ISO 8041-1:2017
(Main)Human response to vibration — Measuring instrumentation — Part 1: General purpose vibration meters
Human response to vibration — Measuring instrumentation — Part 1: General purpose vibration meters
ISO 8041-1:2017 specifies the performance specifications and tolerance limits for instruments designed to measure vibration values, for the purpose of assessing human response to vibration. It includes requirements for pattern evaluation, or validation, periodic verification and in situ checks, and the specification of vibration calibrators for in situ checks. Vibration instruments specified in this document can be single instruments, combinations of instrumentation or computer-based acquisition and analysis systems. Vibration instruments specified in this document are intended to measure vibration for one or more applications, such as the following: - hand-transmitted vibration (see ISO 5349‑1); - whole-body vibration (see ISO 2631‑1, ISO 2631‑2 and ISO 2631‑4); - low-frequency whole-body vibration in the frequency range from 0,1 Hz to 0,5 Hz (see ISO 2631‑1). Vibration instruments can be designed for measurement according to one or more of the frequency weightings defined within each of these applications. Three levels of performance testing are defined in this document: a) pattern evaluation or validation: pattern evaluation, i.e. a full test of the instrument against the specifications defined in this document; validation of one-off instruments, i.e. a limited set of tests of an individual vibration measuring system against the relevant specifications defined in this document; b) periodic verification, i.e. an intermediate set of tests designed to ensure that an instrument remains within the required performance specification; c) in situ checks, i.e. a minimum level of testing required to indicate that an instrument is likely to be functioning within the required performance specification.
Réponse des individus aux vibrations — Appareillage de mesure — Partie 1: Instrument de mesure à usage général
ISO 8041-1:2017 donne les spécifications de performances et les limites de tolérance pour les instruments destinés à mesurer les valeurs de vibration afin d'évaluer la réponse des individus aux vibrations. Il inclut les exigences relatives aux essais de conformité, ou à la validation, à la vérification périodique et aux contrôles in situ, ainsi que la spécification concernant les calibrateurs de vibration destinés aux contrôles in situ. Les instruments de mesure des vibrations spécifiés dans le présent document peuvent être des instruments simples, des combinaisons d'instruments ou des systèmes d'acquisition et d'analyse informatisés. Les instruments de mesure des vibrations spécifiés dans le présent document sont destinés à mesurer les vibrations pour une ou plusieurs applications, telles que: - les vibrations transmises par la main (voir ISO 5349‑1); - les vibrations globales du corps (voir ISO 2631‑1, ISO 2631‑2 et ISO 2631‑4); et - les vibrations globales du corps en basses fréquences dans la gamme de fréquences comprises entre 0,1 Hz et 0,5 Hz (voir ISO 2631‑1). Les instruments de mesure des vibrations peuvent être conçus pour effectuer un mesurage selon une ou plusieurs pondérations en fréquence définies pour chacune de ces applications. Trois niveaux d'essais de performances sont définis dans le présent document: a) essais de conformité ou validation: essais de conformité, c'est-à-dire un essai complet de l'instrument par rapport aux spécifications définies dans le présent document; validation des «one-off instruments», c'est-à-dire un ensemble limité d'essais d'un système de mesure des vibrations individuel par rapport aux spécifications définies dans le présent document; b) vérification périodique, c'est-à-dire un ensemble intermédiaire d'essais destinés à s'assurer qu'un instrument donné relève effectivement de la spécification de performances requise; c) contrôles in situ, c'est-à-dire un niveau minimal de vérification à appliquer pour indiquer que l'instrument donné fonctionne vraisemblablement selon la spécification de performances requise.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8041-1
First edition
2017-05
Human response to vibration —
Measuring instrumentation —
Part 1:
General purpose vibration meters
Réponse des individus aux vibrations — Appareillage de mesure —
Partie 1: Instrument de mesure à usage général
Reference number
ISO 8041-1:2017(E)
©
ISO 2017
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ISO 8041-1:2017(E)
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ISO 8041-1:2017(E)
Contents Page
Foreword .vi
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.1.1 General. 2
3.1.2 Frequency-weighted values . 4
3.2 Symbols . 6
4 Reference environmental conditions . 8
5 Performance specifications . 8
5.1 General characteristics . 8
5.2 Display of signal magnitude .10
5.2.1 General.10
5.2.2 Resolution and refresh rate .10
5.2.3 Stabilization, measurement start and display times .11
5.3 Electrical output .11
5.4 Vibration sensitivity .11
5.5 Accuracy of indication at reference frequency under reference conditions .12
5.6 Frequency weightings and frequency responses .12
5.6.1 Parameters .12
5.6.2 Band-limiting filter .13
5.6.3 a-v transition filter .13
5.6.4 Upward-step filter .14
5.6.5 Overall frequency weighting .14
5.6.6 Tolerances .14
5.7 Amplitude linearity .15
5.8 Instrument noise .16
5.9 Signal-burst response .16
5.10 Overload indication .19
5.11 Under-range indication .20
5.12 Time averaging .20
5.13 Running r.m.s. acceleration.20
5.14 Reset .21
5.15 Timing facilities .21
5.16 Electrical cross-talk .21
5.17 Vibration transducer characteristics .21
5.18 Power supply .21
6 Mounting .22
7 Environmental and electromagnetic criteria .22
7.1 General .22
7.2 Air temperature .22
7.3 Surface temperature .23
7.4 Electrostatic discharge .23
7.5 Radio-frequency emissions and public-power-supply disturbances .23
7.6 Immunity to AC power-frequency fields and radio-frequency fields .24
7.7 Ingress of water and dust .24
8 Provision for use with auxiliary devices.25
9 Instrument marking .25
10 Instrument documentation .25
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ISO 8041-1:2017(E)
11 Testing and calibration .25
12 Pattern evaluation .28
12.1 General .28
12.2 Testing requirements .28
12.3 Submission for testing .29
12.4 Marking of the vibration meter and information in the instrument documentation .29
12.5 Mandatory facilities and general requirements .29
12.6 Initial instrument preparation .29
12.7 Indication at the reference frequency under reference conditions .29
12.8 Electrical cross-talk .30
12.9 Vibration transducer .30
12.10 Amplitude linearity and under-range indication .31
12.10.1 Electrical tests of amplitude linearity . .31
12.10.2 Mechanical tests of amplitude linearity .32
12.11 Frequency weightings and frequency responses .33
12.11.1 General.33
12.11.2 Mechanical tests of frequency response .33
12.11.3 Electrical tests of frequency response .34
12.11.4 Conformance .35
12.12 Instrument noise .35
12.13 Signal-burst response .36
12.14 Overload indication .36
12.15 Reset .36
12.16 Combined axis outputs .37
12.17 AC electrical output .37
12.18 Timing facilities .37
12.19 Power supply .37
12.20 Environmental, electrostatic and radio-frequency tests .37
12.20.1 General.37
12.20.2 Expanded uncertainties for measurements of environmental conditions .38
12.20.3 Acclimatization requirements for tests of the influence of air temperature
and relative humidity .38
12.20.4 Test of the influence of air temperature and relative humidity combined .38
12.20.5 Influence of surface temperature .39
12.20.6 Influence of electrostatic discharges .39
12.20.7 Radio-frequency emissions and public-power-supply disturbances .39
12.20.8 Immunity to AC power-frequency fields and radio-frequency fields .40
12.21 Test report .41
13 Validation of one-off instruments .42
13.1 General .42
13.2 Testing requirements .42
13.3 Test object .42
13.4 Submission for testing .43
13.5 Marking of the one-off instrument and information in the instrument documentation .43
13.6 Mandatory facilities and general requirements .43
13.7 Initial instrument preparation .43
13.8 Test procedure .43
13.9 Indication at the reference frequency under reference conditions .44
13.10 Test parameters .45
13.10.1 Vibration measurement chain for hand-arm vibration .45
13.10.2 Vibration measurement chain for whole-body vibration .45
13.10.3 Vibration measurement chain low-frequency whole-body vibration.46
13.11 Conducting the test .46
13.12 Instrument noise .47
13.13 Electrical cross-talk .47
13.14 Overload indication .47
13.15 Timing facilities .47
iv © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 8041-1:2017(E)
13.16 Test report .48
14 Periodic verification .48
14.1 General .48
14.2 Testing requirements .48
14.3 Test object .48
14.4 Submission for testing .48
14.5 Preliminary inspection .49
14.6 Marking of the vibration meter and information in the instrument documentation .49
14.7 Test procedure .49
14.8 Test parameters .50
14.8.1 Vibration measurement chain for hand-arm vibration .50
14.8.2 Vibration measurement chain for whole-body vibration .50
14.8.3 Vibration measurement chain low-frequency whole-body vibration.50
14.9 Conducting the test .51
14.10 Test report .51
15 In situ checks .51
15.1 General .51
15.2 Preliminary inspection .52
15.3 Vibration sensitivity (field calibration) .52
Annex A (normative) Specification for field vibration calibrator .53
Annex B (informative) Frequency weightings.55
Annex C (informative) Realization of frequency weighting filters .74
Annex D (informative) Running r.m.s. time averaging .78
Annex E (informative) Vibration transducer characteristics .81
Annex F (informative) Tests for mounting systems .84
Annex G (normative) Instrument documentation.87
Annex H (normative) Phase response requirements for measurement of non-r.m.s. quantities .92
Annex I (informative) Guidelines for the estimation of the instrumental
measurement uncertainty .100
Bibliography .106
© ISO 2017 – All rights reserved v
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ISO 8041-1:2017(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration, shock
and condition monitoring, Subcommittee SC 3, Use and calibration of vibration and shock measuring
instruments.
This first edition cancels and replaces ISO 8041:2005, which has been technically revised. It also
incorporates the Technical Corrigendum ISO 8041:2005/Cor. 1:2007. The following main changes have
been made:
— addition of an Introduction explaining the reasons for this revision;
— addition of a validation test for one-off instruments;
— revision and simplification of the verification test;
— addition of Annex I, which gives example estimates of the instrumental measurement uncertainty;
— correction of errors in formulae, numbers and figures.
A list of parts in the ISO 8041 series can be found on the ISO website.
vi © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 8041-1:2017(E)
Introduction
Until 2005, when the previous edition of this document was published, measuring instrumentation
for human response to vibration (vibration meters) normally consisted of a signal processing unit
and a detachable vibration transducer. According to recent developments, however, part of the
signal processing steps can be integrated in the transducer unit, so that the signal coming out of the
transducer’s sensing element and going into the signal conditioning unit is not accessible any more.
These transducer units include, for example, IEPE and MEMS transducers.
Some of the test procedures specified in this document, however, presume that this point in the signal
path is accessible (electrical input). Since such an input is not mandatory these tests can only be
performed on a vibration meter having an electrical input or after some technical modifications to the
instrumentation, e.g. internal access to signal paths. Or those tests can only be performed mechanically,
which in certain cases requires modifications to some test procedures. Such modifications to test
procedures, however, are beyond the present scope o
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8041-1
Première édition
2017-05
Réponse des individus aux
vibrations — Appareillage de
mesure —
Partie 1:
Instrument de mesure à usage général
Human response to vibration — Measuring instrumentation —
Part 1: General purpose vibration meters
Numéro de référence
ISO 8041-1:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 8041-1:2017(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017, Publié en Suisse
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 8041-1:2017(F)
Sommaire Page
Avant-propos .vi
Introduction .vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.1.1 Généralités . 2
3.1.2 Valeurs pondérées en fréquence . 4
3.2 Symboles . 6
4 Conditions ambiantes de référence . 8
5 Spécifications de performance . 8
5.1 Caractéristiques générales. 8
5.2 Affichage de la grandeur du signal .10
5.2.1 Généralités .10
5.2.2 Résolution et fréquence de rafraîchissement .11
5.2.3 Stabilisation, début de mesurage et temps d’affichage .11
5.3 Signal de sortie électrique .11
5.4 Sensibilité aux vibrations .12
5.5 Exactitude d’indication à la fréquence de référence dans les conditions de référence .12
5.6 Pondérations en fréquence et réponses en fréquence.12
5.6.1 Paramètres .12
5.6.2 Filtre de limite de bande .13
5.6.3 Filtre de transition accélération-vitesse .14
5.6.4 Filtre à échelon ascendant .14
5.6.5 Pondération en fréquence globale .14
5.6.6 Tolérances .15
5.7 Linéarité d’amplitude .16
5.8 Bruit émis par l’instrument .16
5.9 Réponse à un signal de train d’ondes .16
5.10 Indication de surcharge .20
5.11 Indication de très faible niveau.20
5.12 Calcul de la moyenne temporelle .21
5.13 Accélération efficace mobile .21
5.14 Réinitialisation .21
5.15 Dispositifs de temporisation .22
5.16 Diaphonie électrique .22
5.17 Caractéristiques du capteur de vibrations .22
5.18 Alimentation .22
6 Montage .22
7 Critères d’environnement et électromagnétique .23
7.1 Généralités .23
7.2 Température de l’air .23
7.3 Température de surface .23
7.4 Décharge électrostatique .24
7.5 Émissions de fréquences radioélectriques et perturbations de l’alimentation réseau .24
7.6 Immunité aux champs de fréquences en courant alternatif et aux champs
de fréquences radioélectriques .25
7.7 Entrée d’eau et de poussière .25
8 Disposition pour une utilisation avec des dispositifs auxiliaires .25
9 Marquage de l’instrument .26
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii
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ISO 8041-1:2017(F)
10 Documentation d’accompagnement de l’instrument .26
11 Essais et étalonnage .26
12 Essais de conformité .28
12.1 Généralités .28
12.2 Exigences d’essais .29
12.3 Soumission aux essais.29
12.4 Marquage de l’instrument de mesure des vibrations et informations dans
la documentation d’accompagnement de l’instrument .30
12.5 Dispositifs obligatoires et exigences générales .30
12.6 Préparation initiale de l’instrument .30
12.7 Indication à la fréquence de référence et dans les conditions de référence .30
12.8 Diaphonie électrique .31
12.9 Capteur de vibrations .31
12.10 Linéarité d’amplitude et indication de très faible niveau .32
12.10.1 Essais électriques de la linéarité d’amplitude .32
12.10.2 Essais mécaniques de la linéarité d’amplitude .33
12.11 Pondérations en fréquence et réponses en fréquence.34
12.11.1 Généralités .34
12.11.2 Essais mécaniques de la réponse en fréquence .35
12.11.3 Essais électriques de la réponse en fréquence .36
12.11.4 Conformité.37
12.12 Bruit émis par l’instrument .37
12.13 Réponse à un signal de train d’ondes .37
12.14 Indication de surcharge .38
12.15 Réinitialisation .38
12.16 Résultats combinant les différentes directions .38
12.17 Signal de sortie électrique en courant alternatif .39
12.18 Dispositifs de temporisation .39
12.19 Alimentation .39
12.20 Essais d’environnement, électrostatiques et de fréquences radioélectriques .39
12.20.1 Généralités .39
12.20.2 Incertitudes élargies pour les mesurages des conditions ambiantes .40
12.20.3 Exigences d’adaptation pour les essais relatifs à l’influence de la
température de l’air et de l’humidité relative .40
12.20.4 Essai relatif à l’influence de la température de l’air et de l’humidité
relative combinées .40
12.20.5 Influence de la température de surface.40
12.20.6 Influence des décharges électrostatiques .41
12.20.7 Émissions de fréquences radioélectriques et perturbations de
l’alimentation réseau.41
12.20.8 Immunité aux champs de fréquences en courant alternatif et aux champs
de fréquences radioélectriques .42
12.21 Rapport d’essai .44
13 Validation des «one-off instruments» .44
13.1 Généralités .44
13.2 Exigences d’essais .44
13.3 Objet soumis à essai .45
13.4 Soumission aux essais.45
13.5 Marquage du «one-off instrument» et informations dans la documentation
d’accompagnement de l’instrument .45
13.6 Dispositifs obligatoires et exigences générales .45
13.7 Préparation initiale de l’instrument .46
13.8 Procédure d’essai .46
13.9 Indication à la fréquence de référence et dans les conditions de référence .46
13.10 Paramètres d’essai .47
13.10.1 Chaîne de mesure des vibrations main-bras .47
13.10.2 Chaîne de mesure des vibrations globales du corps .48
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 8041-1:2017(F)
13.10.3 Chaîne de mesure des vibrations globales du corps en basses fréquences .48
13.11 Réalisation de l’essai .49
13.12 Bruit émis par l’instrument .49
13.13 Diaphonie électrique .50
13.14 Indication de surcharge .50
13.15 Dispositifs de temporisation .50
13.16 Rapport d’essai .50
14 Vérification périodique .51
14.1 Généralités .51
14.2 Exigences d’essais .51
14.3 Objet soumis à essai .51
14.4 Soumission aux essais.51
14.5 Inspection préliminaire .52
14.6 Marquage de l’instrument de mesure des vibrations et informations dans la
documentation d’accompagnement de l’instrument .52
14.7 Procédure d’essai .52
14.8 Paramètres d’essai .53
14.8.1 Chaîne de mesure des vibrations main-bras .53
14.8.2 Chaîne de mesure des vibrations globales du corps .53
14.8.3 Chaîne de mesure des vibrations globales du corps en basses fréquences .53
14.9 Réalisation de l’essai .54
14.10 Rapport d’essai .54
15 Contrôles in situ .55
15.1 Généralités .55
15.2 Inspection préliminaire .55
15.3 Sensibilité aux vibrations (étalonnage de champ vibratoire) .55
Annexe A (normative) Spécification relative au calibrateur de vibration .56
Annexe B (informative) Pondérations en fréquence .58
Annexe C (informative) Réalisation des filtres de pondération en fréquence .77
Annexe D (informative) Calcul de la moyenne temporelle efficace mobile .81
Annexe E (informative) Caractéristiques du capteur de vibrations.84
Annexe F (informative) Essais relatifs aux systèmes de montage .87
Annexe G (normative) Documentation d’accompagnement de l’instrument .90
Annexe H (normative) Exigences relatives à la réponse en phase pour le mesurage
des grandeurs non efficaces .96
Annexe I (informative) Lignes directrices sur l’estimation de l’incertitude de
mesure instrumentale .104
Bibliographie .110
© ISO 2017 – Tous droits réservés v
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ISO 8041-1:2017(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
et leur surveillance, sous-comité SC 3, Utilisation et étalonnage des instruments de mesure des vibrations
et des chocs.
Cette première édition annule et remplace l’ISO 8041:2005 qui a fait l’objet d’une révision technique. Elle
intègre également le Rectificatif technique ISO 8041:2005/Cor. 1:2007. Les principales modifications
qui ont été apportées sont les suivantes:
— ajout d’une Introduction expliquant les raisons de la présente révision;
— ajout d’un essai de validation des instruments développés pour cette seule application sur la base
d’éléments disponible dans le commerce; ils seront appelés les «one-off instruments»;
— révision et simplification de l’essai de vérification;
— ajout de l’Annexe I, qui donne un exemple d’estimation de l’incertitude de mesure instrumentale;
— correction d’erreurs dans les formules, de chiffres et de figures.
Une liste des parties de la série ISO 8041 est disponible sur le site web de l’ISO.
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 8041-1:2017(F)
Introduction
Jusqu’à 2005, année de parution de la première édition du présent document, l’appareillage de mesure
de la réponse des individus aux vibrations était constitué d’une unité de traitement du signal et d’un
capteur de vibrations déporté. Toutefois, grâce à de récentes avancées, une partie des étapes de
traitement du signal peuvent être intégrées dans le capteur, de sorte que le signal sortant de l’élément
sensible du capteur et entrant dans l’unité de
...
Questions, Comments and Discussion
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