Системы измерительные виброакустические ВС-321

Назначение

Системы измерительные виброакустические ВС-321 (далее - системы) предназначены для измерений и воспроизведения звукового давления в воздушной среде, параметров вибрации, напряжения постоянного и переменного тока, коэффициента нелинейных искажений, частоты переменного тока.

Описание

Конструктивно система включает в себя общую часть, установку для воспроизведения и измерений звукового давления в воздушной среде (УЗД) и установку для воспроизведения и измерений параметров вибрации (УПВ).

Общая часть включает в себя систему управления виброиспытаниями ВС-301 (per. № 59035-14), управляющую ПЭВМ (ноутбук) и специальное программное обеспечение (ПО).

УЗД включает в себя микрофонную систему МК-265 (капсюль микрофонный конденсаторный МК-265 (per. № 54374-13) с усилителем предварительным микрофонным и двухканальным источником напряжения поляризации) или микрофон измерительный, утверждённого типа - рабочий эталон по ГОСТ 8.765-2011, калибратор акустический, соответствующий требованиям к 1 классу по ГОСТ Р МЭК 60942-2009, электростатический возбудитель (актюатор), источник питания актюатора, камеру малого объема (КМО) и эквивалент капсюля микрофонного.

УПВ включает в себя вибропреобразователь эталонный пьезоэлектрический АР 10 (per. № 38452-08), акселерометр пьезоэлектрический 4371 (рсг. № 39667-08) (поставляется по отдельному заказу), электродинамический вибростенд по ГОСТ 8.800-2012 с усилителем мощности и эквивалент вибропреобразователя.

Система является рабочим эталоном по ГОСТ 8.800-2012 и реализует в автоматизированном режиме поверку (калибровку):

- виброметров и вибропреобразователей;

- шумомеров, микрофонов измерительных и капсюлей микрофонных конденсаторных.

Принцип действия УЗД при измерении звукового давления в воздушной среде основан на измерении ВС-301 выходного сигнала микрофона измерительного и вычислении значений звукового давления по известной градуировочной характеристике.

Принцип действия УЗД при воспроизведении звукового давления на опорной частоте 1000 Гц основан на его воспроизведении с помощью калибратора акустического.

АЧХ конденсаторных микрофонов (капсюлей микрофонных конденсаторных) определяется с помощью электростатического актюатора, на который через источник питания актюатора подается выходной сигнал генератора ВС-301.

Принцип действия УПВ при измерении параметров вибрации основан на измерении ВС-301 выходного сигнала эталонного вибропреобразователя АР10 или акселерометра пьезоэлектрического 4371 и вычислении значений параметров вибрации по известной градуировочной характеристике вибропреобразователя.

Принцип действия УПВ при воспроизведении параметров вибрации основан на воспроизведении электродинамическим вибростендом, подключенным через усилитель мощности к выходу генератора ВС-301, синусоидальной вибрации и измерении её параметров при помощи эталонного вибропреобразователя АР 10, подключенного ко входу ВС-301. В диапазоне свыше 10 кГц применяется компенсационный метод с использованием акселерометра пьезоэлектрического 4371.

Дополнительно система выпускается в модификациях ВС-321 В (включает общую часть и УПВ) или ВС-321Д (включает общую часть и УЗД).

Внешний вид системы с указанием мест нанесения знака утверждения типа, знака поверки и защиты от несанкционированного доступа в виде пломбировки корпуса приведен на рисунке 1.

Место пломбировки от несанкционированного доступа

Калибратор акустический

Система микрофоная

Место нанесения знака утверждения типа

Блок питания актюатора

| Место нанесения знака поверки

Вибростенд

Рисунок 1

Программное обеспечение

Метрологически значимая часть ПО систем представляет программный продукт VisProbeSL.

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1

Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных и непреднамеренных изменений. Реализована защита ПО с помощью ключа лицензии и пароля доступа к ПО. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

при воспроизведении и измерении звукового давления в воздушной среде

Диапазон рабочих частот при воспроизведении и измерении звукового давления в воздушной среде, Гц..................................................................................................от 20 до 20000.

Доверительные границы относительной погрешности воспроизведения фиксированных уровней звукового давления в воздушной среде 94 и 114 дБ относительно 20 мкПа калибратором акустическим на опорной частоте 1000 Гц при доверительной вероятности Р-0,95, дБ.......................................................................................................................................±0,3.

Доверительные границы относительной погрешности воспроизведения звукового давления в воздушной среде в КМО при доверительной вероятности Р-0,95, дБ:

в диапазоне частот от 20 до 200 Гц.............................................................................................± 0,7;

в диапазоне частот свыше 200 до 2000 Гц..................................................................................± 0,3;

в диапазоне частот свыше 2000 до 20000 Гц..............................................................................±1,3.

Доверительные границы относительной погрешности определения АЧХ микрофонов измерительных (капсюлей микрофонных конденсаторных) и шумомеров методом электростатического возбудителя при доверительной вероятности Р-0,95, дБ................... ± 0,5.

Верхний предел динамического диапазона измерений звукового давления в воздушной среде. дБ (относительно 20 мкПа), не менее................................................................................140.

Доверительные границы относительной погрешности измерений звукового давления в воздушной среде при доверительной вероятности Р=0,95. дБ:

в диапазоне частот от 20 до 2000 Гц.......................................................................................... ± 0,2;

в диапазоне частот свыше 2000 до 20000 Гц............................................................................. ± 0,6.

при воспроизведении и измерении параметров вибрации

Максимальный диапазон рабочих частот при воспроизведении параметров вибрации, Гц...............................................................................................................от 0,5 до 12600*;

Диапазон воспроизведения виброускорения, м/с2............................................от 0,1 до 550.

Доверительные границы относительной погрешности воспроизведения виброускорения при доверительной вероятности Р-0,95. %;

на базовой частоте 200 Гц

в диапазоне частот от 3 до 20 Гц

в диапазоне частот свыше 20 до 800 Гц

в диапазоне частот свыше 800 до 2000 Гц

в диапазоне частот свыше 2000 до 5000 Гц

в диапазоне частот свыше 5000 до 10000 Гц

в диапазоне частот свыше 10000 до 12600 Гц..............................................................

Диапазон рабочих частот при измерении параметров вибрации, Гц........от 0,5 до 12600*.

Верхний предел диапазона измерений амплитуды виброускорения, м/с2................ 10000.

Доверительные границы относительной погрешности измерений виброускорения при доверительной вероятности Р-0,95, %

*в диапазоне свыше 10000 Гц - при наличии в комплекте поставки акселерометра пьезоэлектричнекого 4371, прошедшего поверку на вторичном эталоне по ГОСТ 8.8.00-2012. при воспроизведении и измерении параметров электрических сигналов

Число входных каналов......................................................'

Число выходных каналов

Диапазон рабочих частот, Гц............................................................................от 0,1 до 35000.

Диапазон измерений напряжения постоянного тока и напряжения переменного тока

(амплитудных значений), В

Диапазон воспроизведения напряжения переменного тока (амплитудных значений), В

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения переменного

тока на частоте 1 кГц, %

Лист № 4

Всего листов 6 //

Пределы допускаемой относительной погрешности измерении напряжения постоянного тока, %

Неидентичность входных каналов при измерении напряжения, %..............................± 0,05.

Неравномерность АЧХ входных каналов относительно опорной частоты 1 кГц, дБ, нс более:

в диапазоне частот от 0,1 до 3 Гц (включительно)

в диапазоне частот от 3 до 35000 Гц

Пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты  ± 5-10 .

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений частоты................ ± 5-10 ‘.

Диапазон измерений коэффициента нелинейных искажений в диапазоне частот первой гармоники от 20 до 5000 Гц, %....................................................................................... от 0,01 до 90.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений коэффициента нелинейных искажений Кг, %..............................................................................................................± (0,ГКг+0,03).

Общие характеристики

Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: приборного блока ВС-301 ............................................................................................440 х 320 х 50;

вибростенда.................................................................................................................400 х 400 х 400;

усилителя мощности.....................................................................................................500 х 500 х 90;

блока питания актюаторов.............................................................................................20 х 300 х 60.

Суммарная масса системы, кг, не более.............................................................................50.

11отребляемая мощность, В А, не более........................................................................... 800.

Параметры электропитания: напряжение переменного тока, В..................................................................................от 110 до 245;

частота переменного тока, Гц............................................................................................от 47 до 63.

Рабочие условия эксплуатации:................................................................................................

температура окружающего воздуха. °C....................................................................................25 ± 5;

относительная влажность воздуха (при температуре 25 °C), %, не более.....................от 40 до 80;

атмосферное давление, кПа...........................................................................................от 84 до 106,7.

Знак утверждения типа

наносится на лицевую панель приборного блока системы управления виброиспытаниями ВС-301 методом шелкографии и на титульный лист эксплуатационной документации типографским методом.

Комплектность

Комплект поставки включает:

- система измерительная виброакустическая ВС-321 (ВС-321В*. ВС-321Д*) - 1 к-т (* по заказу);

- пакет лицензионного ПО «VisProbeSL» - 1 CD;

- эксплуатационная документация - 1 к-т;

- методика поверки - 1 шт.

Поверка

осуществляется по документу ВАПМ.321.001 МП «Инструкция. Системы измерительные виброакустические ВС-321. Методика поверки», утвержденному начальником ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России 11.12.2015 г.

Знак поверки наносится на блок системы управления виброиспытаниями ВС-301 в виде наклейки.

■X Основные средства поверки:

-калибратор-вольтметр универсальный     В1-28 (per. № 10759-86):     диапазон

воспроизведения напряжения постоянного тока от 0,1 мкВ до 1000 В, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока ± 0,004 %;

-капсюль микрофонный измерительный конденсаторный 4180 (per. № 38616-08): диапазон рабочих частот от 3 до 20000 Гц при неравномерности АЧХ по давлению относительно 250 Гц ±1,5 дБ, чувствительность капсюля по холостому ходу на частоте 250 Гц 12,5 мВ/Ila, пределы допускаемых значений доверительных границ погрешности измеренного значения чувствительности капсюля с учетом нестабильности за интервал между поверками при доверительной вероятности 0,99 на частоте 250 Гц 0,04 дБ, верхний предел динамического диапазона измерений при коэффициенте нелинейных искажений менее 3 % 160 дБ;

- акселерометр пьезоэлектрический 4371 (per. № 39667-08): диапазон рабочих частот от 0.1 Гц до 12,6 кГц, диапазон измерений виброускорений от 2,5-10'3 до 60-103 м/с“, отклонение коэффициента преобразования от номинального значения ± 2 %;

- акселерометр пьезоэлектрический 4321 (per. № 39667-08): диапазон рабочих частот от 0,1 Гц до 12 кГц, диапазон измерений виброускорений от 2,5-10'3 до 5-Ю3 м/с2, отклонение коэффициента преобразования от номинального значения ± 2 %.

Сведения о методах измерений

ВАПМ.321.001 РЭ «Система измерительная виброакустическая ВС-321. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1. ГОС! 30296-95 «Аппаратура общего назначения для определения основных параметров вибрационных процессов. Общие технические требования».

2. ГОСТ 8.765-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения звукового давления в воздушной среде в диапазоне частот от 2 Гц до 100 кГц».

3. ГОСТ Р 8.800-2012 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения в диапазоне частот от 1-Ю'1 до 2-104 Гц».

4. ГОСТ Р 8.648-2008 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменною электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 10'2 до 10у Гц».

5. ГОСТ 8.762-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента гармоник».

6. ГОСТ 8.027-2001 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы».

7. ГОСТ Р МЭК 60942-2009 «Калибраторы акустические. Технические требования и требования к испытаниям».

8. ВАПМ.321.001 ТУ «Система измерительная виброакустическая ВС-321. Технические условия».