ГОСТ Р ИСО 16063-1—2009
5.2.4 Калибровка ударом
Для измерения изменяющегося во времени ускорения может быть использована лазерная интер
ферометрия с подсчитыванием интерференционных полос и измерением временных интервалов
(см. [38]). Посредством полиномиальной интерполяции измеренных в разные моменты времени пере
мещений и последующего двойного дифференцирования интерполяционной кривой получают сигнал
ускорения. Для преобразователей ускорения высокого качества, измеряющих пиковоезначение ускоре
ния. разработан обладающий малой неопределенностью измерений метод калибровки с ударным воз
буждением посредством подвешенных молота и наковальни (см. [39]). Большинство первичных
методов калибровки ударом основаны на принципе изменения скорости (см. [26] и [31]). Это связано с
тем. что скорость является физическим параметром, который легко измерить на практике. Обычно ка
либруемый преобразователь устанавливают на подвешенной наковальне, находящейся в состоянии
покоя (см. [32]). Затем молотом ударяют понаковальне таким образом, чтобы вызвать ее кратковремен
ное движение. Удар необходимо контролировать, чтобы изменение скорости не было слишком быс
трым или слишком медленным и не возбудило частотные составляющие за пределами рабочих
диапазонов средств измерений, а траектория движения тел была определена с требуемой точностью.
Калибруемые преобразователи скорости или ускорения должны иметь массу много меньше массы на
ковальни. Направление оси чувствительности преобразователя должно точно совпадать с направлени ем
силы удара. В процессе удара записывают временной выходной сигнал преобразователя. Сразу после
удара измеряют приращение скорости наковальни Av.
Скорость может быть определена путем измерения времени движения наковальни в пределах из
вестного расстояния. Для включения электронного таймера можно использовать фотоэлектрические и
магнитные преобразователи. Изменение скорости непосредственно зависит от ускорения, возбужден
ного ударом, и определяется формулой
1
Av =
(
21
)
1
где Av— приращение скорости, м/с;
а
(0
— ускорение, м/с2.
Выходной сигнал определяется формулой
uf(f) = Sr a(0,(22)
где S,— коэффициент преобразования в единицах выходного сигнала на м/с2.
Объединение формул (21) и (22) позволяет рассчитать S, по формуле
Используя формулу (23). можно калибровать преобразователи ускорения поступательной вибра
ции по выходным сигналам преобразователя во время баллистического удара. Если удар наносят по
наковальне, расположенной на пружине с линейной характеристикой, то он имеет форму полусинусои-
дального импульса с площадью А = 0,637hb, где h и b — высота и ширина импульса
соответственно. Форма идлительность импульсов обычно регулируются изменением массы, среды, в
которой происхо дит удар, и начальных условий, таких как высота падения, давление воздуха или
других параметров в зависимости от типа ударного стенда.
Оба метода (удар по подвешенной и по подпружиненной наковальне) применимы для получения
значения Av, необходимого для расчетов по формуле (23). Временной выходной сигнал преобразова
теля ускорения может быть зарегистрирован в процессе удара быстродействующим осциллографом
или запоминающим осциллографом с фотографированием экрана. Градуировка шкал напряжения и
времени может быть осуществлена подачей на прибор известного напряжения ис, действующего на
интервале tc, иотсчетом по шкале показывающего устройства соответствующих показаний ус ихе. Гра-
дуировочные коэффициенты для шкалы напряжения К, и для шкалы времени К2 рассчитывают по
формулам:
15