JJF 1156-2006
基本信息
标准号:
JJF 1156-2006
中文名称:振动 冲击 转速计量术语及定义
标准类别:国家计量标准(JJ)
英文名称:Terminology and Definitions for Measurement of Vibration,Shock and Rotaing Velocity
标准状态:现行
发布日期:2006-09-06
实施日期:2006-12-06
出版语种:简体中文
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相关标签:
振动
冲击
转速
计量
术语
定义
标准分类号
标准ICS号:计量学和测量、物理现象>>17.160振动、冲击和振动测量
中标分类号:综合>>计量>>A53力学计量
关联标准
出版信息
出版社:中国计量出版社
页数:72页
标准价格:50.0 元
出版日期:2006-12-06
相关单位信息
起草人:徐殷、靳书元、徐晓梅、杨建辉等
起草单位:全国振动冲击转速计量技术委员会
归口单位:全国振动冲击转速计量技术委员会
发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
标准简介
JJF 1156-2006 振动 冲击 转速计量术语及定义 JJF1156-2006 标准下载解压密码:www.bzxz.net
本规范规定了振动、冲击、转速、恒加速度、平衡基本术语及有关的辅助术语。
本规范适应于一切与振动、冲击、转速、恒加速度、平衡有关的领域。
标准内容
中华人民共和国国家计量技术规范JJF1156-2006
振动冲击转速计量术语及定义
Terminology and Definitions for Measurement ofVibration, Shock and Rotating Velocity2006-09-06发布
2006-12-06实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJF1156—2006
振动冲击转速计量术语及定义
Terminology and Definitions for Measurementof Vibration, Shock and Rotating VelocityJJF1156—2006
本规范经国家质量监督检验检疫总局2006年9月6日批准,并自2006年12月6日起施行。
归口单位:全国振动冲击转速计量技术委员会起草单位:全国振动冲击转速计量技术委员会本规范由全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释本规范起草人:
靳书元
徐晓梅
杨建辉
李新良
吴承琦
顾国富
李学瑞
高金芳
龙祖洪
洪宝林
李传日
JJF1156—2006
中国计量科学研究院
中国航空工业第一集团公司第三○四研究所中国航空工业第一集团公司第三○四研究所陕西省计量测试研究院
湖北省计量科学研究院
中国航空工业第一集团公司第三〇四研究所中国航空工业第一集团公司第三〇四研究所北京市计量检测研究院
兵器工业二O二研究所
中国计量科学研究院
北京市计量检测研究院
中国火箭技术研究院102所
中国航空工业第一集团公司第三○四研究所中国航空工业第一集团公司第三○四研究所北京航空航天大学
主题内容与适用范围
主题内容
适用范围·
通用术语
恒加速度
中文索引
英文索引
JJF1156—2006
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(7)
(33)
(39)
(55)
JJF1156—2006
振动冲击转速计量术语及定义
1主题内容与适用范围
1.1主题内容
本规范规定了振动、冲击、转速、恒加速度、平衡基本术语及有关的辅助术语。1.2适用范围
本规范适应于一切与振动、冲击、转速、恒加速度、平衡有关的领域。2通用术语
2.1重力加速度(accelerationofgravity)物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度称为重力加速度。它与地球引力、地球自转引起的加速度有关,它的数值随着观察点的纬度和高度而改变,其方向为观察点的地垂线方向,指向地心。
2.2国际标准重力加速度(internationalstandardgravityacceleration)国际上将北纬45°海平面的重力加速度数值9.80665m/s2规定为标准重力加速度,即
gn=9.80665m/s2。
2.3系统(system)
用以完成一定功能的各有关部分的组合。常用的系统有:(1)线性系统(linearsystem):响应与激励大小成正比,并且满足叠加定理的系统;
(2)机械系统(mechanicalsystem):有质量、刚度和阻尼等各元素所组成的系统:(3)动态系统(dynamicsystem):现在的输出与过去的输入有关的系统。动态系统具有记忆功能,其输入与输出的关系可用微分方程(或差分方程)描述;(4)惯性系统(seismicsystem):依靠弹性元件将一个质量连接到参考基座所构成的系统,系统中通常还包括阻尼元件;(5)等效系统(equivalentsystem):为便于分析而采用的与原系统效应相等的系统;
(6)测量系统(measuringsystem):为某种特定测量,而组装起来的全套测量仪器和其他设备。
2.4激励(excitation)
作用于系统的外力或其他输人。为便于计算而引出的具有实部和虚部的激励,称为1
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复激励(complexexcitation),实际激励可以是复激励的实部或虚部。在振动试验和测试中,常用激励方式有:
(1)离散步进正弦激励(discretestepsinusoidalexcitation):由单个离散频率的正弦信号,以固定频率或频率逐步改变的方式进行的激励,简称正弦激励。(2)扫描正弦激励(sweepingsinusoidalexcitation):用正弦信号,在试验(测试)频率范围内,从下限频率到上限频率以连续扫描的方式进行的激励。扫描先下后上称为正扫,由上至下称为逆扫,还可以采用来回的往复扫描。扫描正弦激励有三种形态:在扫描过程中可以停留在某个或几个频率上作定频振动,则称为正弦驻留(sineremain);扫描的周期以及结构的脉冲响应衰减时间小于测量数据的周期T,则称为快速正弦扫描激励(sinesweepexcitation),它也是一种瞬态随机激励(transientrandomexcitation);否则,则称为慢速正弦扫描激励(sinesweepexcitationwithslowrate),适用于稳态响应的获得。
(3)纯随机激励(purerandomexcitation):用具有一定谱型和带宽的、概率密度为高斯分布的随机信号进行激励的方式,它可同时激起该段频率范围内的所有模态。(4)伪随机激励(pseudorandomexcitation):将一段随机信号以周期T重复出现的激励方式。
(5)周期随机激励(periodicrandomexcitation):在第一个随机激励后,在第二个周期稳定均衡后,在第三个周期进行测量;再重复此伪随机过程,但每个伪随机过程是随机的、互不一样的激励方式;它具有伪随机和纯随机的优点。(6)瞬态随机激励(transientrandomexcitation):只在测量周期的初始一段输出瞬态的随机信号,其占用时间可任意调节,以适应不同的阻尼结构的激励;每一个样本都具有不同的统计特性,经平均处理可以消除非线性影响,因此,这种激励方法兼有瞬态和随机双重优点。
(7)冲击激励(shockexcitation):用经过选择的瞬态的各种冲击波形进行激励的方式。冲击可以是单次的,也可以是多次重复的,常称单次的为冲击激励,多次的为碰撞。
(8)环境激励(environmentexcitation):利用自然环境的扰动(例如大地脉动、路面凹凸、海浪、噪声、风动以及流等)作为激励源的方法,它存在频率分量难以充分等缺陷。
2.5响应(response)
系统受外力或其他输入作用后的输出。线性系统受到复激励后的响应,称为复响应(complexresponse)。测量系统的响应可综合为:(1)有效响应(effectiveresponse):在传感器灵敏轴方向上,由输入的机械振动或冲击所引起的传感器响应。这种响应是正确使用传感器进行测量、取得可靠数据所期望2
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的。有效响应主要有:灵敏度、幅频响应、相频响应、非线性度等。(2)环境响应(environment(interfere)response):在使用传感器测量机械振动或冲击时,同时还存在着环境和其他物理因素所引起的传感器的响应。这种响应是干扰正确测量的,是不期望的。主要有:温度响应、瞬变温度灵敏度、横向灵敏度、旋转运动灵敏度、基座应变灵敏度、磁灵敏度、声灵敏度、安装力矩灵敏度、特殊环境响应等。2.6动态范围(dynamicrange)
(1)在测量(分析)仪器内,不受各种噪声的影响而能获得准确测定结果的输入信号范围,是最大允许信号级与噪声级之比,一般以dB表示。(2)在模拟式振动控制系统中,动态范围是指可以控制的最大信号和最小信号之比,一般以dB表示,该参数与振动台、控制系统以及整个电路的干扰噪声有关。(3)在随机振动控制系统中,动态范围是指在给定的频率范围内,系统最大输出的功率谱密度与本底噪声功率谱密度之比的对数,以dB表示。动态范围越大,系统的控制能力越强,控制效果越好。
2.7机械阻抗(mechanicalimpedance)线性定常系统的激励向量与其响应向量之比称为机械阻抗,其倒数称为机械导纳,具体定义是:
(1)激励向量是力,而响应向量分别是位移、速度、加速度时,相应的阻抗分别称为动刚度(dynamicstiffness)(即位移阻抗)、机械阻抗(mechanicalimpedance)(即速度阻抗,简称:阻抗)、视在质量(apparentmass)(即加速度阻抗、又称动质量);(2)上述各阻抗的倒数分别是:动柔度(dynamicflexibility)(即位移导纳)、机械导纳(mechanicalmobility)(即速度导纳,简称:导纳)、惯量(inertia)(即加速度导纳);
(3)若响应是激振点的,一般称为驱动点阻抗(drivingpointimpedance),简称点阻抗;若响应不是激振点的,则称为传递阻抗(transferimpedance),或称为跨点阻抗(translational impedance)。
2.8频率响应函数(frequencyresponsefunction)频响函数是线性定常系统的固有特性,当初始条件为零时,系统的输出(响应)与输人(激励)的傅里叶变换之比为频响函数,它与输入函数的类型无关。将一个量作为频率或波数的函数的描写,称为那个量的频谱(前者)或波谱(wavespectrum)(后者),简称谱。单位时间内的物理量的个数或次数称为时间频率,简称频率;单位空间(或长度)内的物理量的个数或次数称为空间频率(spacefrequency)或波数(wavenumber);波谱又称为波数谱或空间频率谱。以频谱为例,谱在不同场合下,表示形态有:
(1)线谱(linespectrum):各谱分量出现在离散频率处的谱,同义词为离散谱;3
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(2)连续谱(continuousspectrum):谱分量连续分布在某一频率范围内的谱;(3)幅值谱(amplitudespectrum):将傅里叶变换所得的复函数的模作为频率的函数来描述的频谱;
(4)相位谱(phasespectrum):将傅里叶变换所得的复函数的相角(相位角)作为频率的函数来描述的频谱。
2.9非线性度(non一linearity)校准曲线与某一规定直线的一致程度,称为线性度(linearity);校准曲线与某一规定直线偏离的程度,称为非线性度(non一linearity)。不同规定的直线和相应的非线性度的名称有:
(1)能保证传感器正反行程,校准曲线与它的正、负偏差相等,且为最小的一条直线,称为“最佳直线”(beststraightline);相对于此直线的非线性度称为独立线性度(independent linearity)。
(2)传感器输出与被测量之间在全量程内存在着某种特定关系,称为“理论曲线”(theoreticalcurve),例如表、图或方程式。相对于此曲线的非线性度称为理论线性度(theoretical linearity)
(3)由零点至传感器的满负荷的连接直线称为“端一零线”(end一zereline),简称端零线。相对于此直线的线性度称为端点线性度(end一pointlinearity)。(4)使传感器校准数据,与线性或非线性回归直线或曲线的残差平方和为最小的直线或曲线,称为“最小二乘线”(least一squaresline)。相对于此直线的非线性度称为“最小二乘线性度”(least一squareslinearity)。在冲击测量与校准中,常称最小二乘线性度为“幅值线性度”(amplitudelinearity)。最小二乘法的计算公式:数学模型是
y=a+bu
最小二乘公式是
Ery-nxy
16三号
2 -n(X)2
α=-bx
[6=()()
n2-()2
la=(Zr)()-(r)(2ry)
nα2-(α)2
则幅值线性度表达为
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ba max × 100%
7: =6: 1000 ×100%
=×100%
式中:——
自变量,可以是加速度、速度、位移;例如,加速度,m/s2;应变量,可以是加速度、速度、位移或灵敏度;例如,灵敏度,mV/(m·s-2);
回归直线截距;例如,灵敏度一加速度回归线,截距单位为加速度灵敏a
度,mV/(m·s-2);
b一回归直线斜率;例如,灵敏度一加速度回归线,斜率单位,mV(m2·s-4) ;
——在max处y的幅值线性变化百分数,常用于冲击测试;Y2——每1000g的单位幅值线性变化百分数,常用于冲击测试;3——处相对于的估值的幅值线性百分数,常用于振动和振动仪器测试。2.10灵敏度(sensitivity)
(1)灵敏度:传感器、测量仪器或测量系统的指定输出量与指定输人量之比,称为灵敏度。
(2)参考灵敏度(referencesensitivity):在规定的实验室条件下,在给定的参考频率、参考幅值和配套放大器增益条件下传感器的灵敏度,称为参考灵敏度。(3)相对灵敏度(relative sensitivity):在测量频段内灵敏度与基准频率(160Hz或80Hz)的灵敏度之比称为相对灵敏度。(4)标称灵敏度(nominalsensitivity):由制造厂给出的、在规定的工作条件下,某类型传感器的灵敏度称为标称灵敏度。(5)横向灵敏度(transversesensitivity):传感器在与其灵敏轴垂直的方向被激励时的灵敏度。
(6)横向灵敏度比(transversesensitivityratio):传感器或振动设备的最大横向灵敏度与沿灵敏轴方向的灵敏度之比,用百分数表示。2.11稳定性(stability)
测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。若稳定性不是对时间而是对其他量而言,则应该明确说明。稳定性可以用几种方式定量表示:(1)用计量特性变化某个规定的量所经过的时间表示,如:振动加速度幅值稳定性±1.0%/4h;
(2)用计量特性经规定的时间所发生的变化表示,如:加速度计灵敏度年稳定性:5
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W = Se= Sn × 100%
式中:W—加速度计电荷灵敏度年稳定性;Ssl——上年检定得到的加速度计电荷灵敏度;Sq2—本次检定得到的加速度计电荷灵敏度。2.12波形失真(wavedistortion)信号波形中不希望有的变化。它又分为幅值失真、频率失真和相位失真;对波形失真的度量称为波形失真度,对模拟式和数字式仪器的失真度计算,分别称为谐波失真度和基波失真度:
(1)幅值失真(amplitudedistortion):在给定的某一频率上,传感器的灵敏度随输入的幅值而变化时所呈现的失真。(2)频率失真(frequencydistortion):在给定的频率范围内,对于给定的激励幅值,当传感器的灵敏度随频率而变时所呈现的失真。(3)相位失真(phasedistortion):当传感器相移不是频率的线性函数时所呈现的失真。
(4)总谐波失真度(distortionoftotalharmonicwave):对模拟失真度测量仪测出的波形失真度,称为总谐波失真度,用下式计算:Z
式中:——失真度;
I谐波幅值。
用此式计算时,总谐波方均根值同背景噪声之比应不低于10dB(5)基波失直度(harmonicdistortion):国际标准化组织(ISO)对数字信号处理式测量仪测出的波形失真度称为基波失真度,用下式计算:Z
式中:I基波幅值。
2.13校准(calibration)
X 100%
在规定的条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的值,与对应的由标准所复现的量值之间的一组操作。按校准的时域状态分类,有:(1)动态校准(dynamiccalibration):与被测量随时间(或其他影响量)变化有关的校准过程,称为动态校准。
(2)稳态校准(stablestatecalibration):校准源的运动参数在校准时间段内不随时间变化(或周期性变化)的校准称为稳态校准。6
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例如:单双离心机校准、正弦振动校准和互易法校准等。(3)瞬态校准(transient statecalibration):当系统的输入量或初始状态在某一瞬间发生突然变化时,描述系统的一些特征量随时间立刻产生“显著”的变化,然后这些特征量逐渐趋于稳定,这个过程称为“瞬态”。在瞬态过程中进行的校准称为瞬态校准,常称冲击校准为瞬态校准。
(4)静态校准(staticcalibration):在校准过程中,各输人量值不随时间而变化,称为静态校准。例如:重力场校准,静态力校准等。2.14系统校准(systemcalibration)将整套振动测量系统,从传感器到最后的显示装置,在基、标准装置上进行校准,称为系统校准。对电荷放大器、电压表等分别进行的校准,称为分部校准(subsectioncalibration)。
2.15校准系数(calibrationfactor)在给定的频率范围内灵敏度的平均值。3振动
3.1振动(vibration)
描述机械系统运动或位置的量值,相对于某一平均值或大或小交替地随时间变化的现象。
3.2简谐振动(simpleharmonicvibration)自变量为t的正弦函数的振动,用公式表示为y=Asin(ot +$)
简谐振动;
式中:y
A—振幅;
w—角频率;
t——自变量;
Φ—振动的初相角。
同义词:正弦振动。
3.3振动烈度(vibrationseverity)诸如极大值、平均值、方均根值或其他描述振动的参数中的一个或一组指定值,被称为这个参数的烈度(severity),它可以适用于瞬时数据或平均后的数据。机器的振动烈度被定义为:在机器的轴承和基座等特定方向的振动速度的最大均方根值。3.4振级(vibrationstep)
一个量和同类参考量比值的对数,在使用“级”时必须说明对数的底、参考量和级的种类。振动位移、速度和加速度幅值(m、Um、αm)的级常用“L”表示,表示方法为
位移级
L,=20lgm
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