2.3.6.2 Градуировка методом сравнения с установкой одного акселерометра на другой и с использованием быстрого преобразования Фурье (бпф)

Современные технические средства анализа сигналов от­крыли возможность расширить область точной градуировки методом сравнения с установкой одного преобразователя на другой на широкий частотный диапазон без существенного увеличения, занимаемого градуировкой времени. Одновременно, в течение последних нескольких лет возросли требования к более тщательному документиро­ванию результатов градуировки [9].

Для того чтобы удовлетворить этим требованиям, была создана эффективная система. В составе, которой двухканальный анализатор сигналов 2032 или 2034 фирмы Брюль и Къер выполняет сравнение на 800 частотах и обеспечивает возбуждающий сигнал случайного характера, перекрывающий все эти частоты.

Так на рисунке 7 показан принцип и формула для определения чувствительности градуируемого акселерометра. Чувстви­тельность теперь является функцией частоты f.

Усилитель формирователь

сигнала 2626

Градуируемый акселерометр

S_u(f)

S_u(f)

B

Двухканальный анализатор сигналов 2032 или 2034

Вибростенд 4805/4815

A

Образцовый акселерометр 8305

S_r(f)

Усилитель формирователь

сигнала 2626

A(f)

S_u(f) чувствительность по заряду градуируемого акселе­рометра

S_r(f) чувствительность по заряду образцового акселерометра

относительная частотная характеристика (показание анализатора)

частотная характеристика усилителя-формирователя сигнала в канале А

частотная характеристика усилителя-формирователя сигнала в канале B

Рисунок 7 – Иллюстрация принципа градуировки методом сравнения с использованием быстрого преобразования Фурье

При применении системы в простейшем прямом виде и при правильном выборе динамического диапазона анали­затора можно определить результирующую погрешность градуировки одного стандартного образцового преобразо­вателя по другому на частоте 160 Гц, используя оценки составляющих погрешностей, приведенные в таблице 5.

Таблица 5 – Погрешности простой градуировки методом сравнения с использованием БПФ (два эталонных акселерометра 8305 фирмы Брюль и Къер на частоте 160 Гц)

е1	Двухканальный анализатор 2032. Предельная погрешность	± 3,1 %
е2	Усилитель заряда 2626 (канал А). Предельная погрешность	± 0,5 %
е3	Усилитель заряда 2626 (канал В). Предельная погрешность	± 0,5 %
е4	Погрешность коэффициента преобразования стандартного образцового преобразователя, связанная с вариацией температуры в диапазоне ±	± 0,1%
e5	Измерительный преобразователь 8305. Погрешность, связанная с поперечными составляющими (максимум 10%)	± 0,2 %
е6	Сигнал с поверяемого акселерометра. Погрешность, связанная с поперечными составляющими (максимум 10%). Относительный коэффициент влияния поперечных ускорений максимум 2%	± 0,2 %
е7	Сигнал с поверяемого акселерометра. Погрешность, связанная с отличием температуры поверяемого акселерометра от комнатной (± )	± 0,1 %
е8	Погрешность градуировки образцового преобразователя 8305 (коэффициент доверия 99%)	± 0,6 %
	Оценка стандартного отклонения по результатам 10 измерений	± 0,1 %

Систематическая составляющая погрешности получается из выражения (3*). Следовательно, при доверительном уровне 99%

U_s= (18*)

Случайная составляющая погрешности для одного измерения (n = 1) и доверительного уровня 99% равна

U_r=0,33% (19*)

Погрешность сравнения при n = 1 и доверительном уровне 99% равна

U_с (20*)

Следовательно, общая погрешность градуировки методом сравнения (доверительный уровень 99%) равна

U_t= (21*)

Несмотря на то, что погрешность порядка 5% является вполне удовлетворительной в большинстве случаев, часто становится желательным повысить точность. Для реализации этой задачи будут представлены два метода с авто коррекцией.