了解振动测量中的校准
定义:什么是校准?
校准 是将测量仪器或传感器与已知精度更高的参考标准进行比较,并记录仪器输出与真实值之间关系的过程。 振动 测量和校准验证了这一点 加速度计, 速度传感器和分析仪能够精确测量,并在必要时提供校正系数,以补偿与理想性能的偏差。校准确保测量结果可追溯至国家或国际标准,是质量体系(ISO 9001)、法律合规性和可靠状态监测数据的必要条件。.
定期校准至关重要,因为传感器灵敏度会因老化、温度循环、机械冲击或环境暴露等因素而随时间推移而发生漂移。如果没有校准,趋势数据将变得不可靠,故障严重程度评估将不准确,维护决策也将缺乏依据。.
为什么需要校准
测量精度
- 传感器灵敏度会随时间推移而偏离标称值
- 典型漂移量:每年 1-5%,具体取决于使用情况
- 冲击、温度和老化都会影响校准
- 验证确保测量结果准确无误。
可追溯性
- 将测量结果与国家标准(NIST、NPL 等)联系起来的比较链
- 校准证书文件的可追溯性
- ISO 17025认证所需
- 法律和合同要求
质量保证
- ISO 9001 要求使用经过校准的测量设备
- 演示测量过程控制
- 增强数据可信度
- 支持决策
一致性
- 比较不同仪器的测量结果。
- 确保程序中的所有传感器测量结果一致
- 能够对多种工具进行有意义的趋势分析。
校准方法
初级校准(激光干涉测量)
绝对参考方法:
- 将传感器与激光干涉仪进行比较(以纳米级分辨率测量位移)
- 安装在精密振动台上的传感器
- 根据激光位移测量计算加速度/速度
- 最准确的方法(不确定度) < 0.5%)
- 由国家实验室和专业校准机构执行
二次校准(比较)
- 将传感器与校准后的参考传感器进行比较
- 同一振动台上的两个传感器
- 参考传感器最近已通过主要方法进行校准
- 最常用的常规校准方法
- 不确定度通常为 1-3%
背靠背校准
- 将测试传感器直接安装在参考传感器上
- 两者都经历了相同的运动
- 直接比较输出结果
- 简单快捷
- 适用于现场核实
手持式校准器
- 便携式设备,提供已知振动(通常为 1g,159.2 Hz)
- 快速现场检查传感器/系统
- 虽然未完成校准,但验证了功能
- 可用于测量前检查
校准证书
基本信息
- 传感器识别: 型号、序列号
- 校准日期: 执行时
- 敏感性: 测量值(mV/g、pC/g 等)
- 频率响应: 在频率范围内与理想值的偏差
- 不确定: 测量不确定度声明
- 可追溯性: 参考所用标准
- 校准实验室: 认证信息
- 下次到期日: 需要重新校准时
校准间隔
推荐频率
- 关键应用: 6-12个月
- 一般工业: 1-2年
- 不常用: 2-3年
- 余震/损伤: 立即重新校准
- 新型传感器: 验证出厂校准
影响间隔的因素
- 测量的重要性
- 使用频率和严重程度
- 历史漂移率
- 环境条件
- 监管或合同要求
现场验证
校准之间
- 手持式校准器检查(每月一次或关键工作前)
- 与参考传感器进行背靠背比较
- 零点检查(输出无振动)
- 一致性检查(比较传感器之间的读数)
验收标准
- 证书值的±5%范围内:适用于大多数工业工作
- 在±2%范围内:性能良好
- 超出±10%范围:需要重新校准或更换。
- 突发变化:调查原因(损坏、连接问题)
校准记录
文件要求
- 保留校准证书
- 跟踪截止日期
- 记录所有超出容差范围的结果
- 记录纠正措施
- 多次校准过程中传感器漂移的趋势
校准数据库
- 集中式跟踪系统
- 自动提醒进行到期校准
- 历史校准数据
- 仪器状态跟踪
标准和要求
校准标准
- ISO 16063: 振动传感器的校准方法
- ISO 5347: 加速度计校准方法
- ISO/IEC 17025: 校准实验室能力
认证
- 优先考虑获得 ISO 17025 认证的实验室。
- 美国国家标准与技术研究院(NIST)可追溯至美国
- 其他国家的UKAS、DKD、COFRAC
- 认证确保校准质量
最佳实践
校准程序
- 为所有传感器建立校准周期
- 使用经认可的校准实验室
- 维护校准记录
- 跟踪截止日期并确保及时校准
- 校准间隙需进行现场检查。
处理和保养
- 保护传感器免受冲击和滥用
- 不使用时请妥善存放。
- 小心处理电缆
- 记录任何跌落或损坏情况
- 怀疑损坏后重新校准
校准是振动分析测量质量的基础。定期使用可追溯标准进行校准、妥善记录和系统验证,可确保振动测量结果长期保持准确可靠,从而为工业设施的有效状态监测、诊断和维护决策提供必要的测量置信度。.
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