PRÍLOHA 8

METÓDA MERANIA V MERACÍCH SKÚŠKACH: PRÍSTROJOVÉ VYBAVENIE

1. VYMEDZENIE POJMOV

1.1. Dátový kanál

Dátový kanál pozostáva zo všetkého prístrojového vybavenia počnúc prevodníkom (alebo viacnásobnými prevodníkmi, ktorých výstupy sú kombinované špecifickým spôsobom) až po prípadné analytické postupy, ktoré môžu meniť frekvenčný obsah alebo amplitúdový obsah údajov.

1.2. Prevodník

Prvé zariadenie v dátovom kanáli používané na zmenu fyzickej veličiny na inú merateľnú veličinu (ako je elektrické napätie), ktorá môže byť spracovaná v zvyšnej časti kanálu.

1.3. Amplitúdová trieda kanálu: CAC

Označenie pre dátový kanál, ktorý spĺňa určité amplitúdové charakteristiky špecifikované v tejto prílohe. Číslo CAC je numericky rovné hornému limitu meracieho rozsahu.

1.4. Charakteristické frekvencie FH, FL, FN

Tieto frekvencie sú definované na obrázku 1 tejto prílohy.

1.5. Kanálová frekvenčná trieda: CFC

Frekvenčná trieda kanála je určená číslom, ktoré vyjadruje, že odozva frekvencie kanála leží v rámci limitov špecifikovaných na obrázku 1 tejto prílohy. Toto číslo a hodnota kmitočtu FH v Hz sa číselne rovnajú.

1.6. Koeficient citlivosti

Sklon priamky predstavujúcej najlepší súlad s kalibračnými hodnotami určenými metódou najmenších štvorcov v rámci amplitúdovej triedy kanálu.

1.7. Kalibračný faktor dátového kanála

Stredná hodnota koeficientov citlivosti vyhodnotená pre všetky frekvencie, ktoré sú rovnomerne rozložené na logaritmickej stupnici od

1.8. Chyba linearity

Pomer maximálneho rozdielu vyjadrený v percentách medzi kalibračnou hodnotou a zodpovedajúcou hodnotou odčítanou na priamke definovanej v bode 1.6 na hornej hranici amplitúdovej triedy kanála.

1.9. Krížová citlivosť

Pomer výstupného signálu k vstupnému signálu, keď sa prevodník budí kolmo k meracej osi. Je vyjadrená ako percento citlivosti pozdĺž meracej osi.

1.10. Fáza oneskorenia

Fáza oneskorenia dátového kanála sa rovná fáze oneskorenia (v radiánoch) sínusového signálu delenej uhlovou frekvenciou uvedeného signálu (v radiánoch za sekundu).

1.11. Prostredie

Súhrn všetkých vonkajších podmienok a vplyvov, ktorým je kanál vystavený v danom okamihu.

2. VÝKONNOSTNÉ POŽIADAVKY

2.1. Chyba linearity

Absolútna hodnota chyby linearity dátového kanála pri akejkoľvek frekvencii v CFC sa musí rovnať alebo musí byť menšia ako 2,5 % CAC v celom rozsahu merania.

2.2. Amplitúda vo vzťahu k frekvencii

Frekvenčná odozva dátového kanála musí ležať v limitných krivkách na obrázku 1 tejto prílohy. Nulová čiara dB je určená kalibračným faktorom.

2.3. Fáza oneskorenia

Fáza oneskorenia medzi vstupným a výstupným signálom dátového kanála musí byť stanovená a nesmie sa odlišovať o viac ako 1/10 FH sekúnd medzi 0,03 FH a FH.

2.4. Čas

2.4.1. Časová základňa

Časová základňa sa musí zaznamenať a udávať v 1/100 sekundy s presnosťou na 1 percento.

2.4.2. Relatívne oneskorenie

Relatívne oneskorenie medzi signálom dvoch alebo viacerých dátových kanálov, bez ohľadu na ich frekvenčnú triedu, nesmie presiahnuť 1 ms s vylúčením oneskorenia spôsobeného fázovým posuvom.

Dva alebo viac dátových kanálov, z ktorých sú signály kombinované, musia mať rovnakú frekvenčnú triedu a nesmú mať relatívne oneskorenie väčšie ako 1/10 FH sekúnd.

Táto požiadavka platí pre analógové signály, ako aj pre synchronizačné impulzy a digitálne signály.

2.5. Krížová citlivosť prevodníka

Krížová citlivosť prevodníka musí byť menšia ako 5 % v každom smere.

2.6. Kalibrácia

2.6.1. Všeobecne

Dátový kanál sa musí kalibrovať najmenej raz ročne voči referenčnému vybaveniu na základe známych noriem. Metódy používané na vykonávanie porovnania s referenčným vybavením nesmú zaviesť chybu väčšiu ako 1 % CAC. Používanie referenčného vybavenia je limitované na frekvenčný rozsah, pre ktorý bolo kalibrované. Subsystémy dátového kanála sa môžu vyhodnocovať jednotlivo a výsledky môžu byť premietnuté v presnosti celkového dátového kanála. To sa môže urobiť napríklad elektrickým signálom so známou amplitúdou simulujúcim výstupný signál prevodníka, čo umožňuje vykonať kontrolu koeficientu zosilnenia dátového kanála s vylúčením prevodníka.

2.6.2. Presnosť referenčného vybavenia pre kalibráciu

Presnosť referenčného vybavenia musí byť certifikovaná alebo schválená oficiálnym metrologickým úradom.

2.6.2.1. Statická kalibrácia

2.6.2.1.1. Zrýchlenia

Chyby musia byť menšie ako ± 1,5 % amplitúdovej triedy kanálu.

2.6.2.1.2. Sily

Chyba musí byť menšia ako ± 1 % amplitúdovej triedy kanálu.

2.6.2.1.3. Posuny

Chyba musí byť menšia ako ± 1 % amplitúdovej triedy kanálu.

2.6.2.2. Dynamická kalibrácia

2.6.2.2.1. Zrýchlenia

Chyba v referenčných hodnotách zrýchlenia vyjadrená ako percento amplitúdovej triedy kanála musí byť menšia ako ± 1,5 % pri frekvencii do 400 Hz, menšia ako ± 2 % pri frekvencii medzi 400 Hz a 900 Hz a menšia ako ± 2,5 % pri frekvencii nad 900 Hz.

2.6.2.3. Čas

Relatívna chyba v referenčnom čase musí byť menšia ako 10-5.

2.6.3. Koeficient citlivosti a chyba linearity

Koeficient citlivosti a chyba linearity sa musia určiť meraním výstupného signálu dátového kanála v porovnaní so známym vstupným signálom pre rozličné hodnoty tohto signálu. Kalibrácia dátového kanála musí pokrývať celý rozsah amplitúdovej triedy.

Pre obojsmerné kanály sa použijú tak kladné, ako aj záporné hodnoty.

Ak kalibračné zariadenie nemôže generovať požadovaný vstupný signál v dôsledku nadmerne vysokých hodnôt meranej veličiny, kalibrácie sa vykonajú v rámci limitov kalibračných štandardov a tieto limity sa zaznamenajú do skúšobného protokolu.

Celý dátový kanál musí byť kalibrovaný pri frekvencii alebo pri spektre frekvencií, ktoré majú významnú hodnotu od

2.6.4. Kalibrovanie frekvenčnej odozvy

Krivky odozvy fázy a amplitúdy v závislosti od frekvencie sa určujú meraním výstupných signálov dátového kanála vzhľadom na fázu a amplitúdu v závislosti od známeho vstupného signálu, pričom rôzne hodnoty tohto signálu sa pohybujú medzi FL a 10-násobkom CFC alebo 3 000 Hz, podľa toho, ktorá hodnota je menšia.

2.7. Vplyvy prostredia

Vykoná sa pravidelná kontrola s cieľom zistiť akýkoľvek vplyv prostredia (ako je elektrický alebo magnetický tok, káblová rýchlosť atď.). Toto sa môže napríklad robiť tak, že sa zaznamenajú výstupy náhradných kanálov, vybavených snímačmi figuríny. Ak sa zaznamenajú nadmerné výstupné signály, je potrebné ich korigovať napríklad výmenou káblov.

2.8. Výber a určenie dátového kanála

CAC a CFC vymedzujú dátový kanál.

CAC musí byť 1, 2 alebo 5 na desiatu.

3. INŠTALÁCIA PREVODNÍKOV

Prevodníky musia byť uchytené pevne tak, aby ich záznamy boli čo možno najmenej ovplyvnené vibráciami. Každá inštalácia s najnižšou rezonančnou frekvenciou rovnajúcou sa najmenej 5-násobku frekvencie FH príslušného dátového kanála sa považuje za platnú. Najmä akceleračné prevodníky by sa mali inštalovať tak, že počiatočný uhol skutočnej osi merania a zodpovedajúcej osi referenčného osového systému nie je väčší než 5o, pokiaľ sa nevykoná analytické alebo experimentálne hodnotenie vplyvu montáže na zhromažďované údaje. Ak majú byť v niektorom bode merané viacosové zrýchlenia, každá os prevodníka zrýchlenia má prechádzať vo vzdialenosti do 10 mm od tohto bodu a ťažisko seizmickej hmotnosti každého akcelerometra by sa malo nachádzať vo vzdialenosti do 30 mm od tohto bodu.

4. SPRACOVANIE ÚDAJOV

4.1. Filtrovanie

Filtrovanie zodpovedajúce frekvenciám triedy dátového kanála sa môže vykonávať buď počas zaznamenávania, alebo počas spracovania údajov. Napriek tomu by sa pred zaznamenávaním malo vykonať analógové filtrovanie na vyššej hladine ako CFC, aby sa využilo najmenej 50 percent dynamického rozsahu registračného záznamníka a znížilo sa riziko vysokofrekvenčného nasýtenia záznamníka alebo zapríčinenia chýb v procese digitalizácie.

4.2. Digitalizácia

4.2.1. Frekvencia odberu vzoriek

Frekvencia odberu vzoriek by sa mala rovnať aspoň 8 FH.

4.2.2. Amplitúdové rozlíšenie

Veľkosť digitálnych jednotiek informácií typu word by mala byť najmenej 7 bitov a paritný bit.

5. PREZENTÁCIA VÝSLEDKOV

Výsledky by sa mali uvádzať na papieri formátu A4 (ISO/R 216). Výsledky uvádzané vo forme grafov majú mať osi odstupňované jednotkou merania zodpovedajúcou vhodnému násobku zvolenej jednotky (napríklad 1, 2, 5, 10, 20 mm). Používajú sa jednotky SI s výnimkou rýchlosti vozidla, kde sa môžu použiť km/h, a zrýchlení spôsobených nárazom, kde sa môže použiť g, pričom g = 9,8 m/s2.

Obrázok

Krivka frekvenčnej odozvy