ГОСТ Р ИСО 16063-1—2009
На центрифуге можно калибровать только преобразователи ускорения поступательной вибрации,
имеющие отклик на нулевой частоте.
Для проведения калибровки преобразователь ускорения устанавливают на столе или рычаге цен
трифуги таким образом, чтобы его ось чувствительности совпадала с радиусом окружности вращения.
Ускорение а. действующее на преобразователь, можно рассчитать по формуле
а = ы2г.(13)
где м— угловая частота вращения центрифуги;
г— расстояние от оси вращения до центра тяжести сейсмической массы преобразователя.
Преобразователь устанавливают на таком расстоянии от оси вращения, чтобы создаваемое при
вращении отклонение его сейсмической массы было пренебрежимо мало посравнению со значением г.
Как правило, конструкция большинства преобразователей не позволяет измерить значение г непосред
ственно. Но его можно определить по результатам двух измерений, когда преобразователь устанавли
вают в разных точках с известным расстоянием между ними д г. Частоты вращения центрифуги
желательно выбирать такими, чтобы в обоих положениях на преобразователь действовало приблизи
тельно одинаковое ускорение.
Расстояние г2 второй точки установки преобразователя от оси вращения можно определить по
формуле
:
‘2
1 - о 2^ 1/с>1U2
’
где га, — угловая частота вращения центрифуги при установке преобразователя в первой точке на рас
стоянии г, = г2 - длот оси вращения:
<а2— угловая частота вращения центрифуги при установке преобразователя во второй точке на
расстоянии т2от оси вращения;
и, — выходной сигнал преобразователя при угловой частоте со,:
и2 — выходной сигнал преобразователя при угловой частоте о>2.
При известных значениях л, и <о2ускорение, действующее на преобразователь во второй точке,
может быть определено по формуле (13).
Необходимости измерять расстояние гможно избежать, если известно, что выходной сигнал пре
образователя прямо пропорционален действующему ускорению при его уменьшении вплотьдо ускоре
ния свободного падения д. В этом случае преобразователь сначала калибруют при ускорении, равном
1
д. с помощью поворотной опоры. Затем преобразователь помещают на центрифугу иопределяют час
тоту вращения со,, при которой выходной сигнал соответствует ускорению д. Тогда ускорение а. при дру
гой угловой частоте со рассчитывают по формуле
2
а = дсо Ла?.(15)
Угловую частоту сонеобходимо определять с более высокой точностью, чем расстояние г, так как
приданное ускорение пропорционально квадрату угловой частоты. Большинство центрифуг, разрабо
танныхдля целей калибровки, имеюттахометр, который измеряет частоту вращенияс погрешностью не
более 2 %. Еще большей точности можно достичь, используя стробоскоп или устройство (например, на
основе фотоэлемента или магнита), производящее импульсы с частотой, пропорциональной частоте
вращения центрифуги. Частота следования импульсов может быть определена с помощью электронно го
счетчика импульсов.
При калибровке электромеханических преобразователей на центрифуге вывод сигнала осуще
ствляют через скользящие кольца и щетки. Так как преобразователи ускорения с откликом на нулевой
частоте обладают относительно низким импедансом, то они не требуют специальных мер защиты от
внешних полей и кабельного шума. Как правило, электрический шум вследствие износа скользящих ко
лец при их правильном проектировании пренебрежимо мал. Однако некоторые преобразователи уско
рения. использующие в качестве чувствительного элемента тензорезисторы, содержат в своем составе
только один или два активных элемента с вынесенной наружу цепью моста Уитстона. Для таких преоб
разователей во избежание ложныхсигналов, которые будут возникать в результате небольших измене
ний сопротивления скользящих колец, полный мост должен быть смонтирован на вращающемся столе. В
качестве альтернативы может быть использован мост Кельвина.
12