ISO 5347-20:1997
(Main)Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups — Part 20: Primary vibration calibration by the reciprocity method
Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups — Part 20: Primary vibration calibration by the reciprocity method
Describes the instrumentation and procedure to be used for the calibration of rectilinear accelerometers using the reciprocity method. Applicable to a frequency range from 40 Hz to 1 250 Hz and a dynamic range from 10 m/s^2 to 100 m/s^2 (frequency dependent).
Méthodes d'étalonnage des capteurs de vibrations et de chocs — Partie 20: Étalonnage primaire de vibrations par méthode réciproque
General Information
Relations
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iso
INTERNATIONAL
5347-20
STANDARD
First edition
1997-03-01
Methods for the calibration of vibration
and shock pick-ups -
Part 20:
Primary vibration calibration by the reciprocity
method
M&hodes d’&alonnage des capteurs de vibrations et de chocs -
Partie 20: kalonnage primaire de vibrations par m&hode rkiproque
Reference number
IS0 534720: 1997(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 5347=20:1997(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide fed-
eration of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 534720 was prepared by Technical Committee
ISOnC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee SC 3, Use
and calibration of vibration and shock measuring instruments.
IS0 5347 consists of the following parts, under the general title Methods
for the calibration of vibration and shock pick-ups:
Part 0: Basic concepts
Part 7: Primary vibration calibration by laser interferometry
- Part 2: Primary shock calibration by light cutting
Part 3: Secondary vibration calibration
Part 4: Secondary shock calibration
- Part 5: Calibration by Earth’s gravitation
Part 6: Primary vibration calibration at low frequencies
- Part 7: Primary calibration by centrifuge
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be
reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including
photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet central@iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 5347=20:1997(E)
@ IS0
- Part 6: Primary calibration by dual ten trifuge
- Part 9: Secondary vibration calibration by comparison of phase angles
- Part 70: Primary calibration by high impact shocks
- Part I 7: Testing of transverse vibration sensitivity
- Part 72: Testing of transverse shock sensitivity
- Part 13: Testing of base strain sensitivity
- Part 14: Resonance frequency testing of undamped accelerometers
on a steel block
- Part 75: Testing of acoustic sensitivity
- Part 16: Testing of mounting torque sensitivity
- Part 7 7: Testing of fixed temperature sensitivity
- Part 18: Testing of transient temperature sensitivity
- Part 19: Testing of magnetic field sensitivity
- Part 20: Vibration calibration by reciprocity method
- Part 2 7: Shock calibration by using laser doppler velocimeter
- Part 22: Accelerometer resonance testing - General methods
Annex A forms an integral part of this part of IS0 5347.
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This page intentionally left blank
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IS0 5347=20:1997(E)
INTERNATIONAL STANDARD 0 IS0
Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups -
Part 20:
Primary vibration calibration by the reciprocity method
1 Scope
This part of IS0 5347 specifies the instrumentation and procedure to be used for the primary calibration of
accelerometers using the reciprocity method.
It applies to rectilinear accelerometers. The method is a calibration of the complete vibrator coil/accelerometer
system. It is applicable over a frequency range from 40 Hz to 1 250 Hz and a dynamic range from 10 m/s* to
100 m/s* (frequency dependent).
The applicable limits of uncertainty are + 1 ,O % of the reading at the reference frequency (160 Hz or 80 Hz) and
reference amplitude (100 m/s* or 10 m/s*) and reference amplifier gain setting.
2 Symbols
Main
Definition Unit
symbol
frequency of vibration Hz
f
A4
mass of added weight
kg
n number of weights (1 is the smallest)
slope of plot (figure 3)
Q
R value of resistor
i2
sensitivity
-s V/(mSs2)
transducer output voltage
x
open coil open voltage
current through coil”)
r
transducer output voltage
phase
(P
1) Measured as volts.
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IS0 5347=20:1997(E)
Subscript
Definition
no weight attached
weight No. ~1 attached
imaginary
real
read from plot (figure 3)
3 Apparatus
In order to achieve the accuracy of measurement, the accelerometer and accelerometer amplifier shall be looked
upon as one unit and shall be calibrated together.
The accelerometer shall be structurally rigid. The base strain sensitivity shall be less than 0,2 x IO-* m/s*; at a base
strain of 25 x 1O-4 the transverse sensitivity shall be less than 1 % and the stability of the accelerometer/amplifier
combination shall be better than 0,2 % of the reading per year.
3.1 Equipment capable of maintaining the ambient conditions within the requirements specified in clause 4.
3.2 Frequency generator and indicator, having the following characteristics:
uncertainty for frequency: max. + 0,Ol % of the reading;
a)
b) frequency stability: better than 0,Ol % of the reading over the measurement period;
c) amplitude stability: better than + 0,Ol % of the reading over the measurement period.
3.3 Power amplifier/vibrator combination, having the following characteristics:
a) total distortion: 2 % max.;
b) transverse, bending and rocking acceleration: kept to a minimum; i.e. a maximum of 10 % of the acceleration
in the intended direction at frequencies used; above 1 000 Hz, a maximum of 20 % is permitted;
c) hum and noise: 70 dB min. below full output;
d) acceleration amplitude stability: better than 0,05 % of the reading over the measurement period.
3.4 Seismic bloc for vibrator, with a mass at least 2 000 times the mass of the moving elements of the vibrator,
fixture and transducer.
The seismic block shall be suspended by low-damped springs. If floor vibrations exert an influence, the suspension
resonance frequency vertically and horizontally shall be less than 2 Hz.
3.5 Instrumentation for ratio measurements, having the following characteristics:
a) frequency range: 40 Hz to 1 250 Hz;
b) uncertainty: resolution and short-term stability better than + 0,l % of the reading; the range shall be sufficient
to allow measurement of output noise.
2
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@ IS0 ISO5347=20:1997(E)
3.6 Phase meter, having the following characteristics:
a) frequency range: 40 Hz to 1 250 Hz;
b) inaccuracy: + I”.
3.7 Resistor, having the following characteristics:
a) low inductive component;,
b) power rating well above the actual power dissipation;
inaccuracy: + O,O5 % for the calibration frequency range and power dissipated.
d
NOTE - In order to minimize the effect of the resistor on armature current, its resistance should be much smaller than the
resistance of the armature. For example, less than 0,OI Sz in the case of a 0,5 In armature.
3.8 Weights, having the following characteristics:
range of mass spread over 10 equal intervals, with the largest mass equal to 1 to 2 times the mass of the
a)
moving assembly of the vibrator;
inaccuracy: max. rfi 0,05 % of the mass of each weight.
b)
3.9 Distortion-measuring instrumentation, capable of measuring a total distortion of 0 % to 5 % and having
the following characteristics:
a) frequency range: 40 Hz to 10 kHz;
b) uncertainty: max. & 10 % of the reading.
3.10 Oscilloscope (not mandatory), for checking the waveform of the signal of the accelerometer with a
frequency range from 40 Hz to 5 000 Hz.
4 Ambient conditions
Calibration shall be carried out under the following ambient conditions:
a) room temperature: (23 + 3) “C;
b) air pressure: (100 + 5) kPa;
c) relative humidity: max. (50 & 25) %.
5 Preferred amplitudes and frequencies
Four amplitudes and six frequencies equally spaced over the accelerometer range shall be chosen from the
following series.
3
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IS0 5347=20:1997(E)
5.1 Acceleration
10 m/s*, 20 m/s*, 50 m/s*, 100 m/s*
Reference acceleration: 100 m/s* (second choice: 10 m/s*).
5.2 Frequency
40 Hz, 80 Hz, 160 Hz, 315 Hz, 630 Hz, 1 250 Hz
Reference frequency: 160 Hz (second choice: 80 Hz).
6 Procedure
6.1 General
Calibration by reciprocity uses the reciprocal correspondence between the mechanical and electrical variables at
the terminals of an electrodynamic transducer which is reversible, linear and passive. The transducer used in the
methods described in this part of IS0 5347 is the coil of the electrodynamic exciter applying the vibration to the
accelerometer to be calibrated and is located close to it.
A total of two vibrators or one vibrator with a double coil are necessary, including the one to be calibrated, but only
one of them (coil) must have the three characteristics stated above. In experiment 1, this coil acts as a driving coil,
and in experiment 2 as a velocity coil.
*med at frequencies well below the resonance
...
ISO
NORME
5347-20
INTERNATIONALE
Première édition
1997-03-01
Méthodes pour l’étalonnage de capteurs de
vibrations et de chocs -
Partie 20:
Étalonnage primaire de vibrations par méthode
réciproque
Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups -
Part 20: Primary vibration calibration b y the reciprocity method
Numéro de référence
ISO 5347-20:1997(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 5347=20:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 5347-20 a été élaborée par le comité
technique lSO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques, sous-comité SC 3,
Utilisation et étalonnage des instruments de mesure des vibrations et des
chocs.
L’ISO 5347 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Méthodes pour l’étalonnage de capteurs de vibrations et de
chocs:
- Partie 0: Concepts de base
- Partie 1: Étalonnage primaire de vibrations avec interféromètre de
laser
Partie 2: Étalonnage primaire de chocs par coupe de lumière
Partie 3: Étalonnage secondaire de vibrations
Partie 4: Étalonnage secondaire de chocs
- Partie 5: Étalonnage par gravitation tellurique
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque pour lame que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la phoàcopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central@iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 5347=20:1997(F)
@ ISO
Partie 6: Étalonnage primaire de vibrations aux basses fréquences
-
Partie 7: Étalonnage primaire par centrifugeur
- Partie 8: Étalonnage primaire par centrifugeur double
- Partie 9: Étalonnage secondaire de vibrations par comparaison des
angles de phase
Partie 70: Étalonnage primaire de chocs à impact élevé
Partie I 1: Essai de sensibilité aux vibrations transversales
Partie 12: Essai de sensibilité aux chocs transversaux
Partie 13: Essai de sensibilité de contrain te de base
- Partie 14: Essai de fréquence de résonance sur masse d’acier
d’accéléromètres non amortis
- Partie 75: Essai de sensibilité acoustique
- Partie 76: Essai de sensibilité de couple de serrage
- Partie 7 7: Essai de sensibilité de température fixe
- Partie 18: Essai de sensibilité de température transitoire
- Partie 19: Essai de sensibilité de champ magnétique
- Partie 20: Étalonnage primaire de vibrations par méthode réciproque
- Partie 21: Étalonnage de chocs à l’aide d’un vélocimètre Doppler
laser
Partie 22:
- Essai de résonance par accéléromètres - Méthodes
générales
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 5347.
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Page blanche
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NORME INTERNATIONALE o ISO ISO 5347=20:1997(F)
Méthodes pour l’étalonnage de capteurs de vibrations et de
chocs -
Partie 20:
Étalonnage primaire de vibrations par méthode réciproque
1 Domaine d’application
La présente partie de NS0 5347 prescrit l’appareillage et le mode opératoire à uti ‘étalonnage primaire
liser pour I
des accéléromètres se basant sur la méthode réciproque.
Elle s’applique aux accéléromètres rectilignes. La méthode repose sur l’étalonnage de I’accéléromètre au moyen
d’une bobine de vibrateur de système complet. Elle est applicable pour une gamme de fréquences de 40 Hz à
1 250 Hz et une gamme dynamique de 10 m/s* à 100 m/s* (dépendant de la fréquence).
Les limites d’incertitude applicables sont: k 1,O % de la lecture aux valeurs de référence de la fréquence (160 Hz ou
80 Hz), de l’amplitude (100 m/s* ou 10 m/s*) et du gain de l’amplificateur.
2 Symboles
Symbole
Définition Unité
principal
Fréquence de vibration Hz
f
A4 Masse attachée
kg
y1 Numéro des masses (1 est la plus petite)
Pente de la droite (voir figure 3)
Q
R Valeur de la résistance Q
Sensibilité
3 V/( ms*)
Tension de sortie du capteur
x
Tension de sortie de la bobine ouverte
Courant dans la bobine’)
Y
Tension de sortie du capteur
Phase
(P
1) Mesuré en volts.
---------------------- Page: 5 ----------------------
@ ISO
ISO 5347=20:1997(F)
Indice Définition
0 Aucune masse n’est attachée
La masse no IZ est attachée
n
i Imaginaire
r Réel
Indique la droite (voir figure 3)
P
3 Appareillage
Pour effectuer la mesure de l’exactitude, I’accéléromètre et l’amplificateur d’accélération doivent être considérés
comme une seule unité et être étalonnés ensemble.
L’accélérométre doit être de structure rigide. La sensibilité de la contrainte de base doit être inférieure à
0,2 x IO- * m/s*; pour une contrainte de base de 2,5 x 10 A1 la sensibilite transversale doit être inferieure à 1 % et
la stabilite de la combinaison accéléromètre/amplificateur au moins égale à 0,2 % de la lecture par an.
3.1 Équipement de contrôle des conditions ambiantes, selon les spécifications de l’article 4.
3.2 Générateur et indicateur de fréquence, ayant les caractéristiques suivantes:
incertitude de fréquence: max. + 0,Ol % de la lecture;
a)
b) stabilité en fréquence: au moins égale à 0,Ol % de la lecture pendant la durée des mesures;
stabilité en amplitude: au moins égale à 0,Ol % de la lecture pendant la durée des mesures.
d
3.3 Combinaison amplificateur de puissance/vibrateur, ayant les caractéristiques suivantes:
a) distorsion totale: max. 2 %;
b) accélération transversale, courbante et oscillante: maintenue à un minimum, avec un maximum de 10 % de
l’accélération dans la direction prévue et aux fréquences utilisées; au-dessus de 1 000 Hz, un maximum de
20 % est permis;
c) bourdonnement et bruit: au moins 70 dB au-dessous de la lecture;
d) stabilité de l’amplitude d’accélération: au moins égale à 0,05 % de la lecture pendant la durée des mesures.
3.4 Bloc sismique pour le vibrateur, ayant une masse au moins égale à 2 000 fois la masse des éléments
mobiles du vibrateur, du dispositif de montage et du capteur.
Le bloc sismique doit être suspendu par des ressorts à faible amortissement. En cas d’influente des vibrations du
sol, la fréquence de résonance de suspension, verticalement et horizontalement, doit être inférieure à 2 Hz.
3.5 Appareillage de mesure des rapports, ayant les caractéristiques suivantes:
a) gamme de fréquences: 40 Hz à 1 250 Hz;
b) incertitude: stabilité de résolution et à court terme supérieure à + 0,l % de la lecture; la gamme doit être
suffisante pour permettre la mesure du bruit en sortie.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
@ ISO ISO 5347=20:1997(F)
3.6 Phasemètre, ayant les caractéristiques suivantes:
a) gamme de fréquences: 40 Hz à 1 250 Hz;
b) incertitude: + 1”.
3.7 Résistance, ayant les caractéristiques suivantes:
composant à induction faible;
a)
valeur de puissance bien au-dessus de la valeur de dissipation de la puissance;
b)
inexactitude: + 0,05 % pour la gamme des fréquences d’étalonnage et la puissance dissipée.
cl
NOTE - Afin de réduire l’effet de résistance sur un courant d’induit, sa valeur devrait être beaucoup plus petite que la
résistance de l’induit. Par exemple, inférieure à 0,Ol &2 dans le cas d’un induit de 0,5 0.
3.8 Masses, ayant les caractéristiques suivantes:
a) gamme de 10 masses équidistantes, dont la plus élevée est égale à 1 à 2 fois la masse de l’assemblage
mobile du vibrateur;
b) incertitude: max. & 0,05 % par rapport à chaque masse.
3.9 Appareillage pour mesurer la distorsion, capable de mesurer une distorsion totale de 0 % à 5 % et ayant
les caractéristiques suivantes:
a) gamme de fréquences: 40 Hz à 10 kHz;
incertitude: max. + 10 % de la lecture.
b)
3.10 Oscilloscope (non obligatoire), pour vérifier la forme d’onde du signal de I’accéléromètre avec une gamme
de fréquences de 40 Hz à 5 000 Hz.
4 Conditions ambiantes
L’étalonnage doit être effectué dans les conditions ambiantes suivantes:
a) température du local: (23 + 3) OC;
b) pression atmosphérique: (100 & 5) kPa;
c) humidité relative: (50 + 25) %.
5 Amplitudes et fréquences préféretitielles
Quatre amplitudes et six fréquences couvrant de façon égale la gamme d’accéléromètres doivent être choisies
dans les séries suivantes.
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ISO 5347=20:1997(F)
5.1 Accélération
10 m/s*, 20 m/s*, 50 m/s*, 100 m/s*
Accélération de référence: 100 m/s* (deuxième choix: 10 m/s*).
5.2 Fréquence
40 Hz, 80 Hz, 160 Hz, 315 Hz, 630 Hz, 1 250 Hz
Fréquence de référence: 160 Hz (deuxième choix: 80 Hz).
6 Mode opératoire
6.1 Généralités
L’étalonnage par réciprocité utilise la correspondance réciproque entre les variables mécaniques et électriques aux
bornes d’un capteur électrodynamique réversible, linéaire et passif. Le capteur utilisé dans les méthodes décrites
dans la présente partie de I’ISO 5347 est la bobine de l’excitateur électrodynamique située à proximité de
I’accélérométre et lui appliquant les vibrations afin de l’étalonner.
Deux vibrateurs au total ou un seul vibrateur avec une bobine double sont nécessaires, y compris celui à étalonner,
mais un seul d’entre eux (la bobine) doit posséder les trois caractéristiques précitées. Dans l’expérience 1, cette
bobine agit en tant que bobine d’excitation et, dans l’expérience 2, en tant que bobine de vitesse.
L’étalonnage doit être effectué bien en dessous des fréquences de résonance de la structure contenant la bobine
d’excitation et le capteur, de sorte que le dépha
...
ISO
NORME
5347-20
INTERNATIONALE
Première édition
1997-03-01
Méthodes pour l’étalonnage de capteurs de
vibrations et de chocs -
Partie 20:
Étalonnage primaire de vibrations par méthode
réciproque
Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups -
Part 20: Primary vibration calibration b y the reciprocity method
Numéro de référence
ISO 5347-20:1997(F)
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ISO 5347=20:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 5347-20 a été élaborée par le comité
technique lSO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques, sous-comité SC 3,
Utilisation et étalonnage des instruments de mesure des vibrations et des
chocs.
L’ISO 5347 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Méthodes pour l’étalonnage de capteurs de vibrations et de
chocs:
- Partie 0: Concepts de base
- Partie 1: Étalonnage primaire de vibrations avec interféromètre de
laser
Partie 2: Étalonnage primaire de chocs par coupe de lumière
Partie 3: Étalonnage secondaire de vibrations
Partie 4: Étalonnage secondaire de chocs
- Partie 5: Étalonnage par gravitation tellurique
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque pour lame que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la phoàcopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central@iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
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ISO 5347=20:1997(F)
@ ISO
Partie 6: Étalonnage primaire de vibrations aux basses fréquences
-
Partie 7: Étalonnage primaire par centrifugeur
- Partie 8: Étalonnage primaire par centrifugeur double
- Partie 9: Étalonnage secondaire de vibrations par comparaison des
angles de phase
Partie 70: Étalonnage primaire de chocs à impact élevé
Partie I 1: Essai de sensibilité aux vibrations transversales
Partie 12: Essai de sensibilité aux chocs transversaux
Partie 13: Essai de sensibilité de contrain te de base
- Partie 14: Essai de fréquence de résonance sur masse d’acier
d’accéléromètres non amortis
- Partie 75: Essai de sensibilité acoustique
- Partie 76: Essai de sensibilité de couple de serrage
- Partie 7 7: Essai de sensibilité de température fixe
- Partie 18: Essai de sensibilité de température transitoire
- Partie 19: Essai de sensibilité de champ magnétique
- Partie 20: Étalonnage primaire de vibrations par méthode réciproque
- Partie 21: Étalonnage de chocs à l’aide d’un vélocimètre Doppler
laser
Partie 22:
- Essai de résonance par accéléromètres - Méthodes
générales
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 5347.
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NORME INTERNATIONALE o ISO ISO 5347=20:1997(F)
Méthodes pour l’étalonnage de capteurs de vibrations et de
chocs -
Partie 20:
Étalonnage primaire de vibrations par méthode réciproque
1 Domaine d’application
La présente partie de NS0 5347 prescrit l’appareillage et le mode opératoire à uti ‘étalonnage primaire
liser pour I
des accéléromètres se basant sur la méthode réciproque.
Elle s’applique aux accéléromètres rectilignes. La méthode repose sur l’étalonnage de I’accéléromètre au moyen
d’une bobine de vibrateur de système complet. Elle est applicable pour une gamme de fréquences de 40 Hz à
1 250 Hz et une gamme dynamique de 10 m/s* à 100 m/s* (dépendant de la fréquence).
Les limites d’incertitude applicables sont: k 1,O % de la lecture aux valeurs de référence de la fréquence (160 Hz ou
80 Hz), de l’amplitude (100 m/s* ou 10 m/s*) et du gain de l’amplificateur.
2 Symboles
Symbole
Définition Unité
principal
Fréquence de vibration Hz
f
A4 Masse attachée
kg
y1 Numéro des masses (1 est la plus petite)
Pente de la droite (voir figure 3)
Q
R Valeur de la résistance Q
Sensibilité
3 V/( ms*)
Tension de sortie du capteur
x
Tension de sortie de la bobine ouverte
Courant dans la bobine’)
Y
Tension de sortie du capteur
Phase
(P
1) Mesuré en volts.
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@ ISO
ISO 5347=20:1997(F)
Indice Définition
0 Aucune masse n’est attachée
La masse no IZ est attachée
n
i Imaginaire
r Réel
Indique la droite (voir figure 3)
P
3 Appareillage
Pour effectuer la mesure de l’exactitude, I’accéléromètre et l’amplificateur d’accélération doivent être considérés
comme une seule unité et être étalonnés ensemble.
L’accélérométre doit être de structure rigide. La sensibilité de la contrainte de base doit être inférieure à
0,2 x IO- * m/s*; pour une contrainte de base de 2,5 x 10 A1 la sensibilite transversale doit être inferieure à 1 % et
la stabilite de la combinaison accéléromètre/amplificateur au moins égale à 0,2 % de la lecture par an.
3.1 Équipement de contrôle des conditions ambiantes, selon les spécifications de l’article 4.
3.2 Générateur et indicateur de fréquence, ayant les caractéristiques suivantes:
incertitude de fréquence: max. + 0,Ol % de la lecture;
a)
b) stabilité en fréquence: au moins égale à 0,Ol % de la lecture pendant la durée des mesures;
stabilité en amplitude: au moins égale à 0,Ol % de la lecture pendant la durée des mesures.
d
3.3 Combinaison amplificateur de puissance/vibrateur, ayant les caractéristiques suivantes:
a) distorsion totale: max. 2 %;
b) accélération transversale, courbante et oscillante: maintenue à un minimum, avec un maximum de 10 % de
l’accélération dans la direction prévue et aux fréquences utilisées; au-dessus de 1 000 Hz, un maximum de
20 % est permis;
c) bourdonnement et bruit: au moins 70 dB au-dessous de la lecture;
d) stabilité de l’amplitude d’accélération: au moins égale à 0,05 % de la lecture pendant la durée des mesures.
3.4 Bloc sismique pour le vibrateur, ayant une masse au moins égale à 2 000 fois la masse des éléments
mobiles du vibrateur, du dispositif de montage et du capteur.
Le bloc sismique doit être suspendu par des ressorts à faible amortissement. En cas d’influente des vibrations du
sol, la fréquence de résonance de suspension, verticalement et horizontalement, doit être inférieure à 2 Hz.
3.5 Appareillage de mesure des rapports, ayant les caractéristiques suivantes:
a) gamme de fréquences: 40 Hz à 1 250 Hz;
b) incertitude: stabilité de résolution et à court terme supérieure à + 0,l % de la lecture; la gamme doit être
suffisante pour permettre la mesure du bruit en sortie.
2
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@ ISO ISO 5347=20:1997(F)
3.6 Phasemètre, ayant les caractéristiques suivantes:
a) gamme de fréquences: 40 Hz à 1 250 Hz;
b) incertitude: + 1”.
3.7 Résistance, ayant les caractéristiques suivantes:
composant à induction faible;
a)
valeur de puissance bien au-dessus de la valeur de dissipation de la puissance;
b)
inexactitude: + 0,05 % pour la gamme des fréquences d’étalonnage et la puissance dissipée.
cl
NOTE - Afin de réduire l’effet de résistance sur un courant d’induit, sa valeur devrait être beaucoup plus petite que la
résistance de l’induit. Par exemple, inférieure à 0,Ol &2 dans le cas d’un induit de 0,5 0.
3.8 Masses, ayant les caractéristiques suivantes:
a) gamme de 10 masses équidistantes, dont la plus élevée est égale à 1 à 2 fois la masse de l’assemblage
mobile du vibrateur;
b) incertitude: max. & 0,05 % par rapport à chaque masse.
3.9 Appareillage pour mesurer la distorsion, capable de mesurer une distorsion totale de 0 % à 5 % et ayant
les caractéristiques suivantes:
a) gamme de fréquences: 40 Hz à 10 kHz;
incertitude: max. + 10 % de la lecture.
b)
3.10 Oscilloscope (non obligatoire), pour vérifier la forme d’onde du signal de I’accéléromètre avec une gamme
de fréquences de 40 Hz à 5 000 Hz.
4 Conditions ambiantes
L’étalonnage doit être effectué dans les conditions ambiantes suivantes:
a) température du local: (23 + 3) OC;
b) pression atmosphérique: (100 & 5) kPa;
c) humidité relative: (50 + 25) %.
5 Amplitudes et fréquences préféretitielles
Quatre amplitudes et six fréquences couvrant de façon égale la gamme d’accéléromètres doivent être choisies
dans les séries suivantes.
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ISO 5347=20:1997(F)
5.1 Accélération
10 m/s*, 20 m/s*, 50 m/s*, 100 m/s*
Accélération de référence: 100 m/s* (deuxième choix: 10 m/s*).
5.2 Fréquence
40 Hz, 80 Hz, 160 Hz, 315 Hz, 630 Hz, 1 250 Hz
Fréquence de référence: 160 Hz (deuxième choix: 80 Hz).
6 Mode opératoire
6.1 Généralités
L’étalonnage par réciprocité utilise la correspondance réciproque entre les variables mécaniques et électriques aux
bornes d’un capteur électrodynamique réversible, linéaire et passif. Le capteur utilisé dans les méthodes décrites
dans la présente partie de I’ISO 5347 est la bobine de l’excitateur électrodynamique située à proximité de
I’accélérométre et lui appliquant les vibrations afin de l’étalonner.
Deux vibrateurs au total ou un seul vibrateur avec une bobine double sont nécessaires, y compris celui à étalonner,
mais un seul d’entre eux (la bobine) doit posséder les trois caractéristiques précitées. Dans l’expérience 1, cette
bobine agit en tant que bobine d’excitation et, dans l’expérience 2, en tant que bobine de vitesse.
L’étalonnage doit être effectué bien en dessous des fréquences de résonance de la structure contenant la bobine
d’excitation et le capteur, de sorte que le dépha
...
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