6.1.2.1 Общие положения
Выбор акселерометра определяется ожидаемым диапазоном амплитуд вибрации, диапазоном частот, физическими характеристиками поверхности, на которую он должен быть установлен, и условиями окружающей среды.
6.1.2.2 Максимальная вибрация
Выбранный акселерометр должен обеспечивать одновременно измерение как пиковых виброускорений, так и вибрации гораздо меньшего уровня на низких частотах.
Если частотная характеристика акселерометра (например, пьезорезистивного типа) начинается с 0 Гц, его динамический диапазон должен быть достаточным, чтобы включать в себя как переменный сигнал виброускорения, так и постоянную гравитационную составляющую.
6.1.2.3 Условия окружающей среды
Следует принимать во внимание чувствительность коэффициента преобразования акселерометра к температуре, влажности и другим факторам окружающей среды (см. ГОСТ ИСО 8041).
6.1.3 Место установки и способы крепления акселерометров
6.1.3.1 Общие положения
Акселерометры устанавливают таким образом, чтобы измерять вибрацию в точке контакта тела человека с вибрирующей поверхностью.
Если в одной точке измерений располагают несколько акселерометров для измерения вибрации в разных направлениях, эти акселерометры должны быть установлены как можно ближе друг к другу.
Вибрацию измеряют на поверхности сиденья для сидящего человека и на полу для стоящего и, при необходимости, сидящего человека.
Примечания
1 При установке на самодвижущихся машинах измерительное оборудование следует жестко фиксировать с помощью болтов, хомутов, двусторонних клеящих лент и т.д. Аппаратура некоторых видов, таких как записывающие устройства, должна быть защищена от воздействия ударов или переходных процессов. Для этого могут быть использованы различные виды подвески; обычно достаточной мерой является помещение листа пенопласта между изолируемым оборудованием и вибрирующей поверхностью.
2 Если машина работает на наклонной поверхности, ось чувствительности акселерометра следует направлять по оси тела человека (а не в вертикальном или горизонтальном направлении). Для устранения постоянной составляющей сигнала рекомендуется использование пьезоакселерометров или соответствующих фильтров.
6.1.3.2 Измерения на поверхности сиденья
Вибрацию измеряют на поверхности сиденья. В случае нежесткой или упругой поверхности акселерометр устанавливают с помощью полужесткого диска по ГОСТ ИСО 10326-1.
Примечание - Обычно массы оператора достаточно для фиксации диска на поверхности сиденья в целях измерения вибрации в заданном диапазоне частот. Тем не менее, для большей надежности диск может быть закреплен с помощью вспомогательных средств (например, клеящей ленты).
6.1.3.3 Измерения на поверхности опоры для ног
Вибрацию измеряют на поверхности, которая наиболее часто служит опорой для стоящего и, при необходимости, сидящего человека. Акселерометры, используемые для измерений в области ног, должны быть жестко установлены на поверхности опоры.
Точка измерения вибрации должна быть расположена как можно ближе к области контакта ног с опорной поверхностью (для стоящего человека - обычно в пределах окружности радиусом 100 мм, центр которой совпадает с центром области контакта, для сидящего человека - вплотную к середине ступни).
Если рабочая платформа покрыта упругим материалом, акселерометр может быть установлен в центре жесткой металлической пластины (размерами приблизительно 300400 мм для стоящего человека и 100400 мм для каждой ноги сидящего человека), на которую встает или опирается работник. Установочный резонанс акселерометра должен не менее чем в пять раз превышать верхнюю границу диапазона частот измерений (см. ГОСТ ИСО 5348).
Крепление акселерометра к поверхности опоры осуществляют разными способами, например с помощью мощного магнита (сила притяжения должна быть не менее 1 кН), клея, тонкой двусторонней клеящей ленты и т.д. Допускается использовать устройство для быстрой установки акселерометра в форме металлического диска с острыми выступами для фиксации на поверхности опоры (см. рисунок 1), внутри которого акселерометр может быть жестко установлен, например с помощью резьбовой шпильки.
Рисунок 1 - Устройство для быстрой установки акселерометра
 | |
| 579 × 379 пикс. Открыть в новом окне | |
6.1.4 Частотная коррекция
Требования к функции частотной коррекции установлены ГОСТ ИСО 8041, ГОСТ 31191.1 и - для вибрации, воздействующей на ступни ног сидящего человека, - ГОСТ 31192.1.
Получение корректированного сигнала может быть реализовано:
- аналоговой или цифровой фильтрацией временного сигнала;
- использованием весовых коэффициентов после измерения вибрации в третьоктавных или узких полосах частот.
При использовании цифровых методов анализа - таких как цифровая фильтрация сигнала, быстрое преобразование Фурье (БПФ) - важно, чтобы выбранные параметры обработки сигнала позволяли получить точные результаты во всем диапазоне частот измерений. Такой анализ должен обеспечить хорошее разрешение на низких частотах, а частота выборки должна быть достаточно большой для получения точных результатов на высоких частотах.
В большинстве случаев при осуществлении БПФ рекомендуется предварительное применение временного окна Хана (хэннинг).
Установлено, что вибрация ниже 1 Гц и мала, и несущественна с точки зрения ее воздействия на здоровье человека, поэтому полосовой фильтр, являющийся составной частью функции частотной коррекции, может ограничить измерения диапазоном от 1 до 80 Гц*. Для вибрации, воздействующей на ноги сидящего человека, диапазон частот измерений - от 6,3 до 1250 Гц.
* Здесь и далее диапазон частот определен через среднегеометрические частоты крайних третьоктавных полос, его покрывающих.
6.1.5 Использование устройств записи данных
Устройства записи данных могут быть аналогового или цифрового типа. Они должны обеспечивать достаточный динамический диапазон записи, чтобы без искажений сохранить сигнал вибрации во всем диапазоне частот измерений.
Примечания
1 Динамический диапазон аналоговых устройств записи, как правило, составляет от 40 до 50 дБ. Для цифровых устройств эта характеристика выше (например, 90 дБ), но и в этом случае динамический диапазон следует использовать оптимальным образом.
2 Некоторые аналоговые и некоторые цифровые устройства записи используют метод сжатия данных, чтобы минимизировать занимаемое ими пространство; этого следует избегать, по крайней мере до тех пор, пока не будет показано, что сжатие данных не приводит к потере информации о сигнале.
Система измерений, включающая в себя устройство записи данных, должна удовлетворять требованиям ГОСТ ИСО 8041.
6.1.6 Диапазон измерений
Некоторые измерительные системы позволяют пользователю выбирать диапазон измерений амплитуды сигнала. Такая настройка определяет реальный диапазон измерений системы. Если измерительное оборудование предусматривает возможность выбора диапазона входных сигналов, такой выбор рекомендуется осуществить путем проведения пробных измерений. Наилучшее соотношение сигнал/шум будет получено в том случае, если верхняя граница диапазона измерений будет максимально низкой, но в то же время обеспечивающей прием сигнала без появления перегрузок по входному тракту.
6.1.7 Время усреднения
Уровень сигнала вибрации должен быть усреднен по периоду нормального использования машины. Время интегрирования должно включать в себя по крайней мере один рабочий цикл машины. Если длительность рабочего цикла невелика, следует объединить несколько циклов для получения, по возможности, общего времени интегрирования не менее 15 мин. В любом случае время интегрирования не должно быть менее 3 мин.
Для получения среднеквадратичного значения на периоде одной или нескольких операций или рабочих циклов должна быть использована процедура линейного усреднения. Измерительная аппаратура, реализующая лишь процедуру экспоненциального усреднения, может быть использована только в случае, если сигнал вибрации является практически стационарным.
6.2 Проверка состояния измерительной цепи
Характеристики измерительной цепи следует регулярно подтверждать, чтобы убедиться в их соответствии требованиям ГОСТ ИСО 8041. Рекомендуется делать это не реже одного раза в год или раз в два года.
Датчики следует поверять одним из методов, установленных ГОСТ ИСО 5347-0.
Примечание - Помимо периодических поверок рекомендуется проверять измерительную систему каждый раз, когда какой-либо ответственный элемент системы подвергся грубому обращению.
6.3 Источники ошибок при измерении вибрации