《JJ.国家计量标准-JJF 1053-1996 负荷传感器动态特性校准规范检定规程1.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《JJ.国家计量标准-JJF 1053-1996 负荷传感器动态特性校准规范检定规程1.pdf（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中华人 民共和 国国家计量技术规范 J . T F 1 0 5 3 - 1 9 9 6 负荷传感器动态特性校准规范 C a li b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n f o r D y n a m i c C h a r a c t e r i s t i c o f L o a d C e l l 1 9 9 6一1 1 一1 2发布1 9 9 7 一 0 9 一 0 1实施 国 家 技 术 监 督 局发布 沃1 F 1 0 5 3- 1 9 96 负荷传感器动态特性校准规范 C a l i b r a t i o n S p e c i f i
2、c a t i o n f o r D y n a m i c C h a r a c t e r i s t i c o f L o a d C e l l 广。. O. O. O. O. O. O. O. O. O. O. O. O. O. 、 弓0 己勺 J J F 1 0 5 3 - 1 9 9 6 弓0 弓仑 飞. o. o. o. o. o. o. o. o. o. o. 0. 0. o. o. 本规范经国家技术监督局于 1 9 % 年 1 1 月 1 2日 批准，并 自 1 9 9 7 年 0 9 月 0 1日 起施行。 归口单位 : 起草 单位 : 中国航空工业总公司第 3 0
3、 4 研究所 中国航空工业总公司第 3 0 4 研究所 本规范技术条文 由起草单位负责解释 J JF 1 0 53 - 1 99 6 本规范主要起草人 : 张于北( 中国航空工业总公司第 3 0 4 研究所) 沈福棣( 中国航空工业总公司第 3 0 4 研究所) 梁志国( 中国航空工业总公司第 3 0 4 研究所 ) JJ F 1 05 3- 1 9 9 6 目录 一概述 ， 。 ( 1 ) 二技术要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 三校准条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 四校准项 H . . . . . . . . .
5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一( 2 ) 五校准方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) 六校准结果的处理和校准间隔. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) 附录 1 负荷传感器动态特性校准报告内容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7、. . . . . . . . . . . ( 6 ) 附录 2 负荷传感器动态特性校准记录格式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， ， ， ( 7 ) 附录3 校准报告内容格式 ， ， ， ， ， ， ， ( 8 ) J J F 1 0 5 3 -1 9 9 6 负荷传感器动态特性校准规范 本规范适用于负荷传感器 ( 力传感器)及配有二次仪表的负荷传感器测力系统动态 特性的校准。以下将负荷传感器简称传感器。 概述 负荷传感器主要用于测量载荷量 ( 力)的量值及变化 ，并以电信号的形式输出，被 广泛应用于各种测力场合。
8、 当测量对象为动态载荷时，为保证测量结果的准确可靠 ，应该对传感器进行动态特 性校准 。 本规范使用阶跃力源校准负荷传感器的动态特性。 二技 术 要 求 1 对被校传感器的技术要求 1 . 1 通用要求 传感器或传感器与二次仪表组成的系统应配有使用说明书，输人输出接线图、简明 原理图等。说明书中应标明传感器的名称 、生产厂家、型号规格、量程、准确度、适用 频率范围及供电源要求等。传感器上应有型号、编号、制造 日 期和量程。 1 . 2 标志及外观 传感器外观结构应完好。标志清晰明确，连接电缆及各类附件齐全。 传感器的输人输出端应有明显标志。 1 . 3 技术资料 使用中及维修后的送校传感器应有
9、前次的校准证书或校准报告，新出厂或新定型的 传感器送校，应有产品合格证及按技术条件规定的试验报告。对被校传感器技术指标具 有影响且必需的供电源、放大器等的技术指标应同时提供。 1 . 4 传感器正常工作所必需的辅助设备 ( 如供电源、放大器等)应使用原配，或性能 不低于原配的产品。 1 . 5 静态性能的校准 所有进行动态性能校准的传感器，均应首先进行静态性能的检定。检定项 目及方法 按中华人民共 和国国家计量检定规程 J J G 3 9 1 -1 9 8 5 负荷传感器或 J J G 6 3 2 -1 9 8 9 动态力传感器执行。 1 . 6 被校传感器的动态特性应具有一致性 ，在不同幅度
10、阶跃输人信号的激励下，传感 器共振峰位置变化不得超过共振频率的 1 0 %0 B F 1 05 3 - 1 99 6 三校 准 条 件 2 对校准系统的技术要求 2 . 1 校准源的各项动态指标应优于被校传感器相应指标的3 一 5 倍。 2 . 2 阶跃力的幅度应覆盖传感器的整个量程或实际使用的测量范围。 校准系统中所用的测量仪器、仪表均应满足量值传递要求，并在检定合格的有效期 内。其中，用于测量传感器输出信号的记录仪器的工作频带，应大于被校传感器固有频 率的2 倍;通道采样频率应大于传感器固有频率的2 0 倍。 2 . 3 校准系统所用仪器应有良好的接地。 2 . 4 校准测量仪器的基本误差
11、优于 士 0 . 2 % 0 , 2 . 5 校准测量系统的基本误差优于 士 0 . 5 % o 3 数据处理软件 校准系统所用数据处理软件应经过计算机仿真检验。 4 环境条件 温度:( 2 0 士 5 ) C湿度:,7 0 %H H 供电源电压:( 2 2 0 t 2 2 ) V ( 3 8 013 8 ) V 频率:( 5 0 *1 )H z 频率:( 5 0 士1 ) H z 其它环境条件以不影响传感器及测量系统性能为限。 5 校准状态 5 . 1 本规范采用自由放置的校准方式评定传感器的动态特性指标。如果用户特殊需要， 也可将被校传感器安装在校准台上进行校准;但校准结论应注明安装状态。
12、 5 . 2 传感器使用时所有的垫片 、接头等应一同进行校准。 5 . 3 传感器承载面、校准台面均应清洁、平滑。 5 . 4 传感器的主轴线应与校准系统的加荷轴线重合。 6 特殊条件 如传感器说明书中 有特殊的使用条件要 求， 按特殊情况处理。 7 校准用主要仪器设备 阶跃力源系统:提供一个阶跃力激励信号 ;波形记录仪系统:测量记录传感器输出 相应波形;电子计算机系统;打印机。 8 预热 正式校准前，按使用说明书要求对传感器及整个校准系统进行预热。无特殊要求 时，预热时间为 3 0 m i n 四校 准 项 目 校准项 目 上升时 间 .T . T F 1 0 5 3- 1 9 96 9 .
13、 2 固有频率 9 . 3 幅频特性 9 . 4 相频特性 五校 准 方 法 1 0 传感器动态性能的校准 1 0 . 1 原理简述 如图 1 所示 ，对被校传感器施加阶跃力激励，记录传感器对阶跃激励的响应序列。 图 1 负荷传感器动态校准系统总框图 根据传感器阶跃响应曲线读取上升时间。 用动态建模软件运算处理，求出传感器的幅频特性、相频特性，以数据或曲线图形 式给出;求出传感器的固有频率，过程如下: 设 x ( k ) 为传感器输人信号的 采样序列; y ( k ) 为传感器输出信号的 采样序列;m 为传感器传递函数 H ( s ) 的阶次，本规范规定 m=3 。则有拟合差分方程: y (
14、k )+a , y ( k 一 1 ) + +a m y ( k 一m ) 代人数据 二( k ) 、 0 , 1 ，m) 。 =b a x ( k ) +b , x ( k 一1 ) + 二 +b 。 二( k 一m) ( 1 ) ( k ) ，用信号处理方法算出广义最小二乘意义下的 a、方系数 ( = 令 Z 一 为单位时延算子，则 : 、J尸，一! 2、4 了f了了、了 2 一 x 2 y ( k )=x ( k ) =y ( 1 + 。Z 一 扫二 + 。 。 2 一 爪 = b + b , Z 一 + 一 b m Z 拟合差分方程的 2变换形式为: 11、.厂 气67 了、了.、了、
15、 方 。+b , 2一 + +bZ一 ” 乙 一+ 一+ 一+ a , 2 一- 孔八一人儿 了一X 一一 、护产 艺 了1、 H b o Z “+b , Z 0 + 十b , 通过双 线性 变换 : 一2 砚 + a , 2一 1 + z T一s + a, zT IN 1 0 5 3- 1 9 96 式中，T 为离散采样间隔。 求得连续传递函数 H ( s ) ，令 IJJ， 009 了lj.、 s=产 则 H ( J . ) 二 A ( m ) e“ ) 式中 A ( c o ) 为传感器的幅频传输特性; 0( 田 ) 为传感器的相频传输特性; 为输人动态信号的频率分量。 。=2 f ;
16、.f 可得传感器的幅频特性:A( 。 ); 相频特性:o ( . ) . 1 0 . 2 校准程序 1 0 . 2 . 1 如图 1 所示连接校准系统。 1 0 . 2 . 2 在阶跃力源系统上安置好传感器。 1 0 . 2 . 3 选取加载的阶跃力幅度值。每个传感器选取三个力值点，推荐值为满量程的 2 5 %, 5 0 %和 7 5 %附近，但阶跃响应的峰值不应超过被校传感器的测量范围。 1 0 . 2 . 4 根据载荷大小选择阶跃力源系统上的加载压头。调整压头对中。 1 0 . 2 . 5 关闭阶跃力源系统的防护罩。 1 0 . 2 . 6 设定波形记录系统的工作状态。根据传感器输出信号选
17、定放大器、测量记录仪 器等的量程，根据传感器的固有频率设定通道采集速率，设定波形记录仪器通道采集数 据个数 ，设定触发门限，使测量系统处于待触发工作状态。 1 0 . 2 . 7 启动阶跃力源系统施加阶跃力，产生所需的阶跃力后停止加载，复位加载系 统 。 1 0 . 2 . 8 试验记录完毕，检查波形记录系统的测量数据 ， 将数据输入计算机。 1 0 . 2 . 9 根据传感器阶跃响应曲线，用线性插值法读取上升时间。 1 0 . 2 . 1 0 按上述公式 ( 1 ) 一 ( 9 )使用动态建模软件运算处理，求 出传感器的幅频特 性、相频特性 ，以数据或曲线图形式给出。 由幅频特性的谐振峰 ，
18、可得传感器固有频率。 1 0 . 2 . 1 1 重复 1 0 . 2 . 3 一1 0 . 2 . 1 0 款的过程，直至三个力值加载点均校准完毕。 1 0 . 2 . 1 2 综合三次加载的校准结果给出校准结论。在不同幅度阶跃输人信号激励下， 获得不同的 共振峰值f , ( i = 1 , 2 , 3 ) 几。 = m i n ( 丸， 几， 儿)( 1 0 ) f- =m a x ( .f , ， 几， _f)( 1 1 ) =f m . 、 一f m ( 1 2 ) 若传感器幅频特性谐振峰位置的变化 f m 0 超过 1 0 % 则判定该传感器不适于动态使 用 。 1 0 . 2 .
19、1 3 依次关闭阶跃力源系统、波形记录系统、打印机 、计算机系统，卸下传感器， 结束校准过程。 工1 F 1 05 3 - 1 9 % 六校准结果的处理和校准间隔 H经校准的负荷传感器，以数据或曲线形式给出校准报告。 1 2 校准间隔应根据传感器使用频度、时间及本身稳定度而定，一般为 1 年。 .1 . 1 F 1 0 5 3- 1 9 96 附录 1 负荷传感器动态特性校准报告 内容 负荷传感器动态特性校准报告应包括以下项目和内容: ( ) 校准机构名称 ( 2 )传感器所有者名称 ( 3 )传感器制造 一名称 ( 4 )传感器型号 ( 5 )传感器的出厂编号 ( 6 )附件的出厂编 号 (
20、 7 )制造日期 ( 8 )传感器测力系统的简要说明 ( 9 )校准指标范围 ( 1 0 )校准环境 l 温度、湿度)条件 ( 1 1 )校准的简要说 明 ( 1 2 )所用标准器的溯源性 ( 1 3 )传感器 ( 或测力系统)的动态特性 ( 1 4 )校准完成日期 ( l 5 )校准句隔 J J F 1 0 5 3 - 1 9 9 6 附录 2 负荷传感器动态特性校准记录格式 凰凰 温湿 送校单位: 生产厂家: 校准单位 :校准 日期 : 传感器名称 型号 : 编号 : 量程 : 灵敏度 : 制 造 时 间: 放大器名称: 型号 : 编号 : 供桥源名称: 型号 : 编号 : 校准仪器名称: 幅 值 范 围: 频率范围: 记录仪器名称: 型号 : 编号 : 序号 加载值/ k IY采样间隔/ s放大器挡 位供桥电源灵 敏 度数据文件名称 备注 : 校准 : 核验 : J J F 1 0 5 3 - 1 9 9 6 附录 3 校准报告 内容格式 校准 日期 : 有 效 期 : 度凰 温湿 校 准 结 果 阶跃响应 5 4 3 2 l 0 2 5 . 6 u s / d i v 频率响应 3 0 0 1 0 0 0 0 2 00 0 0 3 0 0 00 40 0 00 5 00 00 6 00 0 0 7 0 0 00 ( Hz ) nU八曰nl 000 12，、 l 备注