誤差，每個軸向測量結(jié)果應(yīng)符合5.1.2的規(guī)定。δa=a-其中：δaa——控制器加速度示值as——動態(tài)信號分析儀的加速度測量值7.4.4軸間相位差示值誤差按照7.4.3中的安裝方式安裝后，將三軸向電動振動試驗系統(tǒng)調(diào)整到不小于額定值50%的振動量級，分別記錄每兩軸之間在動態(tài)信號分析儀上顯示的相位差。同時讀取控制儀上每兩軸間的相位差，計算軸間相位差示值誤差，每個軸向測量結(jié)果應(yīng)符合5.1.3的規(guī)定。δφ=φ-φ其中：δφ——軸間相位差φ——控制器軸間相位差示值φs7.4.5工作臺面加速度波形失真度按照7.4.3中的安裝方式安裝后，將三軸向電動振動試驗系統(tǒng)調(diào)整到不小于額定值50%的振動量級，通過動態(tài)信號分析儀，讀取每個軸向的工作臺面加速度波形失真度（計算5次諧波），測量5次，以平均值作為測量結(jié)果。采用掃頻或逐點方式，獲得整個頻率范圍內(nèi)的工作臺面加速波形失真度，每個軸向測量結(jié)果應(yīng)符合5.1.4的規(guī)定。7.4.6掃頻定振精度按照7.4.3中的安裝方式安裝后，在試驗系統(tǒng)工作頻率范圍內(nèi)，三軸向同時按額定工作特性曲線的不小于額定值50%幅值設(shè)置掃頻曲線。定位移到定速度交越頻率f1和定速度到定加速度交越頻率f2按式（4）計算。用動態(tài)信號分析儀記錄其掃頻曲線，幅值為對數(shù)坐標(biāo)dB，測量掃頻曲線中各點加速度值與設(shè)定值的最大偏差。每個軸向結(jié)果應(yīng)符合5.1.5的規(guī)定。（4）式中：d——位移峰值，mm；v——速度峰值，m/s；a——加速度峰值，m/s2。7.4.7隨機振動加速度控制譜動態(tài)范圍按7.4.3方法安裝加速度計及連接測量儀器。在控制儀上設(shè)置圖2譜形（f1為頻率下限，f13為頻率上限），三軸向同時振動，其加速度總方均根值應(yīng)大于50%額定加速度，振動控制系統(tǒng)均衡控制，采用動態(tài)信號分析儀測量振動臺臺面的加速度功率譜控制動態(tài)范圍，分析儀采用海寧窗函數(shù)，取120次以上的平均次數(shù)，幅值采用對數(shù)坐標(biāo)dB，記錄并量取動態(tài)范圍值。其結(jié)果應(yīng)符合5.2.1的規(guī)定。圖2試驗系統(tǒng)加速度功率譜控制動態(tài)范圍譜形圖7.4.8加速度總均方根示值誤差按照7.4.3中的安裝方式安裝后，試驗系統(tǒng)設(shè)置圖3譜形，總方均根值要大于50%額定加速度，并均衡控制。采用動態(tài)信號分析儀測量加速度功率譜密度S(f)，幅值采用線性坐標(biāo)，基帶分析，海寧窗函數(shù)，平均次數(shù)120以上，分析上限頻率放置在2kHz，測量頻帶內(nèi)的加速度總方均根值，重復(fù)10次，計算其平均值A(chǔ)a。讀取并計算試驗系統(tǒng)加速度總方均根值示值平均值A(chǔ)b，按式（5）計算每個軸向的示值誤差。圖3試驗系統(tǒng)檢定譜形圖計算加速度總方均根值示值誤差A(yù)。其結(jié)果應(yīng)符合5.2.2的規(guī)定。(5)式中：Aa——檢定裝置測量的加速度總方均根值平均值，m/s2；Ab——試驗系統(tǒng)加速度總方均根值示值平均值，m/s2。7.4.9加速度功率譜密度示值誤差按照7.4.3中的安裝方式安裝后，試驗系統(tǒng)設(shè)置圖3譜形，并均衡控制。采用動態(tài)信號分析儀測量振動臺臺面的加速度功率譜密度。分析儀設(shè)置海寧窗函數(shù)，幅值采用線性坐標(biāo)，取平均次數(shù)120次以上，在譜形的平直段任取3個頻率值，測量各頻率處的加速度功率譜密度值，重復(fù)5次，計算其平均值SASD，同時記錄試驗系統(tǒng)譜密度示值的平均值，按式（6）計算加速度功率譜密度示值誤差。每個軸向其結(jié)果應(yīng)符合5.2.3的規(guī)定。(6)7.4.10加速度總均方根值控制精度按照7.4.3中的安裝方式安裝后，試驗系統(tǒng)設(shè)置圖3譜形，并均衡控制。隨機振動控制在90％置信度下，每次測量取5個讀數(shù)，每隔2分鐘測量一次，共測5次。分別計算每次測量的平均值。按式（7）分別計算每次加速度總方均根值的控制精度。其結(jié)果應(yīng)符合本規(guī)程5.2.4的規(guī)定。(dB)(7)式中：A——各次測量加速度總方均根值的平均值，m/s2；A'——試驗系統(tǒng)設(shè)置的加速度總方均根值，m/s2。7.4.11加速度功率譜密度控制準確度隨機振動控制在90％置信度下，在圖3譜形的平直段任取一頻率值，采用動態(tài)信號分析儀測量該頻率值的加速度功率譜密度。動態(tài)信號分析儀的分析頻率上限設(shè)置為被檢定系統(tǒng)的上限頻率、海寧窗函數(shù)、平均次數(shù)設(shè)為120，每隔2分鐘測量一次，共測5次。分別計算每次測量的平均值，按式（8）分別計算每次加速度功率譜密度控制精度值。取最大值作為加速度功率譜密度控制精度。其結(jié)果應(yīng)符合5.2.5的規(guī)定。(dB)(8)式中：—各次測量加速度功率譜密度值的平均值—試驗系統(tǒng)設(shè)置的加速度功率譜密度值7.4.12峰（谷）值偏差按照7.4.3中的安裝方式安裝后，試驗系統(tǒng)設(shè)置用戶提供的典型時間歷程曲線，并均衡控制。當(dāng)被控制波形納入容差帶后，采用動態(tài)信號分析儀分別測量并記錄各個波形。確定主要峰（谷）值，并計算峰（谷）值偏差，其結(jié)果應(yīng)符合5.3.1的規(guī)定。7.4.13時間歷程的面積誤差按照7.4.3中的安裝方式安裝后，試驗系統(tǒng)設(shè)置用戶提供的典型時間歷程曲線，并均衡控制。當(dāng)被控制波形納入容差帶后，采用動態(tài)信號分析儀分別測量并記錄各個波形。然后按照附錄A公式計算時間歷程的面積誤差。其結(jié)果應(yīng)符合5.3.2的規(guī)定。7.4.14工作臺面漏磁試驗系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，用特斯拉計測量距臺面為安裝螺孔的最大分布圓直徑的1/4高度，且平行于臺面的整個平面上的磁通密度。其結(jié)果應(yīng)符合出廠的規(guī)定。7.4.15試驗系統(tǒng)加速度噪聲將測量加速度計剛性連接在振動臺臺面中心，其輸出通過適調(diào)放大器連接數(shù)字電壓表。當(dāng)試驗系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，控制儀輸出信號幅值為零，功率放大器增益調(diào)至最大，測量臺面中心三個軸向的加速度有效值a0，結(jié)果應(yīng)符合出廠的規(guī)定。7.4.16工作時的最大噪聲在工作頻率范圍內(nèi)，以最大加速度幅值做掃頻振動，選取距離臺體邊緣1.0m，離開地面高1.5m的不少于6個測量點，用聲級計（A計權(quán)）測量振動臺工作時的噪聲，6點中的最大值為振動臺最大工作噪聲，其結(jié)果應(yīng)符合出廠的規(guī)定。7.4.17激振力每個軸向的激振力分別進行檢定。將特定的檢驗負載mt安裝在臺面上，設(shè)置合適的振動頻率和加速度，動態(tài)信號分析儀測量獲得加速度大小。按公式（16）計算激振力（避開共振區(qū)），其結(jié)果應(yīng)符合出廠的規(guī)定。Fomt=(me+mt)×a（16）式中：Fomt——激振力，N；me——單個軸向的運動部件等效質(zhì)量，kg；mt——負載的質(zhì)量，kg；a——各軸向的加速度值，m/s2。7.5檢定結(jié)果處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的試驗系統(tǒng)，發(fā)給檢定證書，檢定證書內(nèi)頁格式見附錄B；不符合本規(guī)程要求的試驗系統(tǒng)，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項目。檢定結(jié)果通知書的內(nèi)頁格式見附錄C。7.6檢定周期試驗系統(tǒng)的檢定周期為1年。

附錄A時間歷程的面積誤差計算波形再現(xiàn)試驗的整個時間歷程[0,T]的面積誤差計算公式如下：I其中：y(t)——試驗系統(tǒng)每個軸向的時域信號；ys(t)——標(biāo)準測振系統(tǒng)每個軸向的時域信號；

附錄B檢定證書內(nèi)頁格式檢定結(jié)果一、正弦振動（具備該功能/不具備該功能）1.頻率示值誤差軸：設(shè)定頻率/Hz測量頻率/Hz頻率示值誤差/%2.幅值示值誤差軸：設(shè)定幅值/mm測量幅值/mm幅值示值誤差/%軸：設(shè)定幅值mm/s測量幅值mm/s幅值示值誤差/%軸：設(shè)定幅值m/s-2測量幅值m/s-2幅值示值誤差/%3.軸間相位差示值誤差軸和軸之間：設(shè)定相位差°測量相位差°相位差示值誤差°4.工作臺面加速度波形失真度軸：頻率/Hz加速度波形失真度/%備注5.掃頻定振精度軸：dB(附圖)二、隨機振動（具備該功能/不具備該功能）1、隨機加速度功率控制動態(tài)范圍軸：dB(附圖)2、加速度總均方根示值誤差軸：%(附圖)3、加速度功率譜密度示值誤差軸：%(附圖)4、加速度總均方根值控制準確度軸：dB(附圖)5、加速度功率譜密度控制準確度軸：dB（頻率范圍：；附圖）三、波形再現(xiàn)（該功能適用/該功能不適用）1、峰值偏差軸：%(附圖)2、谷值偏差軸：%(附圖)3、時間歷程的面積誤差軸：%(附圖)四、其他（首次檢定/維修后檢定/后續(xù)檢定不涉及）1、工作臺面漏磁：mT2、試驗系統(tǒng)加速度噪聲：m/s23、工作時的最大噪聲：dB4、（軸）激振力（正弦/隨機）：N（臺體運動部件質(zhì)量：kg，負載質(zhì)量：kg）

附錄C檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式