JJF1269-2010压电集成电路传感器(IEPE)放大器校准规范.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1269-2010 压电集成电路传感器(IEPE)放大器校准规范Calibration Specification for lEPE Amplificrs 2010-12-30发布20门04-01实施国家质量监督检验检疫总局发布JJF 1269-2010 压电集成电路传感器CIEPE)放大器校准规范Calibration Specificalion ror IEPE Amplitiers L噜_._.-句句._._J本规范经国家质量监督检验检疫且局于2010年12月30日批准，并自2011年4月1日起施行.归口单位:全国振动冲击转速计iil;技术委虽会主要起草单位=中国测试技术研究院事加起草单位江苏联能电子技术有限公司中国计量科学研究院本规范由全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释Jn 126- 2010 本规范主要起草人朱沙中国测试技术研究院)陈启111 (江苏联能电于技术有限公司垂加起草人于梅(中国计量科学研究院)黄勇(中国测试技术研究院)陈俊麟(江苏联能电于技术有限公司)JJF 1269- 2010 目录1 班回(1) 2 引用文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) 3术语(1) 4 概述(1) 5 计量特性(2) 5. 1 本血噪声( 2 ) 5.2 幅频特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) 5.3 放大部归一化民主皇( 2 ) 5. 4 放大警告量减鹊草( 2 ) 5. 5 幢大器非线性误荤(2) 5.6 放大器失真1lt. .(2) 5. 7放大器相蝠特性(2) 5. 8 高、低矗滤挂在器截止捆率d令 ( 2 ) 5.9 激励，源( 2 ) 6饺准条件句. (3) 6. 1 环槐条件( 3 ) 6.2 校准用标准且其他世备. . (3) 7 梭准项目和技准方法( 3 ) 7. 1 校推项目. . . 也(3) 7.2 校准为法( 3 ) 8 校准站果表达. . 号(8) 8. 1 校准记录( 8 ) 8. 2 梭准证书( 8 ) 8. 3 校准结果不确定E评定( 8 ) 9 且役时间间隔( 8 ) 酣录A核准原始记录推荐格式甸回酌( 9 ) 附录B校准证书的内容(12) 附录C不确直匪的评定范例(14) 1 范围JJF 1161-2010 压电集成电路传感器.高通滤波器的低级量减纠牟利低通越被嚣的高捆蕴藏嗣率且大于6d/ oct (oct 促示俯频程) 5.9 激励咆源放大吉普激励电源包括激励回ffi V.和撇陆电流1.一舷激励也压V.为直流11ffi +24 V li2+28 V，激励电流一很为直流电流2mA 1自IJ20 mA, 注以上指标不是用于舍格俭，咱则仅供参考.2 JJF 1269-2010 6 後准条件6. , 环堤条件环境温度(23士3)C; 相对温度.s;:;80到3室内应丑彭晌校难陆架的电6疆场干扰和脱性性气体-6. 2 饺准用标准且其他设备6. 2. 1 正弦信号监生器.失真匪不大于0.3%，腰里扭曲直位由于0.05%，颇率准确监忧于】X10-2，幅值稳定性由于1%(8h). 6. 2. 2 盘字也庄农多用农L在10Hz- 300 kHz的频率范围内，直流也压的回量准确度优于0.1%，直流也压测量准确匮优于0.01%.直面也流酣量准确1II:it子0.01%.6. 2. 3 示波器z有效捆率班回DC-20MHz，也压测量误盖且在土5目之内.6.2.4 动态信号分析仪;频率分辨力忧子0.01%;颇谭嗣值示值误韭且在土2%之内，逼迫致性栩位盖优于士1 s酣盘带宜应大于厨测失真颇且在的5倍5动志在围应大于60dB. 6. 2. 5失真匮测量仪:失真皮帽量扭酣率植闺2Hz -I00 kHz.失卫匪测量范罔0.01%.10%，也平酣量7rnr300v.tov. 6.2.6 lEPE传感器模拟器IEPE传盛器模拟嚣的本应噪声应低于0.05mV，捆旦在范围不在于o.1 Hz.IOO kHz. 7 枝准咂目和核准方法7. , 核准项目核准项目E核准技术要求见第5款.校准项目应根据放大桥型号且客户要求确定-7.2校准方法7. 2. 1 外观与通电桂查旋钮应转动员活，开关跳步清晰，定位准确.输出输入锚应且无松动.无影响正常工作的机械损伤.外观锥查后，接使用且明书给lEPE放大器泪也，顶热时间应为15min I.!J上.7.2.2 衰减吕误盖7.2.2.1 衰减挡误盖役准程回如固3所示.俏惧，发生器电限表E，费嘟计双示披嚣陀侧嚣领拟a民枝攘的TEPE放火，是真应仪威动态笛号分昕同也应是提2因JIEPE放大稽的饺准握图3 JJF 1269-2010 1.2.2.2 IEPE放大桥归一化挡置于1-0-0，恼号监生糕频率调至160Hz.调节信号监生器输出电压，使IEPE放大器输出鸟达到UJil大领走输出值E.由取墨宝字电压表l值，和童安字也压表2值鸟，挂式(1)计算该裹减挡误盖.乱 (-1)X 1目式中.一-IEPE放大器输出电压，mV I f:i-1EPE放大器输入电压，mVl A一-IEPE融大器某茸减挡住的衰减面量;是一量减系数.7.2.2.3 量监上述步骤，对lEPE放大器所有幸减吕进行测量，取所有麦减挡住中最大误盖值作为该放大器衰减西自盟.) 1 ( 7. 2. 3 非线性误噩7.2.3.1 非辑性误盖佼1It如图3所示.7.2.3.2 置信号芷生嚣的信号频率为160l-h, IEPE且大器的归一化为1-0-0，调节信号监生器的输出咆压和调整IEPE放大器的衰减挡，使IEPE放大器的输出电压IL.z,y ;a, 军写Ez!-叶Ed(3) 土:x，y, 占主x，土y，4工，一.1,. 1 zzi-叶吕叫(4) 式中a，扭合直线与Y轴的植距sa，-拙告直线的制华.7. 2. 4. 归一化误盖1.2.4.1 归一化民盖校推惬固如图3所示.1.2.4. 2 把IEPE放大器归一化旋钮置于H)。位置，低退滤瞌器置于般商旅率笛，商通法被器置于最佳睛里拉挡.测量框固如图3所示4 JJF 1269-2010 归一化陡钮置于不同位置时，IEPE放大器的标准输出电压挂式(5)计算zE, =去(5)式中E.放大器翻定输出电臣，G, 归一化革嚣，1-0-oJ 1.00, -0-2为1.02，以此类推aE. 对自不同的归化革曼史时，放大器的标准输出电压.7.2.4.3信号盎生指颇率调至160Hz.调节信号芷生榕的输出咆压，但IEPE放大器的输出咆II.略低于说明书妞定的级大输出电压E.保待信号监生器输出不墅，依次改壁归化旋钮的状击，并测量每个状态时IEPE放大器的输出电压to; .每个状志的归一化由草，11式的计算li, =缸云E主 x100% 】句(j= 2, 3. .) (6) 时IEPE放大器所有归化挡进行搁置.取且中级大误差值作为该放大器的归一住自盖.肘子具有4个归化脏钮的IEPE放大器其测量方法与以上方法相同.7.2.5 失真匪7.2.5. 1 失真匪校准框由如用3所示.7.2.5.2 IEPE幢大器衰减挡置于1mV/ Unit (Unit表示工程单位).高通滤波器置于最低频率挡低通滤披器置于最高拥事挡，归一化置于)-0-0.把信号监生嚣的捆率调重测失真匪的频率上.控制信号监生榕的输出咆压和调整IEPE放大器的衰减挡，使IEPE放大器的输出电压与其输入电压近似相等.精加倍号监生器的输出，即IEPE放大嚣的输入电压到筒，使IEPE放大器的输出电压马达到最大输出咆IIE.可用示植器监测植彤，用失真/JI测量但草动在fI号分析仪测量lEPE放大器输出电压.的失真皮失真匪搁置频率应棍据放大器的技术拮据从低颇至高频选取不少于7个，直接倍颇程选取.7.2.6 幅频特性7.2.6.1 幅颜特性校准框图如图3所示.7.2.6.2 IEPE放大器归一化吕置于I-C吨，商;，)i滤放音带置于晶低挡恬通滤波器置于1量高挡，信号监生稽拥率调至160Hz.测量放大器的传输系酣作为IEPE放大据传输革耻的参考点，测量捆率选取应根据放大稽的技术指标从低帽主商颇选取不少于14个或结俯捆程造椒，调节信号宜生都频率直选取的拥量放率，f略到放大揣在古拥率的传输比.7.2.6.3 以传输比为纵坐标，频率为搅坐峙，传输比I娃即为放大器的幅额将佐.7. 2. 7 商、低通滤戳缉截止频率7.2.7.1 南通滤瞌器和低通滤瞌嚣的佼准框固如固4和l图3所示.5 E 爱主级事计JJF 1269-2010 EEl lF.P E传.底破攘的领.lEPE1It*1I 因4IEPE放大糟的高通撞徽器枝准艇阁S也应袤1黯示被雹电f正爱27.2. 7.2 岳人IEPE放大器的高通撞撞器，参照7.2. 2的方法，测量频率为其截止频率和1/2俏截止频率时相对于160H 1, IfCJ亵减，若IEPE模拟器输出直流也压但示植器显示偏置过大.可将可调直配电E源孩入示植器亮一通迢，示世部置温迫撞Jfi叠如位11.，调节直流电压踊输出负电压，使测量IEPE檀拟器输出时，植茄处于B字幕中间，接入IEPE放大器的低通滤瞌嚣，测量频率为其截止频率和2倍戳止级率时相对于160H . 的衰减.!安式(7)非1算裴磁盘.S=20)g(Bl/Bo) (7) 式中S衰减量aB，-IEPE放大器搁置频率点的传输革量4B.-IEPE放大器160Hz频率点的传输革盘.7.2.7. 3 南通撞撞都在1/2倍戳止据率处和被止频率处的衰减置之草即为其酷频衰国制率，陆通滤瞌榕在2倍戳止频率处与彼止频率处的章瞄量之盖即为其高捆衰减制率.7.2.7.4 重直上述步骤，对放大器的所有商、低lJll植器进行测量，得到各个滤瞌器的截止捆率.7.2.8 )尔底噪声7. 2.8.1 本底噪严校准如图5所示.lEPEf附属想很很a民段确的lEPEt!(大.凶5IEPE放大指本底曦剪枝植图咆应表7.2.8.2 将IEPE传感器棋拟器接到IEPE放大器输入衔.IEPE传盛器模拟器输入编缓地，IEPE放大楞的归一化挡置于1-)-0，商通泌植器置于最低挡，低通滤植器置于簸商挡，衰减挡置于最高档，即输出噪声也压最大.用捆率宽度不窄 子211.-300 kH . 的真有效值电压表，测量IEPE放大帮输出端的电噪声有效值咆压龟，按式(8)刊，尊输入端等做噪声:也lli. =言(8) 式中.一一输出虫在折算到输入瑞等效噪声也JI， . 输出瑞噪声电压，6 JJt 1.269-2010 K-tl压衰晒革世-7.2.9 相捆梓性7.2.9.1 柑频校推翻1图6所示.动现如俯分仪幽幽撞撞到隆的IEPE!在大窑IEPE仿.回拟俏号发生暴图6IEPE放大相频锐问酷程图7.2.9.2 将IEPE放大糠的归一化挡置于1-0-0.高通撞撞梯置于最低挡，低温法被辅置于最高档，世置信号监生器至j需要校准的频率，调节信号输出世IEPE放大嚣的输出I!压略低于说明书规定的级大领定输出电压民，动事情号分析仪测量功幢选插响函散CH2/口11、对瞌坐标、相性，卦析仪分析颇率高于佼准频率，分析仪平均次世世定128 .启动分析仪工作，达到平均次世后，移动光栋里佼准的频率，由取光#指示的相位，悟到IEPE放大稚的相移.7.2.9. 3 在放大器工作翻段内均匀选取不少于14个主要率点擅俯捆程选取工作范围的频率点，重草7.2.9.2的方法，m到IEPE放大器的相睡特性.7.2.10 酷励电翻7.2.10.1 激励电压核准如囱7所示.激励电流枝准如图8所示.R.佳咆压搜画在槐树量的JEPEA!I:大嚣罔7IEPE Ib.大稽激励电压段准但因7.2.10.2 测量IEPE放大器输入瑞开路时断开1日E传感器模拟樨的直流输出也压为曲大苦苦的激励咆11.橄励电压有分挡功能的IEPE最大器，应分挡逐一进行检测.测量IEPE放大器输入瑞直接上lEPE传盛器模拟器时电流袤的直流也班阻且图的为放大器的数励电流.激励.流有分锦功能的IEPE放大辙，应分挡逐一进行俭测.摩梭曦的JEPE放大IEPE倍感.曹操也流袤7 IEPE放大量管激励咆榄枝覆假回因88 役准结果襄达8. 1 饺准记录JJF 126-2010 推荐的伎被记录的格式见附录A.8. 2校准证书量饺准的住悟出具校准证书.校准证书店包括的信息且推荐的佼准证书的内页描式见附录B.8. 3 校准结果不确应监评定lEPE放大器校推结果不确定直依据JJF1059-1999评定，不确定直评定草制且附录c.g 复彼时闯间隔IEPE$:大稽的直校时间间用且由为1年.!I.校时间间用量仪器使用情血、使用者和仪器本身属性等诸多国置的制约.量饺单位可根据实际情配确定直枝的时间间隔.8 附录A送佼单位型号Jj) 1269-2010 校准原始记录推荐格式旦旦旦主H.ti1l.旦主，制造厂，出厂编号校准证书号标准缉名称-一一一一-一标准格型号-一一一一一一一标准器编号-望一一旦 一一一一年一_fl_一日标准据证书号标准据证书有敛两年月日环编温度 栩对温度% 依据的技术文件1 外观2 本应噪声衰减挡娃一一日-化揭!t_时，输入等敛噪声咆!E.1.1mV (RMS). 3 幅额将维写否ful输出.输入e传输比./， 频率IH.输出.输入战传输比./; 4 非线性误差E. -衰减挡输入输出y，. , . , JYe 9 JJF 1269- 2010 IEPE放大器核准记录第页共页5 归-化误撞归化销量1-0-0时，满制自由电压E.v |归化|输出电压|阳/%l归-化|输出电压|误差/Yol归化l输出电压|误差/Y.6 高通撞撞器颜事. . 衰础/dB7 低遗憾被指频率. 的衰醺/dB8 失真皮二频率. 失真If/Y.10 160 Hz 160 Hz 9 袭醺挡误12衰踉挡. 纠目昌盛I Yo10 激励电流和电压|r| 11 相颜特性频率IH，相望/觑事IH，相望/12艘准结果不确定度JJF 1269- 2010 IEPE放大器校准记录细页，每页|:11压|校码在员筷金员11 JJF 1269-201。附录B校准证书的内容8.1 佼准证书至少应包括以下信息=的标题，如佼准证书b)证书的编号、页码和单页盘z01饺1If实验室的名称和地址sd)进行佼准的日期，)进行校准的地点如果不在实验室内进行校准), )客户的名称和地址4g)被校IEPE放大器的型号舰梅和出厂编号EM本技术规范的名称且代号。本次後准所用测量标准溯源性和有效性的说明，j)校准环墙的描述:k)校准结果II其测量不确定匪的国明.Il校准证书韭让人的盛名、职务琪等效标识，以且靠武日期sm)校准结果但对被校对象有效的声明，的未经实验室书面批准.不挥部卦草制证书的声明.8.2 推荐的IEPE放大器核准证书内页格式且表B.1. JJF 1261-2010 襄B.I t难怪斗院内页的娘将格式旦旦旦旦第页共页1外2 本底噪，曾当仪器衰调民组.，归一化置时.1t入等徽喋，.电压为有敛值) 3 低温度器4 高温撞撞嚣s 臼-化现蕴该仪器归化现搜为 . 6 司在线性误差当输出电底为-一一V(瞧曲时仪It传输系数为满输出的偏差级大，为一一-.7 *皮该仪器-一_Ih-一一一k钊葛优隧内的失1lI.、于-一-8 袭被筒说皇王画Eil!lI111民大说撞为Y. 9激励电瓢该仅指激励叫跑腿为10 帽频传性卢一孟*/Hz传输比一频率/H.传输比口相顾待注一吾吾/H墨相移r频率!H.栩移r12 役庭结果不确定皮e，数幽电为 mV 13 Jn-1269-2010 附录C不确定度的评定范例C.I弓11亏本附录以置减挡误韭校推项目的圃量不确)Ell!评定为制，诅明IEPE放大器核准项目的四量不确定匪评定的步骤.C.2 壶减挡惺盖世准结果的酬量不确定监评定C. 2. 1 量学模型IEPE放大器衰减挡误辈的枝准是由电压表测量IEPE放大器在某衰减挡的输出电压与输入电压之间的相t误量，用武(C.1)计算卢(主-】)XI00Ya(。其中.品为IEPE放大稽标称衰减军嚣，。为lEPE放大梯输入电压.为IEPE放大器在某衰减挡的输出电压.C.2. 2 标准不确定匪的A类评定A盘不确定匪主要来源于测量的置直性，本范倒在相同的回量条件下，时某型号lEPE放大僻的你称衰减军量为是=20的衰醋挡住重重测量10次，放大攒的归一化挡置于1-0-0，商通撞撞器置于最怔挡，低通滤波器置于且商挡，得到的结果如表C.I所示褒巳1装摊挡的测量配揭第.测量衰减蕉ft(e.!d 1 20.020 2 20.019 3 20.018 4 20. 020 5 20.019 6 20.021 7 20.019 8 20.口229 20.019 10 20.019 平生智倪20. 019 6 根据直直圃量结果，囱式(C.2)计鳞标准不确定ll!2: (8. -.) izi-T-z 59l04 n -, 式中n重草酣量的次盘，8. 衰减挡误差的罪a次测量恤;14 6!Yo O. 100 0.095 0.090 O. 100 0. 095 0.105 0.095 0.110 0.095 0. 095 E阳=0.098(C. 2) JJF 126-1010 B.一一衰减挡首毒草/X圃量结果的平均缸.2. 3 标准不确定度的B类评定测量衰减挡误盖的B盘不确定直主要来源于，)敛字也压表示值误量引人的悻准不确定lJI分量依据数字也压袤的位定证书U=ku()=0.002，其中k=3，放量字电压袋引人的标准不确定匮分量为U阳=0.002/3=6.7X 10-1 (C.3) 它很可籍，故问=.b)信号监生根引人的标准不确草皮分量信号监生苦苦输出