"МИ ПКФ-12-006. Однократные прямые измерения уровней звука, звукового давления и вибрации приборами серий Октава и Экофизика. Методика измерений. Приложение к руководствам по эксплуатации ПКДУ.411000.03РЭ, ПКДУ.411000.005РЭ, ПКДУ.411000.010РЭ, ПКДУ.411000.003РЭ, ПКДУ.411000.001РЭ (АВНР.411171.007РЭ), ПКДУ.411000.001.02РЭ, ПКДУ.411000.001.03РЭ, ПКДУ.411000.002.01РЭ, РЭ 4381-003-76596538-06, РЭ 4381-002-76596538-05, РЭ 4277-002-76596538-05. Редакция 17"
(вместе с "МИ ПКФ-23-080. Однократное измерение виброускорения приборами Экофизика, Экофизика-110А, Экофизика-110В, Экофизика-111В с использованием акселерометров типа 1V. Методика измерений")

Однократное прямое измерение проводится для определения количественного значения величины "в данном месте в данное время". Точность прямого однократного измерения определяется инструментальной погрешностью и присутствием оператора.

Проведя измерение по приведенной ниже методике, мы сможем сказать, что во время измерения уровень звука или вибрация в контрольной точке имели такое-то значение с такой-то точностью.

Однако, если затем мы захотим интерпретировать наши измерения более широко, точность нашей оценки, скорее всего, ухудшится. Например, если мы будем трактовать 15-минутное измерение уровня шума как оценку шумового воздействия за 8-часовую рабочую смену, то точность этой оценки будет значительно ниже точности средства измерения, так как неопределенность будет обусловлена вариациями шума в течение всей рабочей смены.

Подобные проблемы возникают из-за того, что мы измеряем что-то одно (например, ускорение на основании датчика), а затем применяем этот результат для оценки чего-то другого (например, воздействия вибрации на рабочего в течение условной рабочей смены). Для того чтобы этими оценками можно было пользоваться, они должны выполняться в контролируемых условиях, то есть в соответствии со специализированными методами. Назовем их методами измерения шумовых и вибрационных характеристик. Они формулируются в соответствующих стандартах и аттестованных методиках измерений и не являются предметом рассмотрения этого документа.

Настоящий документ является частью эксплуатационной документации (руководства по эксплуатации) соответствующих шумомеров (анализаторов спектра, виброметров), обозначение которых приведено на обложке и в Дополнении N 1. При проведении измерений необходимо руководствоваться не только этим документом, но и требованиями всех остальных частей эксплуатационной документации.

Для удобства пользователей в каждом разделе приведены сводные таблицы диапазонов и погрешностей однократных измерений. Этими таблицами можно руководствоваться также для подготовки протоколов измерений (с учетом фактической чувствительности применяемых первичных преобразователей), формирования области аккредитации и паспорта лаборатории и т.п.

Показателем точности измерений в данной методике является погрешность.

Эти сведения могут быть использованы лабораториями для оценки инструментальной составляющей неопределенности измерений.

В соответствии с ГОСТ 34100.3-2017/Руководство ИСО/МЭК 98:3-2008, стандартная неопределенность представляет собой неопределенность результата, выраженного через стандартное отклонение.

Указанные в таблицах настоящего документа предельные значения погрешности следует рассматривать в качестве границ неисключенной систематической погрешности (НСП) по ГОСТ Р 8.736, а среднеквадратичное отклонение НСП можно понимать как стандартную неопределенность прямого однократного измерения по типу B или как инструментальный вклад в неопределенность многократных и/или косвенных измерений. Таким образом, в этом случае стандартная неопределенность измерения вычисляется по формуле:

Если границы НСП несимметричны, то неопределенность рассчитывают по формуле: , где и - верхняя и нижняя границы НСП.

Для оценки границ интервалов неопределенности прямых измерений следует руководствоваться следующими соотношениями:

Верхняя граница двустороннего интервала неопределенности для уровня доверия 0,95 рассчитывается по формуле:

Нижняя граница двустороннего интервала неопределенности для уровня доверия 0,95 рассчитывается по формуле:

Верхняя граница одностороннего интервала неопределенности для уровня доверия 0,95 рассчитывается по формуле:

Средства измерения указаны в Таблице УЗ-1 (см. также Дополнение N 1).

1. Подсоединить измерительный микрофон к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

При оперативных измерениях микрофонный предусилитель допустимо подключать непосредственно к входному разъему индикаторного блока (ИИБ Октава-110А, Октава-101АМ, Октава-110А-ЭКО, Октава-111, ИМ 110А для прибора Экофизика-110А). При измерениях уровней звука с ИМ HF для приборов Экофизика-110А и Экофизика микрофонный предусилитель следует подключать #исключительно# через удлинительный кабель. В тех случаях, когда присутствие оператора в измерительной точке может привести к искажению результатов или затруднено по иным причинам, микрофонный предусилитель устанавливается в нужном месте с помощью штатива, например TRP001R, и подсоединяется к индикаторному блоку с помощью удлинительного кабеля. При измерениях на открытом воздухе целесообразно использовать ветрозащиту W2 или W3. Однако, если скорость ветра (скорость движения воздуха) превышает , результаты измерения будут искажены. Дополнительная погрешность измерения уровня звука при использовании ветрозащиты не превышает +/- 0,2 дБ.

Примечание. Ветрозащита эффективна только при измерениях в слышимой области частот. Измерения звукового давления на низких частотах (ниже 100 Гц) в условиях сильных воздушных потоков будут искажаться даже при наличии ветрозащиты.

2. При измерениях звука важно помнить, что микрофон должен находиться в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Поэтому при перенесении микрофона из теплой среды в холодную и наоборот необходимо выждать не менее 30 минут.

3. Перед проведением измерений следует проверить калибровку шумомера с помощью акустического калибратора в соответствии с руководством по эксплуатации. При подаче калибровочного сигнала показания шумомера должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах +/- 0,3 дБ.

Для выполнения проверки калибровки применяют акустические калибраторы АК-1000, CAL200, Тип 4231 или иные калибраторы, рекомендуемые производителем шумомера. Акустический калибратор Защита-К не разрешается применять для выполнения или проверки калибровки акустических трактов приборов, указанных выше.

4. Приборы серий Октава и Экофизика в комплекте с микрофонными капсюлями ВМК-205, МК-265, МК-233, ВМК-201 (М-201) и их аналогами (например, B&K 4165, GRAS 40AN, LD 2541, LD 2540, BSWA MP201, ZT-333, MK-221) измеряют уровень звука и звукового давления, которые были бы в измерительной точке свободного звукового поля в отсутствие микрофона. Главная ось микрофона перпендикулярна мембране микрофонного капсюля и направлена по оси предусилителя. При измерениях в свободном поле главная ось микрофона должна быть направлена на источник звука.

5. При измерении шума в ручном режиме оператор должен находиться на расстоянии не менее чем 50 см от микрофона так, чтобы отражения от его тела не сказывались на результатах.

6. После включения шумомера и напряжения поляризации необходимо выждать не менее 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

7. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

8. Текущие показания уровней звука с временными коррекциями F, S, I считываются на индикаторе шумомера рядом с метками Fast, Slow, Imp.

9. Максимальные уровни звука с временными коррекциями F, S, I считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

10. Средний по времени (эквивалентный) уровень звука считывается на индикаторе шумомера рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня и уровня звукового воздействия.

11. Уровень звукового воздействия считывается на индикаторе рядом с меткой LE.

12. Пиковый уровень звука считывается на индикаторе рядом с меткой Pk (Peak).

13. Диапазоны и погрешности измерения уровней звука приведены в Таблице 1.

14. Для учета дополнительных погрешностей на влияние ветрозащиты и внешних факторов следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения звука в соответствии с Таблицей УЗ-1, - k-я дополнительная погрешность в децибелах.

Источником дополнительных погрешностей могут быть дополнительные принадлежности или влияние внешних факторов - температуры, давления, влажности. В частности, указанные в таблице.

В том случае, если эксплуатационная документация содержит калибровочные настройки для какого-либо из приведенных выше или иного воздействующего фактора, при проведении измерений с использованием данной калибровочной настройки соответствующая дополнительная погрешность принимается равной нулю.

15. После проведения измерений следует проверить калибровку шумомера с помощью акустического калибратора в соответствии с руководством по эксплуатации.

16. Проверка калибровки шумомера непосредственно в контрольной точке выполняется в тех случаях, когда возникают сомнения в исправности шумомера. В остальных случаях проверку калибровки допускается выполнять в иных местах, где соблюдаются условия эксплуатации шумомера и калибратора, при этом интервал времени между проверкой калибровки и выполнением измерения не должен быть больше 16 ч. При замене микрофонного капсюля в контрольной точке проверка калибровки сразу после операции замены является обязательной.

--------------------------------

<*> Указанные в таблице пределы диапазонов измерений соответствуют максимальным и минимальным уровням звука, которые шумомер измеряет в соответствии с требованиями класса 1 по ГОСТ Р 53188.1. Специализированные методики измерений могут позволять производить оценку уровней звука ниже минимального предела благодаря учету собственных шумов или фона, либо посредством перехода от двустороннего к одностороннему интервалу неопределенности.

<**> Здесь и далее для выражения погрешности приведены границы неисключенной систематической погрешности (НСП).

Средства измерения указаны в Таблице В-1.

1. Выбор первичного преобразователя. Типовая схема подключения вибродатчиков к приборам серий Октава и Экофизика рассчитана на применение пьезоакселерометров со встроенной электроникой типа IEPE (ICP). Эти датчики не имеют многих недостатков, свойственных классическим пьезоакселерометрам.

Чувствительным элементом пьезоакселерометра является пьезокристалл с присоединенной массой. При вибрации масса по инерции давит на пьезокристалл, поэтому на гранях последнего возникает электрический заряд (явление "пьезоэлектричество"). Величина заряда пропорциональна силе, а следовательно, и ускорению.

Пьезоакселерометры обладают уникальными преимуществами по сравнению с иными типами датчиков вибрации: широчайший динамический диапазон (до 180 дБ!), большой частотный диапазон при малых размерах и весе. Основной недостаток классического (пассивного) пьезоакселерометра - очень большое электрическое сопротивление. Из-за этого возникает необходимость использовать специальные схемы усиления и согласования сигнала, дорогостоящие антивибрационные кабели. Замена кабеля в такой системе может привести к изменению чувствительности всего измерительного тракта. Если кабель пассивного пьезоакселерометра дрожит или изгибается, то на выходе мы увидим паразитные сигналы, вызванные трибоэлектричеством (возникновение электрических зарядов вследствие трения). Поэтому кабели таких датчиков положено фиксировать через каждые 15 - 20 см, что затруднительно при оперативных измерениях.

Датчики, применяемые с приборами серий Октава и Экофизика (1V151HC, 1V154HC, 1V101HB, 1V102HB, 1V401HS, АР2037, АР98, АР2082, АР2038, ДН-4-Э, АР2099, АР2098, АР2006, и др.), не имеют описанных недостатков. Они относятся к типу IEPE (ICP). Внутри датчика находится электрическая схема усиления, поэтому их еще называют "датчиками со встроенной электроникой".

Датчики со встроенной электроникой работают успешно, если температура поверхности не очень высокая (обычно до 100 °C).

Классические, не-IEPE, или зарядовые, пьезоакселерометры могут быть подсоединены к прибору с помощью усилителя заряда (формирователем сигнала) A12x-xxx, АР5000-x или AQ05.

Датчики вибрации, применяемые с прибором, могут быть однокомпонентными (например, 1V101HB, 1V102HB, 1V103TB, 1V104HA, 1V401HS, ДН-4-Э, АР2098, АР98, АР2037, АР2099, АР2006) или трехкомпонентными (например, 1V151HC, 1V154HC, АР2038Р, АР2082М).

Однокомпонентный датчик позволяет измерить только одну компоненту вибрации в направлении оси чувствительности (ось чувствительности такого датчика ортогональна плоскости основания). Если необходимо измерить все три компоненты вибрации, то нужно последовательно переставлять датчик, ориентируя его во взаимно перпендикулярных направлениях.

Трехкомпонентный датчик содержит три взаимно перпендикулярных чувствительных элемента и одновременно измеряет все три составляющих виброускорения. Направления осей чувствительности вибропреобразователя указаны на маркировке на корпусе датчика. При установке на объект трехкомпонентный датчик нужно ориентировать так, чтобы направления осей чувствительности X, Y, Z совпадали с интересующими направлениями вибрации.

2. Подсоединить вибропреобразователь к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

3. Перед проведением измерений рекомендуется проверить калибровку виброметра с помощью портативного виброкалибратора или вибрационного стенда в соответствии с руководством по эксплуатации.

Рекомендуемые модели портативных виброкалибраторов: KB-160, AT01, AT01m, 394C06. Вибрационный калибратор ВК 16/160 не разрешается применять для выполнения калибровки или проверки калибровки вибрационных трактов приборов, указанных выше.

Проверку калибровки предпочтительно осуществлять в том же режиме, в котором будут производиться измерения. Если в этом режиме прибор позволяет осуществлять частотный анализ спектра, то проверку калибровки выполняют, сравнивая показания виброметра в соответствующем 1/3-октавном (или октавном) фильтре с уровнем калибровочного сигнала.

При подаче калибровочного сигнала опорной частоты (80 Гц для локальной вибрации и 16 Гц для общей вибрации) показания виброметра должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах:

- для уровней общей вибрации с коррекцией Fk, Fm: +/- 0,3 дБ;

- для уровней локальной вибрации с коррекцией Fh: +/- 0,3 дБ.

При подаче калибровочного сигнала частоты 159 Гц показания виброметра в 1/3-октаве 160 Гц должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах: +/- 0,4 дБ.

Проверку калибровки можно выполнить заранее (в пределах 24 часов до запуска измерений), если измерения будут выполняться с тем же вибропреобразователем.

Проверку калибровки проводят в обязательном порядке сразу после каждой замены вибропреобразователя и (или) кабеля вибропреобразователя.

Если проверка калибровки непосредственно перед измерением не проводится, следует провести опробование виброметра:

- проверить отсутствие механических повреждений кабеля, вибропреобразователя и прибора;

- проверить соответствие внутренних настроек прибора паспортным данным и результатам последней поверки;

- убедиться, что виброметр реагирует на вибрацию, а при отсутствии вибрации (в состоянии покоя) обеспечивает показания, близкие к типичным для данной лаборатории фоновым уровням.

4. Установить вибропреобразователь на вибрирующую поверхность.

--------------------------------

<1> Для этой же цели можно использовать металлический лист 50x50 мм, к которому датчик крепится с помощью резьбовой шпильки (оптимальный вариант) либо магнита или мастики - см. ГОСТ 31191.2.

Основание датчика должно плотно прилегать к вибрирующей поверхности.

При креплении на шпильке следует убедиться, что между основанием датчика и вибрирующей поверхностью отсутствуют зазоры. Не допускается крепление датчика к неплоским поверхностям, а также к поверхностям, содержащим заусенцы и грязь и т.п.

При измерении высокочастотных вибраций (выше 3 - 5 кГц) следует использовать только резьбовое крепление на шпильках или винтах, либо клеевое крепление с использованием твердых (каталитических или термореактивных) клеев (последнее сокращает срок службы датчика).

Крепление на магните может использоваться только для измерений не выше 3 - 5 кГц.

При установке нескольких ВП на общую проводящую поверхность могут возникать электрические помехи, которые особенно сильно проявляются на частоте 50 Гц.

Для устранения или уменьшения влияния электрической помехи следует:

- крепить ВП посредством изолирующей шпильки (не входит в типовой комплект, запрашивается дополнительно у изготовителя);

- проводить измерения одним датчиком последовательно;

- использовать ВП с изолированным основанием.

Примечание. Если при отсутствии вибрационного сигнала на основании акселерометра уровень виброускорения в третьоктаве 50 Гц отличается в большую сторону от уровней виброускорения в третьоктавах 40 Гц и 63 Гц не более, чем на 6 дБ, то можно считать, что электрическая помеха отсутствует.

Ориентировать трехкомпонентный акселерометр необходимо согласно маркировке на корпусе датчика виброускорения.

5. После включения виброметра выждать не менее 40 - 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

6. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

7. Показания текущих среднеквадратичных уровней корректированного ускорения считываются на индикаторе виброметра рядом с метками СКЗ-1с, СКЗ-5с, СКЗ-10с.

8. Максимальные текущие среднеквадратичные уровни корректированного ускорения считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

9. Показания MTVV (максимального СКЗ 1 сек) считываются на индикаторе виброметра рядом с метками СКЗ-1с, MAX и MTVV (в зависимости от модели).

10. Эквивалентный уровень корректированного ускорения считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня.

11. Доза вибрации считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой VDV.

12. Пиковый уровень корректированного ускорения для полного интервала измерений считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой Пик напротив метки Leq.

13. Пиковые уровни корректированного ускорения за последние 1 с, 5 с и 10 с считываются на индикаторе виброметра рядом с меткой Пик напротив меток "1 сек", "5 сек" и "10 сек" соответственно.

14. Поправка на собственные шумы. При измерении малых уровней вибрации следует сопоставить показания прибора с уровнями собственных шумов акселерометра. Если разность между показанием прибора и соответствующим уровнем собственных шумов находится в пределах от 3 дБ до 10 дБ, необходимо вносить поправку в результаты измерения.

Поправка на влияние собственных шумов (величина, которую нужно вычесть из показаний прибора) рассчитывается по формуле:

, где - разность показания прибора и уровня собственных шумов, дБ.

Собственные шумы вибропреобразователя (ВП) из состава виброметра определяются согласно:

- эксплуатационной документации на виброметр;

- по протоколу измерений собственных шумов ВП, проведенных по методике, согласованной с производителем.

15. Диапазоны и погрешности измерения корректированных ускорений приведены в Таблице В-1.

--------------------------------

<*> 1) Указанные в таблице пределы диапазонов измерений соответствуют максимальным и минимальным уровням вибрации, которые виброметр измеряет в соответствии с требованиями ГОСТ Р 59701.1-2022 (ГОСТ ИСО 841). Специализированные методики измерений могут позволять производить оценку уровней виброускорения ниже минимального предела благодаря учету собственных шумов или фона, либо посредством перехода от двустороннего к одностороннему интервалу неопределенности.

2) Нижний предел диапазона измерений корректированного ускорения для конкретного датчика может отличаться из-за технологического разброса собственных шумов. В том случае, если собственные шумы акселерометра известны, для измерения уровней вибрации, отличающихся от нижней границы диапазона измерений меньше, чем на 5 дБ, верхнюю границу интервала неопределенности измерений принимают равной уровню собственных шумов акселерометра плюс 2 дБ.

Средства измерения указаны в Таблице В-2.

1. Выбор первичного преобразователя. Типовая схема подключения вибродатчиков к приборам серий Октава и Экофизика рассчитана на применение пьезоакселерометров со встроенной электроникой типа IEPE (ICP). Эти датчики не имеют многих недостатков, свойственных классическим пьезоакселерометрам.

Чувствительным элементом пьезоакселерометра является пьезокристалл с присоединенной массой. При вибрации масса по инерции давит на пьезокристалл, поэтому на гранях последнего возникает электрический заряд (явление "пьезоэлектричество"). Величина заряда пропорциональна силе, а следовательно, и ускорению.

Пьезоакселерометры обладают уникальными преимуществами по сравнению с иными типами датчиков вибрации: широчайший динамический диапазон (до 180 дБ!), большой частотный диапазон при малых размерах и весе.

Основной недостаток классического (пассивного) пьезоакселерометра - очень большое электрическое сопротивление. Из-за этого возникает необходимость использовать специальные схемы усиления и согласования сигнала, дорогостоящие антивибрационные кабели. Замена кабеля в такой системе может привести к изменению чувствительности всего измерительного тракта.

Если кабель пассивного пьезоакселерометра дрожит или изгибается, то на выходе мы увидим паразитные сигналы, вызванные трибоэлектричеством (возникновение электрических зарядов вследствие трения). Поэтому кабели таких датчиков положено фиксировать через каждые 15 - 20 см, что затруднительно при оперативных измерениях.

Датчики, применяемые с приборами серий Октава и Экофизика (1V151HC, 1V154HC, 1V101HB, 1V102HB, 1V401HS, АР2037, АР98, АР2082, АР2038, ДН-4-Э, АР2099, АР2098, АР2006, и др.), не имеют описанных недостатков. Они относятся к типу IEPE (ICP). Внутри датчика находится электрическая схема усиления, поэтому их еще называют "датчиками со встроенной электроникой".

Датчики со встроенной электроникой работают успешно, если температура поверхности не очень высокая (обычно до 100 °C).

Классические, не-IEPE, или зарядовые, пьезоакселерометры могут быть подсоединены к прибору с помощью усилителя заряда (формирователем сигнала) A12x-xxx, АР5000-x или AQ05.

Датчики вибрации, применяемые с прибором, могут быть однокомпонентными (например, 1V101HB, 1V102HB, 1V103TB, 1V104HA, 1V401HS, ДН-4-Э, АР2098, АР98, АР2037, АР2099, АР2006) или трехкомпонентными (например, 1V151HC, 1V154HC, АР2038Р, АР2082М и др.).

Однокомпонентный датчик позволяет измерить только одну компоненту вибрации в направлении оси чувствительности (ось чувствительности такого датчика ортогональна плоскости основания). Если необходимо измерить все три компоненты вибрации, то нужно последовательно переставлять датчик, ориентируя его во взаимно перпендикулярных направлениях.

Трехкомпонентный датчик содержит три взаимно перпендикулярных чувствительных элемента и одновременно измеряет все три составляющих виброускорения. Направления осей чувствительности вибропреобразователя указаны на маркировке на корпусе датчика. При установке на объект трехкомпонентный датчик нужно ориентировать так, чтобы направления осей чувствительности X, Y, Z совпадали с интересующими направлениями вибрации.

--------------------------------

<*> Максимальная частота может снижаться при использовании кабелей повышенной длины.

Акселерометры 1V104HA-100, 1V103TB-100, 1V103TB-10 имеют малые размеры и массу, в связи с чем они оптимальны для измерений вибрации легких объектов массой от нескольких десятков граммов и/или измерений вибрации в звуковом диапазоне частот.

2. Подсоединить вибропреобразователь к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

3. Перед проведением измерений рекомендуется проверить калибровку виброметра с помощью портативного виброкалибратора или вибрационного стенда в соответствии с руководством по эксплуатации. Рекомендуется использовать портативные устройства, допускающие установку трехкомпонентных вибропреобразователей без дополнительных переходных элементов и не накладывающие строгих ограничений на ориентацию оси возбуждения вибрации.

Рекомендуемые модели портативных виброкалибраторов: KB-160, AT01, AT01m, 394C06. Вибрационный калибратор ВК 16/160 не разрешается применять для выполнения калибровки или проверки калибровки вибрационных трактов приборов, указанных выше.

При подаче калибровочного сигнала показания виброметра в октавной (третьоктавной) полосе, соответствующей частоте калибратора, должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах: +/- 0,4 дБ.

Примечание: уровень калибровочного сигнала 10 м/с² соответствует 140 дБ отн. 1 мкм/с².

Проверку калибровки можно выполнить заранее (в пределах 24 часов до запуска измерений), если измерения будут выполняться с тем же вибропреобразователем.

Проверку калибровки проводят в обязательном порядке сразу после каждой замены вибропреобразователя и (или) кабеля вибропреобразователя.

Если проверка калибровки не проводится, следует провести опробование виброметра:

- проверить отсутствие механических повреждений кабеля, вибропреобразователя и прибора;

- проверить соответствие внутренних настроек прибора паспортным данным и результатам последней поверки;

- убедиться, что виброметр реагирует на вибрацию, а при отсутствии вибрации (в состоянии покоя) обеспечивает показания, близкие к типичным для данной лаборатории фоновым уровням.

4. Установить вибропреобразователь на вибрирующую поверхность.

--------------------------------

<2> Для этой же цели можно использовать металлический лист 50x50 мм, к которому датчик крепится с помощью резьбовой шпильки (оптимальный вариант) либо магнита или мастики - см. ГОСТ 31191.2.

Основание датчика должно плотно прилегать к вибрирующей поверхности. При креплении на шпильке следует убедиться, что между основанием датчика и вибрирующей поверхностью отсутствуют зазоры. Не допускается крепление датчика к неплоским поверхностям, а также к поверхностям, содержащим заусенцы и грязь и т.п.

При измерении высокочастотных вибраций (выше 3 - 5 кГц) следует использовать только резьбовое крепление на шпильках или винтах, либо клеевое крепление с использованием твердых (каталитических или термореактивных) клеев (последнее сокращает срок службы датчика).

Крепление на магните может использоваться только для измерений не выше 3 - 5 кГц.

При установке нескольких ВП на общую проводящую поверхность могут возникать электрические помехи, которые особенно сильно проявляются на частоте 50 Гц.

Для устранения или уменьшения влияния электрической помехи следует:

- крепить ВП посредством изолирующей шпильки (не входит в типовой комплект, запрашивается дополнительно у изготовителя);

- проводить измерения одним датчиком последовательно;

- использовать ВП с изолированным основанием.

Примечание. Если при отсутствии вибрационного сигнала на основании акселерометра уровень виброускорения в третьоктаве 50 Гц отличается в большую сторону от уровней виброускорения в третьоктавах 40 Гц и 63 Гц в пределах +/- 6 дБ, то можно считать, что электрическая помеха отсутствует.

Ориентировать трехкомпонентный акселерометр необходимо согласно маркировке на корпусе датчика виброускорения.

5. После включения виброметра выждать не менее 40 - 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

6. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

7. Показания текущих среднеквадратичных уровней ускорения считываются на индикаторе виброметра рядом с метками СКЗ-1с, СКЗ-5с, СКЗ-10с.

8. Максимальные текущие среднеквадратичные уровни ускорения считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

9. Эквивалентный уровень ускорения считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня.

10. Величина уровня ускорения L_изм(f) в полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

Здесь L_инд(f) - значение уровня ускорения, снятое с индикатора прибора (см. пп. 7 - 9), - поправка, характеризующее неравномерность АЧХ акселерометра для частоты f. Поправки на вибропреобразователь определяются эксплуатационной документацией средств измерений.

Если поправки на АЧХ вибропреобразователя не учитываются при расчете уровня ускорения, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности (п. 11) по типовым неравномерностям АЧХ для используемого типа датчика. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными предельно допустимым отклонениям неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот в соответствии с документацией на виброметр.

11. Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения в соответствии с Таблицей В-2, - k-я дополнительная погрешность в децибелах (например, неравномерность АЧХ в диапазоне измерений).

12. Диапазоны и погрешности измерения корректированных ускорений приведены в Таблице В-2.

--------------------------------

<*> Специализированные методики измерений могут позволять производить оценку уровней виброускорения ниже указанного минимального предела благодаря учету собственных шумов или фона, либо посредством перехода от двустороннего к одностороннему интервалу неопределенности.

Средства измерения указаны в Таблице УЗ-2.

1. Подсоединить измерительный микрофон к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

При оперативных измерениях микрофонный предусилитель допустимо подключать непосредственно к входному разъему индикаторного блока ИИБ Октава-110А, Октава-101АМ, Октава-110А-ЭКО, Октава-111, ИМ 110А для прибора Экофизика-110А. В тех случаях, когда присутствие оператора в измерительной точке может привести к искажению результатов или затруднено по иным причинам, микрофонный предусилитель устанавливается в нужном месте с помощью штатива, например TRP001R, и подсоединяется к индикаторному блоку с помощью удлинительного кабеля.

При измерениях на открытом воздухе целесообразно использовать ветрозащиту W2 или W3. Однако, если скорость ветра (скорости движения воздуха) превышает , результаты измерения будут искажены. Пределы дополнительной погрешности измерения уровня звукового давления при использовании ветрозащиты указаны в таблицах ниже:

2. При измерениях звукового давления важно помнить, что микрофон должен находиться в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Поэтому при перенесении микрофона из теплой среды в холодную и наоборот необходимо выждать не менее 30 минут.

3. Перед проведением измерений следует проверить калибровку измерительного тракта с помощью акустического калибратора в соответствии с руководством по эксплуатации. При подаче калибровочного сигнала показания фильтра, соответствующего частоте калибровки, должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах +/- 0,3 дБ.

Для выполнения проверки калибровки применяют акустические калибраторы АК-1000, CAL200, Тип 4231 или иные калибраторы, рекомендуемые производителем анализатора спектра.

4. Приборы серий Октава и Экофизика в комплекте с микрофонными капсюлями ВМК-205, МК-265, МК-233, ВМК-201 (М-201) и их аналогами измеряют уровень звука и звукового давления, которые были бы в измерительной точке свободного звукового поля в отсутствие микрофона. Микрофон ВМК-206 и его аналоги используются в тех случаях, где стандарт на испытания предписывает применение микрофона давления или микрофона диффузного поля. Главная ось микрофона перпендикулярна мембране микрофонного капсюля и направлена по оси предусилителя. При измерениях в свободном поле главная ось микрофона должна быть направлена на источник звука.

5. При измерении шума в ручном режиме оператор должен находиться на расстоянии не менее чем 50 см от микрофона так, чтобы отражения от его тела не сказывались на результатах.

6. После включения индикаторного блока и напряжения поляризации необходимо выждать не менее 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

7. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

8. Текущие показания уровней звукового давления с временными коррекциями F, S считываются на индикаторе ИБ рядом с метками Fast, Slow.

9. Максимальные уровни звукового давления с временными коррекциями F, S считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

10. Средний по времени (эквивалентный) уровень звукового давления считывается на индикаторе ИБ рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня и уровня звуковой экспозиции.

11. Величина УЗД L_изм(f) в полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

Здесь L_инд(f) - значение УЗД, снятое с индикатора прибора (см. пп. 8 - 10), - микрофонная поправка для частоты f, - поправка на дополнительные приспособления (ветрозащита, кабель и т.п.). Поправки на микрофон и дополнительные принадлежности определяются эксплуатационной документацией конкретных средств измерений. Поправка при использовании микрофонных кабелей EXCxxxR и ветрозащит W2 и W3 принимается равной 0,0 дБ.

Если поправки на конкретные микрофон и дополнительные принадлежности не учитываются при расчете УЗД, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности (п. 12) по типовым значениям неравномерности АЧХ для используемого типа микрофонов и дополнительных принадлежностей. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот.

12. Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения звука в соответствии с Таблицей УЗ-2, - k-я дополнительная погрешность в децибелах. Источником дополнительных погрешностей могут быть также дополнительные принадлежности или влияние внешних факторов - температуры, давления, влажности. В частности:

Примечание. При отсутствии сведений о неравномерности АЧХ поправка принимается равной 0,0 дБ, а соответствующая дополнительная погрешность в дБ принимается равной максимально допустимой неравномерности АЧХ согласно эксплуатационной документации на применяемый микрофонный капсюль.

В том случае, если эксплуатационная документация содержит калибровочные настройки для какого-либо из приведенных выше или иного воздействующего фактора, при проведении измерений с использованием данной калибровочной настройки соответствующая дополнительная погрешность принимается равной нулю.

13. Проверку калибровки измерительного тракта следует выполнять до и после измерений в соответствии с руководством по эксплуатации.

14. Проверка калибровки анализатора спектра непосредственно в контрольной точке выполняется в тех случаях, если возникают сомнения в исправности анализатора спектра. В остальных случаях проверку калибровки допускается выполнять в иных местах, где соблюдаются условия эксплуатации анализатора спектра и калибратора, при этом интервал времени между проверкой калибровки и выполнением измерения не должен быть больше 16 ч. При замене микрофонного капсюля в контрольной точке проверка калибровки сразу после операции замены является обязательной.

--------------------------------

<*> Если калибровочная поправка для конкретного микрофона отличается от 0,0 дБ, диапазоны измерения смещаются на величину +K, где K - значение установленной калибровочной поправки, дБ. Нижние пределы измерений для отдельных частотных полос могут быть меньше указанных в таблице; значения нижних пределов могут быть оценены как уровень собственных шумов в соответствующей полосе для диапазона шкалы Д3 плюс 7 дБ.

Средства измерения указаны в Таблице УЗ-3. Для измерений уровней звукового давления с использованием полосового фильтра FI следует использовать микрофоны, у которых калибровочные поправки находятся в пределах: +/- 0,2 дБ (для частоты 16 Гц), +/- 0,3 дБ (для частоты 8 Гц), +/- 0,5 дБ (для частоты 4 Гц), +/- 1,0 дБ для частоты 2 Гц.

1. Подсоединить измерительный микрофон к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

При измерениях исключительно инфразвука микрофонный предусилитель можно подключать непосредственно к входному разъему индикаторного блока.

При измерении инфразвука следует добиваться неподвижности микрофонного капсюля. Рекомендуется устанавливать микрофонный предусилитель в нужном месте с помощью штатива, например TRP001R.

При скорости ветра (скорости движения воздуха) выше 1 м/с измерения инфразвука сильно искажаются и измерения недопустимы.

2. При измерениях звукового давления важно помнить, что микрофон должен находиться в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Поэтому при перенесении микрофона из теплой среды в холодную и наоборот необходимо выждать не менее 30 минут.

3. До и после измерений следует проверять чувствительность измерительного тракта с помощью акустического калибратора в соответствии с руководством по эксплуатации. При подаче калибровочного сигнала показания фильтра, соответствующего частоте калибровки, должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах +/- 0,3 дБ.

Требования к проверке калибровки аналогичны требованиям разделов 2 и 5.

4. При измерении шума в ручном режиме оператор должен находиться на расстоянии не менее чем 50 см от микрофона.

5. После включения индикаторного блока и напряжения поляризации необходимо выждать не менее 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

6. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Для исключения влияния переходных процессов в низкочастотных фильтрах через 40 - 50 секунд после старта следует нажать клавишу СБРОС, не останавливая измерения. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

7. Текущие показания уровней звукового давления с временными коррекциями F, S считываются на индикаторе ИБ рядом с метками Fast, Slow. Для измерений уровней звукового давления в инфразвуковой области частот использование временной характеристики F не рекомендуется.

8. Максимальные уровни звукового давления с временными коррекциями F, S считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

9. Средний по времени (эквивалентный) уровень звукового давления считывается на индикаторе ИБ рядом с меткой Leq. Продолжительность усреднения уровней звукового давления в октавных полосах частот 2 - 4 Гц должна быть не менее 3 минут, а в октавных полосах частот 8 - 16 Гц - не менее 1 минуты.

Продолжительность усреднения уровней звукового давления в полосе фильтра FI - не менее 3 мин.

10. Величина УЗД L_изм(f) в октавной (третьоктавной) полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

Здесь L_инд(f) - значение УЗД, снятое с индикатора прибора (см. пп. 8 - 10), - микрофонная поправка для частоты f, - поправка на дополнительные приспособления (ветрозащита, кабель и т.п.). Поправки на микрофон и дополнительные принадлежности определяются эксплуатационной документацией конкретных средств измерений. Поправка при использовании микрофонных кабелей EXCxxxR и ветрозащит W2 и W3 принимается равной 0,0 дБ.

Если поправки на конкретные микрофон и дополнительные принадлежности не учитываются при расчете УЗД, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности (п. 11) по типовым значениям неравномерности АЧХ для используемого типа микрофонов и дополнительных принадлежностей, если таковые известны из эксплуатационной документации. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот.

Величина УЗД в полосе фильтра FI принимается равной показанию УЗД фильтра FI, снятому с индикатора прибора.

11. Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения звука в соответствии с Таблицей УЗ-3, - k-я дополнительная погрешность в децибелах.

Источником дополнительных погрешностей могут быть также дополнительные принадлежности или влияние внешних факторов - температуры, давления, влажности. В частности:

В том случае, если эксплуатационная документация содержит калибровочные настройки для какого-либо из приведенных выше или иного воздействующего фактора, при проведении измерений с использованием данной калибровочной настройки соответствующая дополнительная погрешность принимается равной нулю.

12. Диапазоны и погрешности измерения уровней звукового давления инфразвука приведены в Таблице УЗ-3.

--------------------------------

<*> Если калибровочная поправка для конкретного микрофона отличается от 0,0 дБ, диапазоны измерения смещаются на величину +K, где K - значение установленной калибровочной поправки, дБ.

<****> Режим измерения обеспечивает измерения только октавных и третьоктавных уровней звукового давления без возможности измерения общего уровня УЗД инфразвука в фильтре FI.

Средства измерения указаны в Таблице УЗ-4.

1. Подсоединить измерительный микрофон к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации. При измерениях ультразвука недопустимо подключать микрофонный предусилитель непосредственно к входному разъему индикаторного блока для ИИБ Экофизика-110А с ИМ HF. Рекомендуется устанавливать микрофонный предусилитель в контрольной точке с помощью штатива, например TRP001R, и подсоединять к индикаторному блоку с помощью удлинительного кабеля.

Внимание. При использовании микрофонов МК-301, МК-401, ВМК-401, ВМК-402А, 4135, 4136 для измерений ультразвука на частотах свыше 40 кГц следует снимать защитную сетку. Будьте крайне осторожны, не повредите мембрану микрофона!

2. При измерениях звукового давления важно помнить, что микрофон должен находиться в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Поэтому при перенесении микрофона из теплой среды в холодную и наоборот необходимо выждать не менее 30 минут.

3. До и после измерений следует проверять чувствительность измерительного тракта с помощью акустического калибратора в соответствии с руководством по эксплуатации. При подаче калибровочного сигнала показания фильтра, соответствующего частоте калибровки, должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах +/- 0,3 дБ.

Для выполнения проверки калибровки применяют акустические калибраторы АК-1000, CAL200, Тип 4231 или иные калибраторы, рекомендуемые производителем анализатора спектра. Акустический калибратор Защита-К не разрешается применять с приборами, указанными выше.

4. Главная ось микрофона перпендикулярна мембране микрофонного капсюля и направлена по оси предусилителя. При измерениях главная ось микрофона должна быть направлена на источник ультразвука.

5. При измерении ультразвука в ручном режиме оператор должен находиться на расстоянии не менее чем 50 см от микрофона так, чтобы отражения от его тела не сказывались на результатах.

6. После включения индикаторного блока и напряжения поляризации необходимо выждать не менее 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

7. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

8. Текущие показания уровней звукового давления с временными коррекциями F, S считываются на индикаторе ИИБ рядом с метками Fast, Slow.

9. Максимальные уровни звукового давления с временными коррекциями F, S считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

10. Средний по времени (эквивалентный) уровень звукового давления считывается на индикаторе ИИБ рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня.

11. Величина УЗД L_изм(f) в полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

Здесь L_инд(f) - значение УЗД, снятое с индикатора прибора (см. пп. 8 - 10), - микрофонная поправка для частоты f, - поправка на дополнительные приспособления (ветрозащита, кабель и т.п.). Поправки на микрофон и дополнительные принадлежности определяются эксплуатационной документацией средств измерений. Поправка при использовании микрофонных кабелей EXCxxxR принимается равной 0,0 дБ.

Если поправки на конкретные микрофон и дополнительные принадлежности не учитываются при расчете УЗД, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности (п. 12) по типовым значениям неравномерности АЧХ для используемого типа микрофонов и дополнительных принадлежностей, если таковые известны из эксплуатационной документации. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот.

12. Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - погрешность измерения в соответствии с Таблицей УЗ-4, - k-я дополнительная погрешность в децибелах.

Источником дополнительных погрешностей могут быть также дополнительные принадлежности или влияние внешних факторов - температуры, давления, влажности. В частности:

В том случае, если эксплуатационная документация содержит калибровочные настройки для какого-либо из приведенных выше или иного воздействующего фактора, при проведении измерений с использованием данной калибровочной настройки соответствующая дополнительная погрешность принимается равной нулю.

13. Диапазоны и погрешности измерения уровней звукового давления приведены в Таблице УЗ-4.

14. Проверка калибровки непосредственно в контрольной точке выполняется в тех случаях, когда возникают сомнения в исправности прибора. В остальных случаях проверку калибровки допускается выполнять в иных местах, где соблюдаются условия эксплуатации анализатора спектра, микрофона и калибратора, при этом интервал времени между проверкой калибровки и выполнением измерения не должен быть больше 16 ч. В случае смены микрофонного капсюля в контрольной точке проверка калибровки сразу после смены непосредственно в контрольной точке - обязательна.

--------------------------------

<*> Если калибровочная поправка для конкретного микрофона отличается от 0,0 дБ, диапазоны измерения смещаются на величину +K, где K - значение установленной калибровочной поправки, дБ.

Средства измерения указаны в Таблице В-3.

1. Выбор первичного преобразователя. Преобразователь виброскорости AV-01

Чувствительным элементом преобразователя является пьезокристалл с присоединенной массой. При вибрации масса по инерции давит на пьезокристалл, поэтому на гранях последнего возникает электрический заряд (явление "пьезоэлектричество"). Величина заряда пропорциональна силе, а следовательно, и ускорению. Датчик AV-01 имеет встроенный электронный усилитель-интегратор, который обеспечивает преобразование сигнала с пьезоэлектрического элемента в низкоомный сигнал напряжения, пропорциональный виброскорости.

Электрическая изоляция пьезоэлемента и встроенного усилителя-преобразователя от корпуса исключает влияние на результаты измерений заземляющих контурных токов. Максимальная частота может снижаться при использовании кабелей повышенной длины.

2. Подсоединить вибропреобразователь к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации (датчик AV-01 может напрямую подсоединяться к IEPE входам виброметра-анализатора спектра).

3. Перед проведением измерений рекомендуется проверить калибровку виброметра с помощью портативного виброкалибратора или вибрационного стенда в соответствии с руководством по эксплуатации.

При подаче калибровочного сигнала показания виброметра должны совпадать с калибровочным уровнем виброскорости в пределах: +/- 0,5 дБ.

Примечание: при частоте калибровочного сигнала 159,16 Гц и виброускорении калибровочного сигнала 10 м/с² (140 дБ отн. 1 мкм/с²) виброскорость равна 10 мм/с (106 дБ отн. 5 x 10^-8 м/с).

Если проверка калибровки не проводится, следует провести опробование виброметра:

- проверить отсутствие механических повреждений кабеля, вибропреобразователя и прибора;

- проверить соответствие внутренних настроек прибора паспортным данным и результатам последней поверки;

- убедиться, что виброметр реагирует на вибрацию, а при отсутствии вибрации (в состоянии покоя) обеспечивает показания, близкие к типичным для данной лаборатории фоновым уровням.

Установить вибропреобразователь на вибрирующую поверхность.

--------------------------------

<3> Для этой же цели можно использовать металлический лист 50x50 мм, к которому датчик крепится с помощью резьбовой шпильки (оптимальный вариант) либо магнита или мастики - см. ГОСТ 31191.2.

Основание датчика должно плотно прилегать к вибрирующей поверхности. При креплении на шпильке следует убедиться, что между основанием датчика и вибрирующей поверхностью отсутствуют зазоры. Не допускается крепление датчика к неплоским поверхностям, а также к поверхностям, содержащим заусенцы и грязь и т.п.

После включения виброметра выждать не менее 40 - 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

4. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

5. Показания текущих среднеквадратичных уровней виброскорости считываются на индикаторе виброметра рядом с метками СКЗ-1с, СКЗ-5с, СКЗ-10с.

6. Максимальные текущие среднеквадратичные уровни ускорения считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

7. Эквивалентный (средний по времени) уровень виброскорости считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня.

8. Величина уровня виброскорости L_изм(f) в 1/3-октавной полосе частот с центральной частотой f корректируется по формуле:

Здесь L_инд (f) - значение уровня виброскорости, снятое с индикатора прибора (см. пп. 7 - 9), - поправка, характеризующая неравномерность АЧХ вибропреобразователя для частоты f. При измерениях виброскорости в фильтрах Fk, Fh поправка не применяется. Поправки на вибропреобразователь определяются эксплуатационной документацией конкретных средств измерений.

Если поправки на АЧХ вибропреобразователя не учитываются при расчете уровня виброскорости, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности (п. 11) по типовым неравномерностям АЧХ для используемого типа датчика. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот.

9. Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения в соответствии с Таблицей В-3, - k-я дополнительная погрешность в децибелах (например, неравномерность АЧХ в диапазоне измерений).

Диапазоны и погрешности измерения виброскорости приведены в Таблице В-3.

Средства измерения указаны в Таблице В-4. Измерения проводятся в одном из режимов:

- 1/3-октавный анализатор MIC,

- 1/3-октавный анализатор MXYZ,

- 1/3-октавный анализатор XYZ.

1. Выбор первичного преобразователя. Типовая схема подключения вибродатчиков к приборам серий Экофизика рассчитана на применение пьезоакселерометров со встроенной электроникой типа IEPE (ICP).

Акселерометр - это первичный преобразователь (датчик), который преобразует сигнал виброускорения в напряжение. Измерение виброскорости при этом реализуется посредством интегрирования сигнала ускорения во вторичном приборе серии Экофизика с использованием режимов, перечисленных в Таблице В-4, предусмотрена возможность измерения спектров виброскорости с использованием акселерометра.

--------------------------------

<*> Максимальная частота может снижаться при использовании кабелей повышенной длины.

Подсоединить вибропреобразователь к индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

2. Перед проведением измерений рекомендуется проверить чувствительность измерительного тракта виброметра с помощью портативного виброкалибратора или устройства воспроизведения опорного сигнала в соответствии с руководством по эксплуатации.

При подаче калибровочного сигнала показания виброметра для уровня виброускорения в соответствующей 1/n-октавной полосе частот должны совпадать с калибровочным уровнем виброускорения в пределах: +/- 0,4 дБ. Если проверка калибровки проводится в режиме индикации виброскорости, то показания виброметра следует сравнивать с калибровочным уровнем виброскорости. Например, при частоте калибровки 159,16 Гц и виброускорении калибровочного сигнала 10 м/с² (140 дБ отн. 1 мкм/с²) виброскорость равна 10 мм/с (106 дБ отн. 5 x 10^-8 м/с).

Рекомендуемые модели портативных виброкалибраторов: KB-160, AT01, AT01m, 394C06. Вибрационный калибратор ВК 16/160 не разрешается применять с приборами, указанными выше.

Если проверка калибровки не проводится, следует провести опробование виброметра:

- проверить отсутствие механических повреждений кабеля, вибропреобразователя и прибора;

- проверить соответствие внутренних настроек прибора паспортным данным и результатам последней поверки;

- убедиться, что виброметр реагирует на вибрацию, а при отсутствии вибрации (в состоянии покоя) обеспечивает показания, близкие к типичным для данной лаборатории фоновым уровням.

Установить вибропреобразователь на вибрирующую поверхность.

--------------------------------

<4> Для этой же цели можно использовать металлический лист 50x50 мм, к которому датчик крепится с помощью резьбовой шпильки (оптимальный вариант) либо магнита или мастики - см. ГОСТ 31191.2.

Основание датчика должно плотно прилегать к вибрирующей поверхности. При креплении на шпильке следует убедиться, что между основанием датчика и вибрирующей поверхностью отсутствуют зазоры. Не допускается крепление датчика к неплоским поверхностям, а также к поверхностям, содержащим заусенцы и грязь и т.п.

При измерении высокочастотных вибраций (выше 3 - 5 кГц) следует использовать только резьбовое крепление на шпильках или винтах, либо клеевое крепление с использованием твердых (каталитических или термореактивных) клеев (последнее сокращает срок службы датчика).

Крепление на магните может использоваться только для измерений не выше 3 - 5 кГц.

При установке нескольких ВП на общую проводящую поверхность могут возникать электрические помехи, которые особенно сильно проявляются на частоте 50 Гц.

Для устранения или уменьшения влияния электрической помехи следует:

- крепить ВП посредством изолирующей шпильки (не входит в типовой комплект, запрашивается дополнительно у изготовителя);

- проводить измерения одним датчиком последовательно;

- использовать ВП с изолированным основанием.

После включения виброметра в режим "1/3-октавный анализатор..." выждать не менее 40 - 60 секунд, прежде чем начинать измерения.

3. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

4. Показания текущих среднеквадратичных уровней виброскорости в дБ считываются на индикаторе виброметра рядом с меткой L дБ при индикации 1 с, 5 с, 10 с.

5. Эквивалентный (средний по времени) уровень виброскорости считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой L дБ при индикации Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня.

6. Если показания текущих или средних уровней составляют 0 дБ, то следует увеличить на 20 дБ установленную в приборе калибровочную поправку для используемого датчика, а из считываемых рядом с соответствующих меток значений вычитать 20 дБ.

7. Величина уровня виброскорости L_изм(f) в полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

Здесь L_инд(f) - значение уровня скорости, снятое с индикатора прибора (см. пп. 4, 5), - поправка, характеризующая неравномерность АЧХ акселерометра для частоты f. Поправки на вибропреобразователь определяются эксплуатационной документацией средств измерений.

Если поправки на АЧХ вибропреобразователя не учитываются при расчете уровня ускорения, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности по типовым неравномерностям АЧХ для используемого типа датчика. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот.

Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения в соответствии с Таблицей В-4, - k-я дополнительная погрешность в децибелах (например, неравномерность АЧХ в диапазоне измерений).

Диапазоны и погрешности измерения корректированных ускорений приведены в Таблице В-4.

--------------------------------

<*> Если калибровочная поправка для конкретного микрофона отличается от 0,0 дБ, диапазоны измерения смещаются на величину +K, где K - значение установленной калибровочной поправки, дБ.

При измерениях уровней звукового давления в октавных (третьоктавных) полосах у некоторых пользователей возникают сложности с использованием формул для расчета величины УЗД L_изм(f) (результат измерения уровня звукового давления в 1/n-октавной полосе с центральной частотой f) и учетом дополнительных погрешностей. В данном разделе постараемся подробнее описать процесс расчета величины УЗД с учетом дополнительных поправок, вносящих вклад в результат измерения, а также расчета погрешности измерения и стандартной неопределенности.

Величина УЗД L_изм(f) в полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

где 1. L_инд(f) - значение УЗД, отображаемое на индикаторном блоке (показания прибора).

2. - поправка для конкретного микрофонного капсюля для частоты f. Эта поправка на АЧХ указана в свидетельстве о первичной калибровке микрофонного капсюля или протоколе испытаний микрофонного капсюля. Такие протоколы, например оформляются при поверке в метрологической службе ООО "ПКФ Цифровые приборы".

Пример свидетельства о первичной калибровке микрофонного капсюля - на рисунке 1. В свидетельстве указываются поправки неравномерности частотных характеристик для конкретного микрофонного капсюля (рисунок 1):

Пример протокола испытаний микрофонных капсюлей, оформляемых метрологической службой ООО "ПКФ Цифровые приборы" - на рисунке 2. В этом протоколе нужные поправки указаны в строке "по свободному полю, дБ" в таблице ниже.

Поправка инфразвуковой области частот приводится в протоколах испытаний микрофонных капсюлей в инфразвуковой области частот, в паспорте шумомера-анализатора спектра, сведениях о поверке (например: акт о проведении поверки - Рисунок 3) или в свидетельстве о поверке.

Для определения поправок следует использовать наиболее актуальный из доступных документов.

Для актов, протоколов испытаний и свидетельств о поверке, оформленных в метрологической службе ООО "ПКФ Цифровые приборы", поправка - это отклонение чувствительности микрофонного капсюля от чувствительности на опорной частоте, выраженное в дБ. Если значение поправки в конкретной частотной полосе отрицательное (кривая на рис. 2 находится ниже оси в отрицательной области), т.е. с данным микрофоном "показания занижены", то величину этой поправки по модулю (без знака) необходимо прибавлять. Если значение поправки - положительное (кривая на рис. 2 находится выше оси в положительной области), т.е. с данными микрофоном "показания завышены", то величину этой поправки по модулю необходимо вычитать. Следует отметить, что в инфразвуковой области (до 16 Гц включительно) поправки АЧХ у микрофонных капсюлей почти всегда отрицательные, а на оборотной стороне свидетельства или акта о поверке (рисунок 3), выдаваемых сервисной службой ООО "ПКФ Цифровые приборы", они указываются без знака. Поправки из этого документа следует прибавлять при расчете величины L_изм(f).

У каждого микрофонного капсюля поправки индивидуальные, но есть общие требования к максимальным отклонениям (предельные отклонения, или неравномерность АЧХ), в пределах которых должны находиться поправки для каждого типа микрофонных капсюлей. Предельные отклонения указываются в эксплуатационной документации на капсюль, например в паспорте или описании типа на микрофон.

Для примера в таблице 1 для некоторых типов микрофонных капсюлей приведены пределы допускаемого отклонения уровня чувствительности на холостом ходу по свободному полю при падении звуковой волны под углом 0° к главной оси капсюля от уровня чувствительности на частоте 250 Гц, дБ относительно 1 В/Па.

Предельные отклонения из описания типа - это #не# поправка на микрофон! Это максимально допустимое отклонение от 0,0 дБ для этой поправки для данного типа капсюля. Предельные отклонения не нужно прибавлять (или вычитать) к показаниям в формуле (1), а нужно учитывать в дополнительной погрешности (см. далее), если конкретные значения поправок неизвестны. Таким образом, при отсутствии сведений (утере или неведении) о поправке в формуле (1) эту поправку принимают равной 0,0 дБ, но при этом необходимо учитывать дополнительный вклад при оценке погрешности измерений.

3. - поправка на дополнительные приспособления (специфические ветрозащиты, кабели, доп. приспособления для измерения шума и т.п.). Поправки на все дополнительные приспособления определяются эксплуатационной документацией конкретных используемых дополнительных приспособлений.

Учет дополнительных погрешностей при измерениях УЗД производится по формуле:

Здесь - модуль границы неисключенной систематической погрешности (НСП) измерения звука в соответствии с Таблицей УЗ-2 МИ ПКФ-12-006, - k-я дополнительная погрешность в дБ.

Если поправки на АЧХ используемого микрофона и дополнительные приспособления не учитываются при расчете УЗД (L_изм(f)), то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности по типовым предельным отклонениям для используемого типа микрофонов и дополнительных принадлежностей. Значения дополнительных погрешностей, обусловленных незнанием поправок для данного микрофона, в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот (таблица 1, столбец 2).

Для ветрозащит W2 при измерениях уровня звука дополнительная погрешность составляет +/- 0,2 дБ, а при измерениях уровней звукового давления она приведена в Таблицах УЗД-W-1/1 и УЗД-W-1/3 главы 5 МИ ПКФ-12-006.

Необходимо измерить уровень звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 4 кГц. Для измерений используется шумомер-анализатор спектра Экофизика-110А с микрофонным капсюлем ВМК-205. При измерениях используется дополнительное приспособление - ветрозащита W2. Температура в момент измерения составляет 24 °C, а относительная влажность - 35%. Согласно таблице УЗД-W-1/1 дополнительная погрешность измерения в данной октавной полосе при использовании ветрозащиты составляет +/- 0,2 дБ. Согласно таблице УЗ-ДП-2 дополнительные погрешности, связанные с условиями измерений, составляют +/- 0,15 дБ и +/- 0,1 дБ соответственно.

Рассмотрим два варианта выполнения измерений и получения результата.

Предположим, что показания, снятые с индикатора прибора - 60,0 дБ.

При отсутствии информации о поправках на АЧХ микрофонного капсюля (например при утере протоколов испытаний) следует ориентироваться на предельные отклонения микрофона из его эксплуатационной документации. По таблице 1 определяют, что в октавной полосе 4 кГц предельное отклонение составляет +/- 0,8 дБ. Формула для расчета УЗД выглядит следующим образом:

здесь

- (поскольку величина поправки неизвестна),

- (поскольку при применении ветрозащита W2 поправки к результату измерений не вносятся).

Следовательно: L_изм(f) = 60,0 + 0,0 + 0,0 = 60,0 дБ.

Далее необходимо оценить погрешность измерения (НСП).

Здесь (НСП измерения звука в соответствии с Таблицей УЗ-2 МИ ПКФ-12-006, в зависимости от типа используемого оборудования), (максимальная неравномерность АЧХ микрофонного капсюля для частоты 4 кГц), (вклад, обусловленный наличием ветрозащиты), (вклад, обусловленный влиянием температуры), (вклад, обусловленный влиянием относительной влажности).

и стандартная неопределенность измерения: .

В этом случае смотрим в таблицу протокола испытаний микрофонного капсюля. Предположим, что мы имеем только свидетельство о первичной калибровке, предоставленное изготовителем микрофонного капсюля (рисунок 1). Из таблицы видим, что в октавной полосе 4 кГц неравномерность частотных характеристик по свободному полю составляет минус 0,2 дБ (т.е. в октавной полосе 4 кГц показания "занижены" на величину этой поправки, и ее величину по модулю необходимо прибавить к снятому с индикатора значению). Формула для расчета УЗД выглядит следующим образом:

, здесь , . Следовательно: L_изм(f) = 60 + 0,2 + 0 = 60,2 дБ.

Далее необходимо учесть погрешность измерения.

здесь (модуль погрешности измерения звука в соответствии с Таблицей УЗ-1 МИ ПКФ-12-006, в зависимости от типа используемого оборудования), (модуль погрешности измерения обусловленной наличием ветрозащиты). Поскольку поправка на микрофон известна и учтена в формуле расчета УЗД, (микрофонная поправка известна, вклада в погрешность измерений нет), (вклад, обусловленный наличием ветрозащиты), (вклад, обусловленный влиянием температуры), (вклад, обусловленный влиянием относительной влажности).

и стандартная неопределенность измерения: .

Из рассмотренного примера видно, что неопределенность измерения при учете поправок на микрофонный капсюль меньше, чем в случае их игнорирования.

Настоящая методика измерений применима также для следующих приборов: Октава-110А (ЭКО), Октава-110В (ЭКО), Экофизика. При определении режимов, диапазонов и погрешностей измерений вышеуказанными приборами надлежит руководствоваться следующей таблицей соответствия.

Настоящий документ разработан в соответствии с ГОСТ Р 8.563, ГОСТ 34100.1-2017/ISO/IEC Guide 98-1:2009, ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008, РМГ 91-2019.

Настоящий документ устанавливает методику измерений корректированного виброускорения и виброускорения в октавных и 1/3-октавных полосах частот с использованием акселерометров типа 1V (регистрационный N 81334-21) и шумомеров-виброметров, анализаторов спектра Экофизика, Экофизика-110А, виброметров-анализаторов спектра Экофизика-110В и Экофизика-111В.

Методика применима для оценки корректированных значений (уровней) виброускорения общей и локальной вибрации, а также октавных и 1/3-октавных спектров виброускорения в диапазоне частот наборов фильтров полосовых октавных и на долю октавы приборов Экофизика-110А, Экофизика-110В, Экофизика-111В при выполнении работ по охране труда, производственном контроле, оценке воздействия вибрации на человека на рабочем месте, в производственных помещениях, в помещении жилых и общественных зданий, на транспорте, при инженерных изысканиях, измерении вибрационных характеристик машин, при аттестации выделенных помещений.

Диапазоны измерения виброускорения, в которых обеспечивается соблюдение показателей точности п. 3 представлены в таблицах 1, 2, 3 и 4.

--------------------------------

<*> Только для конфигураций с переключаемым коэффициентом усиления (управлением поддиапазоном) для входа A.

Примечания. 1) Указанные в таблицах 1 - 4 пределы диапазонов измерений соответствуют максимальным и минимальным уровням вибрации, которые виброметр измеряет в соответствии с требованиями ГОСТ ИСО 8041. Специализированные методики измерений могут позволять производить оценку уровней виброускорения ниже минимального предела благодаря учету собственных шумов или фона, либо посредством перехода от двустороннего к одностороннему интервалу неопределенности. 2) Нижний предел диапазона измерений корректированного ускорения для конкретного датчика может отличаться из-за технологического разброса собственных шумов. В том случае, если собственные шумы акселерометра известны, для измерения уровней вибрации, отличающихся от нижней границы диапазона измерений меньше чем на 5 дБ, верхнюю границу интервала неопределенности измерений принимают равной уровню собственных шумов акселерометра плюс 2 дБ.

Точность однократных измерений по данной МИ характеризуется границами неисключенной систематической погрешности в относительном выражении (далее - "относительной погрешностью").

Относительная погрешность однократного измерения корректированного уровня виброускорения в диапазонах, указанных в таблицах 1 и 2, не превышает:

- Для синусоидальной вибрации опорной частоты (16 Гц для общей вибрации; 80 Гц - для локальной вибрации):

+/- 0,3 дБ (при уровне сигнала не менее +5 дБ от нижнего предела измерений);

+/- 0,6 дБ (при уровне сигнала вблизи нижнего предела измерений).

- Для безударной вибрации:

+/- 1,0 дБ (при уровне сигнала не менее +5 дБ от нижнего предела измерений);

+/- 1,2 дБ (при уровне сигнала вблизи нижнего предела измерений);

+/- 2,0 дБ (для вибраций с ярко выраженным преобладанием низкочастотных или высокочастотных составляющих: 0,5 - 1,25 Гц/63 - 125 Гц для общей вибрации и 6,3 - 8 Гц/1000 - 1600 Гц для локальной вибрации).

- Для ударной вибрации: +/- 1,0 дБ.

Относительная погрешность измерения уровней виброускорения в октавных и 1/3-октавных полосах частот в диапазонах, указанных в таблицах 3 и 4:

- Для синусоидальной вибрации:

+/- 0,3 дБ (при уровне сигнала не менее +5 дБ от нижнего предела измерений);

+/- 1,0 дБ (при уровне сигнала вблизи нижнего предела измерений).

- Для широкополосной вибрации:

+/- 1,0 дБ (при уровне сигнала не менее +5 дБ от нижнего предела измерений);

+/- 1,2 дБ (при уровне сигнала вблизи нижнего предела измерений).

- Для ударной вибрации: +/- 1,0 дБ.

Приведенные в этом разделе показатели точности могут быть использованы лабораториями для оценки инструментальной составляющей неопределенности измерений в соответствии с п. 1 МИ ПКФ-12-006.

В настоящей методике измерений использованы ссылки на следующие нормативные документы.

1. ГОСТ Р 8.563 "Методики выполнения измерений".

2. ГОСТ 34100.1-2017/ISO/IEC Guide 98-1:2009 Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по выражению неопределенности измерения.

3. ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения.

4. РМГ 91-2019 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Использование понятий "погрешность измерения" и "неопределенность измерений". Общие принципы.

5. ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения.

6. ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 "Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий".

7. ГОСТ 24346 "Вибрация. Термины и определения".

8. ГОСТ Р 70024.1-2022. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Фильтры полосовые октавные и на доли октавы. Часть 1. Технические требования.

9. ГОСТ Р 59701.1-2022 (ИСО 8041-1:2017) Вибрация. Средства измерений общей и локальной вибрации. Часть 1. Виброметры общего назначения.

10. МИ ПКФ-12-006. Методика измерений. Однократные прямые измерения уровней звука, звукового давления и вибрации приборами серий Октава и Экофизика.

Настоящая МИ использует термины и определения, принятые в ГОСТ Р 8.563, ГОСТ 34100.1, ГОСТ 8.736, ГОСТ 24346, ГОСТ Р 70024.1, ГОСТ Р 59701.1.

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные средства и устройства.

Возможна замена СИ на иной вибрационный калибратор или устройство проверки измерительного тракта, рекомендованные производителем виброметра; не рекомендуется использовать виброкалибраторы с частотой сигнала, отличающейся от 159 - 160 Гц, а также виброкалибраторы с горизонтальным ходом.

К выполнению измерений по данной методике допускаются лица, прошедшие подготовку и имеющие допуск к работе с фактически используемыми средствами измерения п. 6.

При выполнении измерений соблюдают установленные требования безопасности при эксплуатации используемых СИ. Кроме того, следует исполнять все нормы и требования техники безопасности, предусмотренные на объектах строительства и при работе с промышленным оборудованием.

Метод измерений основан на преобразовании электрического сигнала, поступающего на вход измерительно-индикаторного блока прибора с выхода вибропреобразователя, установленного на вибрирующей поверхности, с последующим цифровым преобразованием, фильтрацией и определением среднеквадратичных и пиковых значений сигнала.

10.1. Температура окружающей среды при измерениях должна быть в пределах от -10 до +40 °C. Допускается проведение измерений при размещении измерительно-индикаторного блока анализатора спектра в зоне с температурой от -10 до +40 °C и размещением акселерометра в зоне с температурой от -20 до +55 °C. Контроль температуры проводится согласно руководству по эксплуатации на СИ измерения температуры.

10.2. Относительная влажность воздуха (без конденсации) не должна превышать 90%. Контроль относительной влажности воздуха проводится согласно руководству по эксплуатации на СИ измерения относительной влажности. Результаты контроля относительной влажности вносятся в рабочий журнал. Измерения на улице не проводят во время осадков.

10.3. Температура поверхности, на которую устанавливается вибропреобразователь, не должна превышать +90 °C.

Типовая схема подключения вибродатчиков к приборам серии Экофизика рассчитана на применение пьезоакселерометров со встроенной электроникой типа IEPE (ICP). Эти датчики не имеют многих недостатков, свойственных классическим пьезоакселерометрам.

Пьезоакселерометры обладают уникальными преимуществами по сравнению с иными типами датчиков вибрации: широчайший динамический диапазон (до 180 дБ!), большой частотный диапазон при малых размерах и весе.

Основной недостаток классического (пассивного) пьезоакселерометра - очень большое электрическое сопротивление. Из-за этого возникает необходимость использовать специальные схемы усиления и согласования сигнала, дорогостоящие антивибрационные кабели. Замена кабеля в такой системе может привести к изменению чувствительности всего измерительного тракта.

Если кабель пассивного пьезоакселерометра дрожит или изгибается, то на выходе мы увидим паразитные сигналы, вызванные трибоэлектричеством (возникновение электрических зарядов вследствие трения). Поэтому кабели таких датчиков положено фиксировать через каждые 15 - 20 см, что затруднительно при оперативных измерениях.

Вибропреобразователи серии 1V (1V151HC, 1V154HC, 1V101HB, 1V102HB, 1V401HS и др.) не имеют описанных недостатков. Они относятся к типу IEPE (ICP). Внутри датчика находится электрическая схема усиления, поэтому их еще называют "датчиками со встроенной электроникой".

Датчики со встроенной электроникой работают успешно, если температура поверхности не очень высокая (обычно до 100 °C).

Датчики вибрации, применяемые с прибором, могут быть 1-компонентными (например, 1V101HB, 1V102HB, 1V104HA, 1V401HS) или 3-компонентными (например, 1V151HC, 1V154HC).

Однокомпонентный датчик позволяет измерить только одну компоненту вибрации в направлении оси чувствительности (ось чувствительности такого датчика ортогональна плоскости основания). Если необходимо измерить все три компоненты вибрации, то нужно последовательно переставлять датчик, ориентируя его во взаимно перпендикулярных направлениях.

Трехкомпонентный датчик содержит три взаимно перпендикулярных чувствительных элемента и одновременно измеряет все три составляющих виброускорения. Направления осей чувствительности вибропреобразователя указаны на маркировке на корпусе датчика. При установке на объект трехкомпонентный датчик нужно ориентировать так, чтобы направления осей чувствительности X, Y, Z совпадали с интересующими направлениями вибрации. Рекомендации по выбору вибропреобразователя в зависимости от требуемого диапазона частот даны в Таблице 7.

Рекомендации по выбору вибропреобразователя для различных случаев измерения общей и локальной вибрации даны в Таблице 8.

Акселерометры 1V104HA-100, 1V103TB-100, 1V103TB-10 имеют малые размеры и массу, в связи с чем они оптимальны для измерений вибрации легких объектов массой от нескольких десятков граммов и/или измерений вибрации в звуковом диапазоне частот.

12.1. Подсоединить вибропреобразователь к измерительно-индикаторному блоку в соответствии со схемами подключения в руководстве по эксплуатации.

12.2. Перед проведением измерений рекомендуется проверить калибровку виброметра с помощью портативного виброкалибратора или вибрационного стенда в соответствии с руководством по эксплуатации. Рекомендуется использовать портативные устройства, допускающие установку 3-компонентных вибропреобразователей без дополнительных переходных элементов и не накладывающие строгих ограничений на ориентацию оси возбуждения вибрации.

Рекомендуемые модели портативных виброкалибраторов: KB-160, AT01, AT01m, 394C06. Вибрационный калибратор ВК 16/160 не следует применять для выполнения калибровки и (или) проверки калибровки вибрационных трактов приборов Экофизика, Экофизика-110А, Экофизика-110В, Экофизика-111В.

Проверку калибровки предпочтительно осуществлять в том же режиме, в котором будут производиться измерения. Если в этом режиме прибор позволяет осуществлять частотный анализ спектра, то проверку калибровки выполняют, сравнивая показания виброметра в соответствующем 1/3-октавном (или октавном) фильтре с уровнем калибровочного сигнала.

При подаче калибровочного сигнала опорной частоты (80 Гц для локальной вибрации и 16 Гц для общей вибрации) показания виброметра должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах:

- для уровней общей вибрации с коррекцией Fk, Fm: +/- 0,3 дБ;

- для уровней локальной вибрации с коррекцией Fh: +/- 0,3 дБ.

При подаче калибровочного сигнала частоты 159 Гц показания виброметра в 1/3-октаве 160 Гц должны совпадать с калибровочным уровнем в пределах: +/- 0,4 дБ.

Если проверка калибровки не проводится, следует провести опробование виброметра:

- проверить отсутствие механических повреждений кабеля, вибропреобразователя и прибора;

- проверить соответствие внутренних настроек прибора паспортным данным и результатам последней поверки;

- убедиться, что виброметр реагирует на вибрацию, а при отсутствии вибрации (в состоянии покоя) обеспечивает показания, близкие к типичным для данной лаборатории фоновым уровням.

12.3. Установить вибропреобразователь на вибрирующую поверхность

Обычно вибропреобразователь устанавливается на вибрирующую поверхность с использованием переходных элементов, адаптеров (см. таблицу 9).

--------------------------------

<5> Для этой же цели можно использовать металлический лист 50x50 мм, к которому датчик крепится с помощью резьбовой шпильки (оптимальный вариант) либо магнита или мастики - см. ГОСТ 31191.2.

Основание датчика должно плотно прилегать к вибрирующей поверхности.

При креплении на шпильке следует убедиться, что между основанием датчика и вибрирующей поверхностью отсутствуют зазоры. Не допускается крепление датчика к неплоским поверхностям, а также к поверхностям, содержащим заусенцы и грязь и т.п.

При измерении высокочастотных вибраций (выше 3 - 5 кГц) следует использовать только резьбовое крепление на шпильках или винтах, либо клеевое крепление с использованием специальных акриловых клеев (последнее сокращает срок службы датчика).

Крепление на магните может использоваться только для измерений не выше 3 - 5 кГц.

При установке нескольких ВП на общую проводящую поверхность могут возникать электрические помехи, которые особенно сильно проявляются на частоте 50 Гц.

Для устранения или уменьшения влияния электрической помехи следует:

- крепить ВП посредством изолирующей шпильки (не входит в типовой комплект, запрашивается дополнительно у изготовителя);

- проводить измерения одним датчиком последовательно;

- использовать ВП с изолированным основанием.

Примечание. Если при отсутствии вибрационного сигнала на основании акселерометра уровень виброускорения в третьоктаве 50 Гц отличается в большую сторону от уровней виброускорения в третьоктавах 40 Гц и 63 Гц не более, чем на 6 дБ, то можно считать, что электрическая помеха отсутствует.

Ориентировать трехкомпонентный акселерометр необходимо согласно маркировке на корпусе датчика виброускорения.

12.4. После включения виброметра выждать не менее 40 - 60 секунд, прежде чем начинать измерения. К моменту начала измерения не должны гореть индикаторы over или under.

12.5. Измерение запускается клавишей СТАРТ. Результаты измерений могут сохраняться в энергонезависимой памяти в ручном и автоматическом режимах. Каждый набор результатов автоматически маркируется датой и временем сохранения, а также индивидуальным примечанием пользователя (при наличии).

12.6. Показания текущих среднеквадратичных уровней считываются на индикаторе виброметра рядом с метками СКЗ-1с, СКЗ-5с, СКЗ-10с.

12.7. Максимальные текущие среднеквадратичные уровни считываются на индикаторе рядом с теми же метками и метками Max.

12.8. Показания MTVV (максимального СКЗ 1 с) считываются на индикаторе виброметра рядом с метками СКЗ-1с, MAX и MTVV (в зависимости от модели).

12.9. Эквивалентный уровень считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой Leq. В последней строке индикаторного экрана считывают продолжительность измерения (усреднения по времени) эквивалентного уровня.

12.10. Доза вибрации считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой VDV.

12.11. Пиковый уровень корректированного ускорения для полного интервала измерений считывается на индикаторе виброметра рядом с меткой Пик напротив метки Leq.

12.12. Пиковые уровни корректированного ускорения за последние 1 с, 5 с и 10 с считываются на индикаторе виброметра рядом с меткой Пик напротив меток "1 сек", "5 сек" и "10 сек" соответственно.

12.13. Поправка на собственные шумы. При измерении малых уровней вибрации следует сопоставить показания прибора с уровнями собственных шумов акселерометра. Если разность между показанием прибора и соответствующим уровнем собственных шумов находится в пределах от 3 дБ до 10 дБ, необходимо вносить поправку в результаты измерения.

Поправка на влияние собственных шумов (величина, которую нужно вычесть из показаний прибора) рассчитывается по формуле:

где - разность показания прибора и уровня собственных шумов, дБ.

Поправка применяется при измерениях среднеквадратичных значений и уровней (Leq, СКЗ-1с, СКЗ-5с, СКЗ-10с). При пиковые значений вибрации не измеряют, если результат на отличается от фона меньше, чем на 10 дБ.

Собственные шумы вибропреобразователя (ВП) из состава виброметра определяются согласно:

- эксплуатационной документации на виброметр;

- по протоколу измерений собственных шумов ВП, проведенных по методике, согласованной с производителем.

13.1 При измерении октавных и третьоктавных уровней виброускорения величина уровня ускорения L_изм(f) в полосе частот с центральной частотой f рассчитывается по формуле:

Здесь L_инд(f) - значение уровня ускорения, снятое с индикатора прибора (см. п. 12), - поправка, характеризующее неравномерность АЧХ акселерометра для частоты f. Поправки на вибропреобразователь определяются эксплуатационной документацией средств измерений.

Если поправки на АЧХ вибропреобразователя не учитываются при расчете уровня ускорения, то в оценке погрешности измерений следует учитывать дополнительные погрешности (п. 13.2) по типовым неравномерностям АЧХ для используемого типа датчика. Значения дополнительных погрешностей в этом случае выбираются равными максимальной неравномерности АЧХ в рассматриваемом диапазоне частот согласно описанию типа СИ N 81334-21.

13.2 Для учета дополнительных погрешностей следует пользоваться формулой:

где - модуль погрешности измерения в соответствии с п. 3, - k-я дополнительная погрешность в децибелах (например, неравномерность АЧХ в диапазоне измерений).

Показатели точности по данной методике соответствует значениям, указанным в п. 3, при выполнении следующих условий:

- вибропреобразователь установлен с соблюдением требований п. 11;

- условия измерений соответствуют условиям применения используемых СИ;

- используемые СИ имеют действующую поверку, калибровочные настройки прибора соответствуют метрологическим характеристикам, установленным при поверке;

- поправки на АЧХ вибропреобразователя, применяемые при обработке (п. 13.1) соответствуют паспортным данным;

- при возникновении ситуаций, потенциально приводящих к повреждению измерительного тракта, следует проводить проверку измерительного тракта согласно п. 12.2. Используемые СИ проходят своевременное техобслуживание согласно их руководствам по эксплуатации.

РЭ - руководство по эксплуатации

СИ - средства измерения

МИ - методика измерений

ВП - вибропреобразователь, датчик вибрации

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

a - виброускорение, м/с²

a_о = 10^-6 м/с² - опорный уровень виброускорения

L_a - уровень виброускорения, дБ отн. 10^-6 м/с²

- поправка на собственные шумы, дБ

- разность показания прибора и уровня собственных шумов, дБ

L_изм(f) - результат измерения октавного (1/3-октавного) уровня виброускорения, дБ

L_инд(f) - значение уровня ускорения, снятое с индикатора прибора

- поправка, характеризующая неравномерность АЧХ акселерометра

Виброускорение, октавная полоса частот, спектр, уровень