Методы калибровки акселерометров

Точность, надежность и универсальность акселерометров теряют свое значение в случае, если нельзя обеспечить прослеживаемую связь результатов осуществляемых при помощи этих акселерометров исследований механических колебаний с абсолютными эталонами единиц соответствующих физических величин. Цель калибровки заключается в обеспечении такой связи и, следовательно, в придании значения параметрам используемой аппаратуры и сохранении нужного доверительного уровня получаемых при помощи этой аппаратуры результатов. При испытаниях и проверке получаются данные, способствующие определению условий окружающей среды и пределов диапазонов, в которых действительны результаты калибровки и, следовательно, обеспечена и сохранена упомянутая выше прослеживаемая связь с учитываемыми эталонами.

Акселерометры нашего предприятия подвергаются в процессе производства подробным испытаниям, проверкам и контролю качества, целью которых является обеспечение нужной надежности, стабильности и малого разброса параметров. Отдельные акселерометры индивидуально калибруются и снабжаются паспортами, содержащими соответствующие технические данные.

Термином калибровка часто обозначено лишь определение чувствительности акселерометра. Однако, этот термин более широк и в содержащем результаты калибровки паспорте акселерометра также приведены его амплитудно-частотная характеристика, значения емкости и массы, относящиеся к условиям окружающей среды параметры и др.

Основной целью калибровки акселерометров является обеспечение прослеживаемой связи результатов осуществляемых при их помощи исследований механических колебаний с абсолютными эталонами единиц соответствующих физических величин и, следовательно, обеспечение определенной степени точности, воспроизводимости и достоверности. Однако, рядом с этой основной целью калибровка акселеромеров часто осуществляется по законодательным или контрактным причинам, диктующим аттестацию с указанием точности акселерометров, возможно с учетом международных стандартов и рекомендаций.

При практическом применении акселерометров не исключены ситуации, в которых указанные в соответствующих паспортах данные не перекрывают действительные условия эксплуатации этих вибродатчиков в определенных системах или окружающих средах. В таких ситуациях необходимо осуществить специальную калибровку, соответствующую условиям эксплуатации и области применения акселерометров. Отметим, что паспорта изготавливаемых нашим предприятием акселерометров содержат данные, адекватные в большинстве областей применения последних.

Проверка аппаратуры и содержащих акселерометры систем является важной частью процесса калибровки. Сказанное относится именно к сложным системам, содержащим много приборов и устройств. Ошибки, связанные с неправильно определенными общей чувствительностью, коэффициентом усиления и т.д. систем, могут быть быстро исключены путем быстрой проверки. Принципы и методы такой проверки рассматриваются в статье Проверка акселерометров и соответствующей аппаратуры с помощью калибраторов.

Прежде чем приступить к калибровке акселерометра, целесообразно измерить его амплитудно-частотную характеристику. На основе этой характеристики можно определить, находится ли калибруемый акселерометр в надежном состоянии. Нерегулярность кривой АЧХ указывает на ненадежное состояние акселерометра, на ограничение его рабочего частотного диапазона или даже на его выход из строя. В соответствующей ситуации калибровка акселерометра не имеет смысла, так как ее результаты вообще не действительны.

Методы, используемые при осуществляемой с целью определения чувствительности акселерометров калибровки, можно подразделить на следующие группы:

• Абсолютные методы, к которым относятся метод, основанный на применении лазерного датчика перемещения, метод взаимности и др.

• Методы сравнения, к которым относится метод сравнения с применением соединенных механически друг с другом акселерометров.

• Методы, основанные на применении калибраторов, например, вибростендов или вибраторов, с точно определенными параметрами (в частности, параметрами механических колебаний вибростола и т.п.).

Самым распространенным является метод сличения с образцовым датчиком. Для автоматизации процесса поверки акселерометров нашим предприятием была создана система для проведения периодической поверки и калибровки вибродатчиков в соответствии с ГОСТ Р 8.669-2009 и методикой поверки МИ 1873-88.