振动不确定度.doc

振动测量结果不确定度评定 测定方法 1.1 方法依据 测量依据：GB 10071-88 《城市区域环境振动测量方法》。 测量设备：环境振级分析仪/传感器；设备的型号/规格：HS 5933A/CA-YD-101T。 适用范围 本方法适用于1 Hz～80Hz频率范围、60 dB～140 dB振级范围内全身振动的测量。 方法原理 通过振动传感器，将振动信号变换成语振动加速度成正比的电信号。经过信号放大、有效值检波、A/D变换、频率计权、对数转换等一系列处理后，得到符合GB 10071-88规定的经全身振动不同频率计权因子修正后的振动加速度级（简称振级）。 当振动传感器垂直方向放置时，测量Ｚ振动级VLz，当振动传感器水平方向放置时，测量X－Y振动级VLx-y。通过仪器内部设置的平直特性获得振动加速度级测量结果VAL。通过仪器内部设置的CPU微处理器，对振动信号进行连续采集、存储、处理而获得等效连续声振级VLeq、统计振级VLn 和标准偏差 SD。 操作步骤 使用2型环境振动分析仪HS 5933A，根据振动源的性质，按照GB 10071-88 《城市区域环境振动测量方法》规定的程序和仪器说明书规定的设置和操作方法，在振源处于正常工作状态，且各种环境干扰不足以影响测量结果的情况下，读取相应的评价量值。 2 数学模型 环境振动测量结果的计算公式为： Y=X+△X 式中： Y — 环境振动测量值，dB； X — 环境振动分析仪测量示值，dB； △X — 环境振动测量示值修正值，dB。 环境振动测量的合成不确定度为： 式中：u(y) — 环境振动测量的合成不确定度，dB； u(X) — 测量示值重复性引入的不确定度； u(△X) — 环境振动测量仪最大允差引入的不确定度。 3 不确定度来源分析 由检测方法和和数学模型分析，其不确定度来源有以下几个方面：①测量示值重复性引入的不确定度，用u(x)表示；②环境振动测量仪最大允差引入的不确定度，用u(△x)表示。 4 不确定度分量的评定方法 依据JIF-1999《测量不确定度的评定与表示》，重复性引入的不确定度采用A类评定的方法，其他采用B类评定的方法。 4.1 测量示值重复性引入的不确定度的评定方法 为了减少和避免将环境振动起伏变化引入测量示值重复性不确定度中，本文不采用实测环境振动的方法进行评定，而是采用信号发生器和电磁振动台作为稳定的振动源，对该振动采用重复多次独立测量来进行评定。 4.2 环境振动测量仪最大允差引入的不确定度的评定方法 评定环境振动测量不确定度的最好技术资料是相关国家（国际）标准和计量检定规程，不论部门中有多少中型号多少台仪器，只要检定结论合格，就可以根据仪器的型号查找相关参数进行评定，且一次评定后，只要标准和规程未做修改就一直有效。 依据JIF-1999《测量不确定度的评定与表示》，对测量误差产生较大影响的参数为：频率计权特性的相对响应；振级测量幅值线性度。选择以上参数进行B类评定。 5 不确定度分量的量化 5.1 测量示值重复性引入的不确定度u(X) 用HS 5933A 环境振动分析仪，对信号发生器和电磁振动台产生的频率为8Hz、幅度为1m/s2的正弦振动独立测量10次，测量结果见表1。 表1 振动台正弦振动测量结果 单位：dB 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 振动仪示值 120.0 119.8 119.7 119.9 120.1 120.2 119.9 120.0 119.8 120.1 平均值119.95 dB；单次测量的标准不确定度 u(X)= 0.16 dB 5.2 环境振动测量仪最大允差引入的不确定度 u(△X) 5.2.1 频率计权特征的相对响应允差引入的不确定度u(△X1) HS 5933A 环境振动分析仪振级测量频率范围为1 Hz～80Hz，振级频率响应允许误差及其不确定度按均匀分布考虑（k=），见表2。 表2 振动台正弦振动测量结果 单位：dB 标称频率（Hz） 允许误差 标准不确定度u(△X1) 1 ±2 dB 1.15 dB 1.25～63 ±1 dB 0.577 dB 80 ±2 dB 1.15 dB 选取频率1 Hz～80Hz 范围内最大允许误差为评价参数，即u(△X1)＝1.15 dB。 5.2.2 振级测量幅值线性度允差引入的不确定度u(△X2 根据JJG-1996中1.2.4条规定，在给定的振级测量范围内振级测量幅值线性度允许误差（2型）为1.0dB，按极限值均匀分布处理，k=，则振级测量幅值线性度允差引入的不确定度为： u(△X2) = 5.2.3 环境振动测量仪最大允差引入的不确定度u(△X) u(△X) 表3 不确定度分量