Причем измерения параметров удара по изменению скорости рекомендуются для стендов, у которых удар о неподвижную преграду формируется при принудительном разгоне метаемого тела, а также для стендов со свободно падающим столом.
Крешерный метод, как правило, является дополнительным.
2. Метод измерения параметров удара с помощью ИП
с известным коэффициентом преобразования
2.1. Требования к измерительной аппаратуре
2.1.1. Для измерений следует использовать аппаратуру, структурная схема которой представлена на черт. 20 настоящего приложения:
1 - измерительный преобразователь (ИП), предназначенный для преобразования ускорения в электрический сигнал; в качестве ИП следует использовать пьезоэлектрический преобразователь ускорения (пьезоэлектрический акселерометр);
2 - согласующий усилитель (СУ), служащий для согласования выходного сопротивления пьезоэлектрического измерительного преобразователя с входным сопоставлением регистрирующего прибора (для этой цели могут быть использованы катодный или истоковый повторитель, усилитель заряда и т. п.);
3 - фильтр, необходимый для снижения уровня шумов согласующего усилителя, исключения влияния резонанса измерительного преобразователя и уменьшения амплитуды наложенных колебаний на кривой ударного импульса с целью улучшения различимости осциллограммы при измерении;
4 - регистрирующий прибор (РП), служащий для непосредственного наблюдения формы ударного импульса и отсчета его параметров.
Черт. 20
В качестве РП рекомендуется использовать электронные осциллографы со ждущей разверткой и с временем запоминания, превышающим минимально необходимое время считывания параметров осциллограммы.
Для документального оформления результатов изменения удара рекомендуется фотографировать осциллограммы импульса ударного ускорения или переводить их с экрана осциллографа на прозрачную бумагу.
Фотографирование изображений импульса с экрана осциллографа возможно с помощью любой зеркальной фотокамеры (например "Зенит"). Для уменьшения расстояния от фотографируемого объекта до величины, согласованной с длиной тубуса осциллографа, объектив с фокусным расстоянием 50 мм устанавливают в специальный тубус (кольцо, переходник) длиной 8 - 9 мм, в случае необходимости длину его уточняют экспериментально.
2.1.2. Измерительный преобразователь должен быть жестко закреплен в контрольной точке. Измерительный преобразователь с резьбовым креплением должен быть ввернут до упора с моментом затяжки, указанным в нормативно-технической документации. При отсутствии в нормативно-технической документации такого указания рекомендуется:
для резьб с диаметром до 6 мм момент затяжки 1,5 - 2 Н x м;
для резьб большого диаметра момент затяжки должен увеличиваться на 1,5 - 2 Н x м на каждый миллиметр увеличения диаметра резьбы.
2.1.3. Амплитудно-частотная характеристика аппаратуры (включая измерительный преобразователь) должна соответствовать черт. 21 настоящего приложения. При этом неравномерность амплитудно-частотной характеристики в децибелах должна определяться относительно частоты 400 Гц.
Черт. 21
Зависимость нижней и верхней частот среза фильтра, а также частоты, за пределами которой характеристика может подниматься выше +/- 1 дБ, от длительности импульса, представлена в таблице.
─────────────────┬────────────────┬──────────┬─────────────────────────────
Длительность │ Нижняя частота │ Верхняя │Частота, за пределом которой
импульса, мс │ среза, Гц │ частота │ характеристика может
│ │среза, кГц│ подниматься выше +1 дБ, кГц
├───────┬────────┼──────────┼─────────────────────────────
│ f │ f │ f │ f
│ н1 │ н2 │ в1 │ в2
─────────────────┼───────┼────────┼──────────┼─────────────────────────────
0,05 <= тау < 0,2│ 4 │ 16 │ 30 │ 40
─────────────────┼───────┼────────┼──────────┼─────────────────────────────
0,2 <= тау < 1 │ 4 │ 16 │ 15 │ 40
─────────────────┼───────┼────────┼──────────┼─────────────────────────────
1 <= тау < 3 │ 4 │ 16 │ 5 │ 25
─────────────────┼───────┼────────┼──────────┼─────────────────────────────
тау > 3 │ 1 │ 4 │ 5 │ 25
2.1.4. Первая резонансная частота закрепленного измерительного преобразователя должна быть:
не менее 50 кГц для измерения импульсов с длительностью фронта 0,05 мс и более;
не менее 25 кГц для измерения импульсов с длительностью фронта 0,1 мс и более;
не менее 10 кГц для измерения импульсов с длительностью фронта 0,5 мс и более.
2.1.5. Нелинейность амплитудной характеристики измерительного преобразователя не должна превышать +/- 10% в диапазоне измеряемых амплитуд ускорений.
Примечание. Значение первой резонансной частоты закрепленного ИП и нелинейность амплитудной характеристики ИП определяют по паспортным данным или по результатам поверки.
2.1.6. Постоянная времени входной цепи согласующего усилителя RC должна быть не менее 0,2 с, где R - входное сопротивление согласующего усилителя, Ом; C - суммарная емкость измерительного преобразователя, кабеля и входа усилителя, Ф.
2.1.7. Аппаратура для измерения параметров удара должна проходить периодическую поверку. Поверку должна проводить государственная или ведомственная метрологическая служба согласно ГОСТ 8.002 <*>, ГОСТ 8.513 <**> и МИ 1826.
--------------------------------
<*> На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.002-94.
<**> На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.006-94.
2.2. Измерение пикового ударного ускорения
Измерение пикового ударного ускорения следует проводить по осциллограммам ударного импульса и по известному коэффициенту преобразования измерительного преобразователя. Примеры осциллограмм приведены на черт. 22 настоящего приложения.
а
б
а - с крутым фронтом; б - с пологим фронтом
Черт. 22
Значение пикового ударного ускорения 
вычисляют по формуле
, (1)
где P - чувствительность осциллографа по вертикальной оси, мВ/мм (деление сетки);
- амплитуда усредненного импульса, изображенного на чертеже пунктирной линией, мм (деление сетки);
K - коэффициент преобразования ИП, определенный при поверке совместно с согласующим усилителем, 
(мВ/g) (напряжение и ускорение в амплитудных значениях).
Для повышения точности измерения амплитуды ускорения путем исключения погрешности, вносимой осциллографом, величину P рекомендуется определять с помощью поверенных приборов класса не менее 2,5 (звукового генератора с ламповым вольтметром или источника постоянного напряжения с вольтметром).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 |
