ГОСТ Р ИСО 16063-22—2012
Скорость поршня примерно пропорциональнадавлению. Скорость наковальни (площадь под кри
вой ускорения) зависит от отношения массы наковальни (с преобразователями, дополнительной мас
сой, устройствами крепления) к массе поршня. Чем более упругий материал использован для
прокладок, тем больше длительность ударного импульса. При заданной скоростидвижения поршня по
сле соударения произведение амплитуды ускорения наковальни на длительность импульса является
приблизительно постоянной величиной. При тонкой прокладке получаются короткие импульсы с боль
шим пиковым значением. С увеличением толщины прокладкидлительность импульса возрастает, а пи
ковое значение ускорения уменьшается. Площади под кривой ускорения для разных импульсов будут
приблизительно одинаковы [4].
5.3 Калибраторы удара со стержнем Гопкинсона
5.3.1 Общие положения
Калибратор удара со стержнем Гопкинсона работает в диапазонах высоких ускорений (пиковые
значения от 1 до 2000 км/с2). Настоящий стандарт распространяется на диапазон от 100 м/с2 до 100
км/с2, что соответствует первичным методам ударной калибровки (см. ИСО 16063-13).
Стержень Гопкинсона обычно представляетсобой длинный тонкий стерженьс отношением длины
к диаметру более 10. Наилучшие результаты для методов, установленных настоящим стандартом, мо
гут быть получены при отношении длины к диаметру порядка 100. Для получения эталонных кривых ха
рактеристик удара (скорости, ускорения) калибратор со стержнем Гопкинсона может быть оснащен
тензометром или лазерным допплеровским виброметром (LDV). С эталонными кривыми сравнивают
результаты измерения удара калибруемым преобразователем. Калибраторс разрезным стержнем Гоп
кинсона используют для сравнения ускорения, полученного по измерению силы тензометром, с сигна
лом на выходе калибруемого преобразователя. Калибраторы со стержнем Гопкинсона могут быть
использованы для калибровки в диапазоне ускорений до 2000 км/с2. Теория распространения волн
напряжения в стержне Гопкинсона изложена в [5]. [6].
Для обеспечения прослеживаемости к первичным эталонам удара с целью подтверждения не
определенности эталонных кривых, используемых в калибраторах удара со стержнем Гопкинсона, дол
жен использоваться эталонный преобразователь, калиброванный одним из первичных методов.
5.3.2 Калибратор со сравнением по сигналу скорости или ускорения
Калибровка преобразователя может быть осуществлена путем сравнения проинтегрированного
выходного сигнала преобразователя с сигналом, полученным с помощью тензометра или лазерного
доплеровского виброметра (7). [8]. Другим вариантом является калибровка по ускорению, при которой
выходной сигнал преобразователя сравнивают с производной выходного сигнала тензометра или
лазерного допплеровского виброметра [9], (10).
Схема калибратора удара со стержнем Гопкинсона показана на рисунке 6.
Подробно калибровка с использованием стержня Гопкинсона и эталона сравнения описана в [9).
1— ударник: 2 — формирователь формы импульса: 3 — стержень Гслкимсоиа: 4 -- тензометрдля получения эталонной кривой:
5 — калибруемый акселерометр; б —- начальное движение ударника со скоростью 7 — лазерный виброметр для получения
эталонной кривой
Рисунок 6 — Схема калибратора удара со стержнем Гопкинсона
5.3.3 Калибратор с разрезным стержнем Гопкинсона и датчиком силы
Работа калибратора удара с разрезным стержнем Гопкинсона основана на сравнении с эталон
ным сигналом ускорения или с продифференцированным сигналом напряжения. На рисунке 7 показана
схема калибратора с алюминиевым разрезным стержнем Гопкинсона с отношением длины входного
стержня к его диаметру более 10 (11). [12]. В отличие от схемы, описанной в 5.3.2 (см. также (7—
10)). стержень Гопкинсона разрезан надвое, икалибруемый преобразователь установлен на конце
выходно го стержня. На противоположном конце выходной стержень граничит сдатчиком силы,
чувствительным элементом которого является диск толщиной 0.254 мм и диаметром 19 мм,
полученный х-срезом кристалла кварца.
7