ГОСТ Р 59701.1—2022
Приложение Н
(обязательное)
Требования к фазочастотной характеристике
Н.1 Общая информация
Требования к точности воспроизведения заданной фазочастотной (фазовой) характеристики устанавлива
ют при измерении таких параметров вибрации, как пиковое значение, доза вибрации и максимальное кратковре
менное среднеквадратичное значение, которые чувствительны к погрешности преобразования фазы сигнала. В
настоящем приложении рассмотрены проблемы, которые могут возникнуть из-за отклонений номинальной фазо
частотной характеристики средства измерений от заданной при измерении вышеуказанных параметров, а также
установлены методы испытаний для оценки этих отклонений.
Примечание — В 5.9 установлены требования к результатам измерений пиковых значений идругих па
раметров вибрации в ответ на последовательность сигнальных посылок с пилообразным заполнением импульса.
Данные измерения чувствительны к отклонениям в фазочастотной характеристике функции частотной коррекции,
поскольку сигнальная посылка сформирована таким образом, что содержит несколько гармонических составляю
щих. Это тем не менее не обеспечивает проверки фазочастотной характеристики во всем диапазоне частот.
Если измерительная цепь виброметра, включая преобразователь вибрации, построена таким образом, что
бы соответствовать комплексной функции частотной коррекции, определенной в 5.6, то вероятность появления
значительных погрешностей, связанных с отклонением действительной фазовой характеристики, относительно
невелика. Для частотной коррекции, реализованной посредством простых аналоговых фильтров, правильные фа
зовые соотношения обеспечиваются автоматически.
Если средство измерений осуществляет цифровое преобразование сигнала, требуемая точность реализа
ции фазовой характеристики может быть обеспечена применением рекурсивных цифровых фильтров при доста
точно высокой частоте выборки. Однако для средств измерений, использующих нерекурсивные
(трансверсальные) цифровые фильтры (например, фильтр с нулевым фазовым сдвигом) или осуществляющих
частотную коррекцию сигнала посредством частотного анализа (с использованием полосовых фильтров или
различных реализаций пре образований Фурье), ошибки в измерении чувствительных к погрешности
преобразования фазы параметров сиг нала могут быть весьма значительны.
Н.2 Определение и оценка фазочастотной характеристики
Н.2.1 Общие положения
Измерительная цепь средства измерений должна быть реализована таким образом, чтобы удовлетворять
формулам (1)—(5). При этом фазовая характеристика определяется формулой
tan(cp) =
lm[H (s)]
Re[H(s)]’
(Н.1)
где H(s) — передаточная функция по формуле (5).
Значения фазового угла <рприведены в таблицах В.1—В.9.
Действительную фазовую характеристику измерительной цепи необходимо сравнить с номинальной (нор
мативной). Однако погрешности измерений, связанные с отклонением фазовой характеристики, не имеют про
стой связи с разностью этих фазовых характеристик. Большое значение имеет то, как эта разность изменяется с
изменением частоты. В связи с этим используют такой параметр, как характеристическая фазовая девиация Дср0.
Его определяют исходя из отклонения действительной фазовой характеристики от номинальной (фазовой погреш
ности) по формуле
Дфо(0 = |Дср(/)
- /ДфЩ
(Н.2)
гдеf — частота;
Дф(/) — отклонение фазовой характеристики;
Дф’(f) — первая производная отклонения фазовой характеристики по частоте (наклон кривой отклонения фазо
вой характеристики).
Введение нового параметра объясняется тем, что, если бы допуск был задан на фазовую погрешность Дф(0,
то для достижения заданной точности измерений параметров вибрации коридор между границами допуска при
шлось бы делать очень узким. Задание допуска на параметр Дф0 предполагает большую вариативность Дф(f) при
сохранении той же точности измерений.
Примечание 1— Если бы допуск был задан на отклонения фазовой характеристики, то при его постоян
стве для всего диапазона частот группового времени задержки (т. е. когда отклонение фазовой характеристики про
порционально частоте), этот допуск с большой вероятностью будет превышен, в то время как значения измеряемых
81