ISO 16063-41 Calibration of laser vibrometers

ISO 16063-41 adalah Standar Internasional mengenai metode kalibrasi getaran dan transduser kejut, khususnya tentang Calibration of laser vibrometers.

Standar versi terbaru yang masih berlaku adalah terbitan tahun 2011 dengan judul berikut :

  • ISO 16063-41:2011 Methods for the calibration of vibration and shock transducers — Part 41: Calibration of laser vibrometers

Peninjauan dan konfirmasi dari standar ini terakhir dilakukan pada tahun 2021, oleh karena itu versi ini masih dinyatakan tetap berlaku hingga saat ini.

Standar ISO 16063-41:2011

ISO 16063-41:2011 menentukan instrumentasi dan prosedur untuk melakukan kalibrasi primer dan sekunder vibrometer laser bujursangkar dalam rentang frekuensi biasanya antara 0,4 Hz dan 50 kHz.

Ini menentukan kalibrasi standar vibrometer laser yang ditujukan untuk kalibrasi vibrometer laser atau transduser getaran mekanis di laboratorium kalibrasi terakreditasi atau tidak terakreditasi, serta kalibrasi vibrometer laser dengan standar vibrometer laser atau perbandingan dengan transduser referensi yang dikalibrasi dengan interferometri laser.

Spesifikasi instrumentasi memuat persyaratan standar vibrometer laser.

Vibrometer laser bujursangkar dapat dikalibrasi sesuai dengan ISO 16063-41:2011 jika vibrometer ini dirancang sebagai transduser optik laser dengan, atau tanpa, instrumen penunjuk untuk merasakan kuantitas gerakan perpindahan atau kecepatan, dan mengubahnya menjadi proporsional (yaitu waktu). -tergantung) sinyal output listrik.

Sinyal keluaran ini biasanya digital untuk standar vibrometer laser dan biasanya analog untuk vibrometer laser.

Sinyal keluaran atau pembacaan vibrometer laser dapat berupa amplitudo dan, sebagai tambahan, kadang-kadang pergeseran fasa dari besaran gerak (termasuk percepatan).

Dalam ISO 16063-41:2011 kalibrasi modulus ditentukan secara eksplisit.

Penerbitan Standar ISO 16063-41:2011

Standar ini diterbitkan dan dipublikasikan pada Agustus 2011, berupa dokumen edisi 1 dengan jumlah halaman sebanyak 45 lembar.

Disusun oleh :

  • Technical Committee ISO/TC 108 Mechanical vibration, shock and condition monitoring, atau : Komite Teknis ISO/TC 108 Pemantauan getaran, guncangan, dan kondisi mekanis.

ICS :

  • 17.160 Vibrations, shock and vibration measurements, atau : 17.160 Getaran, kejutan dan pengukuran getaran

Standar ini berkontribusi pada Tujuan Pembangunan Berkelanjutan atau Sustainable Development Goal berikut:

  • Pendidikan berkualitas
  • Industri, inovasi dan infrastruktur

Sebagaimana standar ISO lainnya, ISO 16063-41:2011 ini juga ditinjau setiap 5 tahun dan peninjauan sudah mencapai tahap 90.93 (dikonfirmasi).

Isi Standar ISO 16063-41:2011

Berikut adalah kutipan isi Standar ISO 16063-41:2011 yang diambil dari Online Browsing Platform (OBP) dari situs resmi iso.org.

Yang ditambah dengan berbagai keterangan dan informasi untuk mempermudah pemahaman pembaca.

Hanya bagian standar yang informatif yang tersedia untuk umum, OBP hanya menampilkan hingga klausa 2 saja.

Oleh karena itu, untuk melihat konten lengkap dari standar ini, maka pembaca harus membeli standar dari ISO ini secara resmi.

Daftar Isi Standar ISO 16063-41:2011

  • Foreword
  • 1 Scope
  • 2 Normative references
  • 3 Classification of laser vibrometers and principles of test methods
  • 3.1 Classification of laser vibrometers
  • 3.2 Principles of test methods
  • 4 Uncertainty of measurement
  • 5 Requirements for apparatus and other conditions
  • 5.1 General
  • 5.2 Environmental conditions
  • 5.3 Vibration generation equipment
  • 5.4 Seismic block(s) for vibration exciter and laser interferometer
  • 5.5 Interferometer system
  • 5.6 Instrumentation for interferometer signal processing
  • 5.7 Applicability of laser vibrometer standards (LVSs)
  • 5.8 Voltage measuring instrumentation
  • 5.9 Distortion measuring instrumentation
  • 5.10 Oscilloscope
  • 5.11 Reference transducer
  • 5.12 Other requirements
  • 6 Preferred amplitudes and frequencies
  • 7 Common procedure for primary calibration (methods 1, 2 and 3)
  • 8 Method using fringe counting (method 1)
  • 8.1 General
  • 8.2 Specific procedure for method 1
  • 8.3 Expression of results for method 1
  • 9 Method using minimum-point detection (method 2)
  • 9.1 General
  • 9.2 Specific procedure for method 2
  • 9.3 Expression of results for method 2
  • 10 Methods using sine approximation: method 3 (homodyne version) and method 3 (heterodyne version)
  • 10.1 General
  • 10.2 Specific procedure for method 3
  • 10.3 Data processing
  • 11 Method using comparison to a reference transducer (method 4)
  • 11.1 Specific procedure for method 4
  • 11.2 Expression of results for method 4
  • 12 Report of calibration results
  • Annex A Uncertainty components in the primary calibration by laser interferometry of vibration and shock transducers
  • A.1 Calculation of Urel(y) for method 1
  • A.2 Calculation of Urel(y) for method 2
  • A.3 Calculation of Urel(y) for method 3
  • A.4 Calculation of Urel(y) for method 4
  • Annex B Three versions of method 3 based on laser Doppler velocimetry
  • B.1 Sine-approximation method using quadrature signals
  • B.2 Sine-approximation method using time-interval measurement
  • Annex C Example of calculation of measurement uncertainty in calibration of a laser vibrometer
  • Annex D Phase shift calibration of laser vibrometers
  • D.1 General
  • D.2 Procedure
  • D.3 Data processing
  • Bibliography

Kata pengantar

Sebagaimana tercantum dalam “Klausa 0 Foreword”, bahwa :

ISO (Organisasi Internasional untuk Standardisasi) adalah federasi dunia dari badan standar nasional (badan anggota ISO).

Pekerjaan menyiapkan Standar Internasional biasanya dilakukan melalui komite teknis ISO.

Setiap badan anggota yang tertarik pada subjek yang komite teknisnya telah dibentuk memiliki hak untuk diwakili dalam komite itu.

Organisasi internasional, pemerintah dan non-pemerintah, yang berhubungan dengan ISO, juga ambil bagian dalam pekerjaan tersebut.

ISO bekerja sama erat dengan International Electrotechnical Commission (IEC) dalam semua hal standardisasi elektroteknik.

Standar Internasional dirancang sesuai dengan peraturan yang diberikan dalam Arahan ISO/IEC, Bagian 2.

Tugas utama panitia teknis adalah menyiapkan Standar Internasional. Rancangan Standar Internasional yang diadopsi oleh komite teknis diedarkan ke badan anggota untuk pemungutan suara.

Publikasi sebagai Standar Internasional membutuhkan persetujuan setidaknya 75% dari badan anggota yang memberikan suara.

Perhatian tertuju pada kemungkinan bahwa beberapa elemen dari dokumen ini dapat menjadi subjek dari hak paten.

ISO tidak bertanggung jawab untuk mengidentifikasi salah satu atau semua hak paten tersebut.

Penyusunan

ISO 16063-41 disiapkan oleh :

  • Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee SC 3, Use and calibration of vibration and shock measuring instruments,
  • atau : Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subkomite SC 3, Penggunaan dan kalibrasi instrumen pengukur getaran dan kejut.

ISO 16063 terdiri dari bagian-bagian berikut, dengan judul umum “Methods for the calibration of vibration and shock transducers (Metode untuk kalibrasi transduser getaran dan kejut)” :

  • — Part 1: Basic concepts
  • — Part 11: Primary vibration calibration by laser interferometry
  • — Part 12: Primary vibration calibration by the reciprocity method
  • — Part 13: Primary shock calibration using laser interferometry
  • — Part 15: Primary angular vibration calibration by laser interferometry
  • — Part 21: Vibration calibration by comparison to a reference transducer
  • — Part 22: Shock calibration by comparison to a reference transducer
  • — Part 31: Testing of transverse vibration sensitivity
  • — Part 41: Calibration of laser vibrometers

Bagian-bagian berikut sedang dalam persiapan:

  • — Part 16: Calibration by Earth’s gravitation

ISO 16063-41:2011 Klausa 1-2

1 Scope : Lingkup

Bagian ISO 16063 ini menentukan instrumentasi dan prosedur untuk melakukan kalibrasi primer dan sekunder vibrometer laser bujursangkar dalam rentang frekuensi biasanya antara 0,4 Hz dan 50 kHz.

Ini menentukan kalibrasi standar vibrometer laser yang ditujukan untuk kalibrasi vibrometer laser atau transduser getaran mekanis di laboratorium kalibrasi terakreditasi atau tidak terakreditasi, serta kalibrasi vibrometer laser dengan standar vibrometer laser atau perbandingan dengan transduser referensi yang dikalibrasi dengan interferometri laser.

Spesifikasi instrumentasi memuat persyaratan standar vibrometer laser.

Vibrometer laser bujursangkar dapat dikalibrasi sesuai dengan bagian ISO 16063 ini jika vibrometer ini dirancang sebagai transduser optik laser dengan, atau tanpa, instrumen penunjuk untuk merasakan kuantitas gerakan perpindahan atau kecepatan, dan mengubahnya menjadi proporsional (yaitu waktu- tergantung) sinyal output listrik.

Sinyal keluaran ini biasanya digital untuk standar vibrometer laser dan biasanya analog untuk vibrometer laser.

Sinyal keluaran atau pembacaan vibrometer laser dapat berupa amplitudo dan, sebagai tambahan, kadang-kadang pergeseran fasa dari besaran gerak (termasuk percepatan).

Di bagian ISO 16063 ini, kalibrasi modulus sensitivitas kompleks ditentukan secara eksplisit (kalibrasi fase disediakan dalam Lampiran D).

Catatan :

  • Tersedia vibrometer laser untuk mengukur getaran yang memiliki frekuensi dalam kisaran megahertz dan gigahertz.
  • Sampai saat ini, pembangkit getaran tidak tersedia untuk menghasilkan frekuensi setinggi itu.
  • Kalibrasi vibrometer laser ini dapat diperkirakan dengan kalibrasi listrik dari subsistem pemrosesan sinyalnya menggunakan sinyal Doppler sintetik yang sesuai dengan prasyarat berikut:
    • — the optical subsystem of the laser vibrometer to be calibrated has been proven to comply with defined requirements comparable to those given in 5.5.3;
    • — synthetic Doppler signals are generated as an equivalent substitute for the output of the photodetectors.

Spesifikasi yang lebih rinci dari pendekatan ini (lihat Referensi [25]) berada di luar cakupan bagian ISO 16063 ini.

2 Normative references : Referensi normatif

Dokumen referensi berikut sangat diperlukan untuk penerapan dokumen ini. Untuk referensi bertanggal, hanya edisi yang dikutip yang berlaku.

Untuk referensi yang tidak bertanggal, berlaku edisi terbaru dari dokumen referensi (termasuk amandemen).

  • ISO 266, Acoustics — Preferred frequencies
  • ISO 5348, Mechanical vibration and shock — Mechanical mounting of accelerometers
  • ISO 16063-1:1998, Methods for the calibration of vibration and shock transducers — Part 1: Basic concepts
  • ISO 16063-11:1999, Methods for the calibration of vibration and shock transducers — Part 11: Primary vibration calibration by laser interferometry
  • ISO 16063-21, Methods for the calibration of vibration and shock transducers — Part 21: Vibration calibration by comparison to a reference transducer
  • ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)

Daftar Pustaka atau Bibliography

1-10

  • [1] VON MARTENS, H.-J. Interferometric counting methods for measuring displacements in the range 10−9 m to 1 m. Metrologia 1987, 24, pp. 163-170
  • [2] ROBINSON, D.C., SERBYN, M.R., PAYNE, B.F. A description of NBS Calibration Services in mechanical vibration and shock. Gaithersburg, MD: National Bureau of Standards, 1987. (NBS Technical Note 1232)
  • [3] SCHMIDT, V.A., EDELMAN, S., SMITH, E.R., PIERCE, E.T. Modulated photoelectric measurement of vibration. J. Acoust. Soc. Am. 1962, 34, pp. 455-458
  • [4] CLARK, N.H. An improved method for calibrating reference standard accelerometers. Metrologia 1983, 19, pp. 103-107
  • [5] HEYDEMANN, P.L.M. Determination and correction of quadrature fringe measurement errors in interferometers. Appl. Opt. 1981, 20, pp. 3382-3384
  • [6] LINK, A., GERHARDT, J., VON MARTENS, H.-J. Amplitude and phase calibration of accelerometers in the nanometer range by heterodyne interferometry. In: TOMASINI, E.P., editor, 2nd Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 2868, pp. 37-48 (1996)
  • [7] WABINSKI, W., VON MARTENS, H.-J. Time interval analysis of interferometer signals for measuring amplitude and phase of vibrations. In: TOMASINI, E.P., editor, 2nd Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 2868, pp. 166-177 (1996)
  • [8] SILL, R.D. Accelerometer calibration to 50 kHz with a quadrature laser interferometer. In: Proc. NCSL Worksh. Symp., Session 7B, Atlanta, GA, 1997-07, pp. 767-773
  • [9] TRIBOLET, J.M. A new phase unwrapping algorithm. IEEE Trans. Acoust. Speech Sign. Process. 1977, 25, pp. 170-177
  • [10] VON MARTENS, H.-J. Investigations into the uncertainties of interferometric measurements of linear and circular vibrations. Shock Vib. 1997, 4, pp. 327-340

11-20

  • [11] TÄUBNER, A., VON MARTENS, H.-J. Measurement of angular accelerations, angular velocities and rotation angles by grating interferometry. Measurement 1998, 24, pp. 21-32
  • [12] VON MARTENS, H.-J. Generalization and analysis of the fringe-counting method for interferometric measurement of motion quantities. Measurement 1999, 25, pp. 71-87
  • [13] BAUER, M., RITTER, F., SIEGMUND, G. High-precision laser vibrometers based on digital Doppler-signal processing. In: TOMASINI, E.P., editor, 5th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques, Ancona, Proc. SPIE, Vol. 4827, pp. 50-61 (2002)
  • [14] DRAIN, L.E. The laser Doppler technique. Chichester: Wiley, 1980. 241 p.
  • [15] VON MARTENS, H.-J., TÄUBNER, A., WABINSKI, W., LINK, A., SCHLAAK, H.-J. Traceability of vibration and shock measurements by laser interferometry. Measurement 2000, 28, pp. 3-20
  • [16] VON MARTENS, H.-J. Current state and trends of ensuring traceability for vibration measurements. Metrologia 1999, 36, pp. 357-373
  • [17] VON MARTENS, H.-J., LINK, A., SCHLAAK, H.-J., TÄUBNER, A., WABINSKI, W., GÖBEL, U. Recent advances in vibration and shock measurements and calibrations using laser interferometry. In: TOMASINI, E.P., editor, 6th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 5503, pp. 1-19 (2004)
  • [18] NICKLICH, H., BÜHN, U. Practical experiences in primary vibration calibration using laser vibrometry: Measurement uncertainties in wide-frequency-range applications. In: TOMASINI, E.P., editor, 6th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 5503, pp. 442-445 (2004)
  • [19] VON MARTENS, H.-J. Evaluation of uncertainty in measurements: Problems and tools. Opt. Laser Eng. 2002, 38, pp. 185-206
  • [20] DKD-R 3-1 Blatt 4, Primärkalibrierung von Schwingungsmessgeräten mit sinusförmiger Anregung und interferometrischer Messung der Schwingungsgröße[Guideline R 3-1 Part 4, Primary calibration of vibrometers with interferometric measurement of the oscillatory quantity under sinusoidal excitation]. Deutscher Kalibrierdienst

21-30

  • [21] ISO/IEC 17025:2005, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
  • [22] CLARK, N.H. An interferometric method to measure oscillatory displacements, 2 nm–255 nm. Metrologia 1989, 26, pp. 127-132
  • [23] SILVA PINEDA, G., VON MARTENS, H.-J., ROJAS RAMIREZ, S., RUIS RUEDA, A., MUÑIZ, L. Calibration of laser vibrometers at frequencies up to 100 kHz and higher. In: TOMASINI, E.P., editor, 8th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 7098, pp. 7098K-1-7098K-10 (2008)
  • [24] VON MARTENS, H.-J. Metrology of vibration measurements by laser techniques. In: TOMASINI, E.P., editor, 8th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 7098, pp. 709802-1-709802-24 (2008)
  • [25] OOTA, A., USUDA, T., ISHIGAMI, T., NOZATO, H., HINO, Y. Effect of demodulator unit on laser vibrometer calibration. In: TOMASINI, E.P., editor, 8th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 7098, pp. 70981J1-70981J7 (2008)
  • [26] VON MARTENS, H.-J., Standardization of laser methods and techniques for vibration measurements and calibrations. In: 9th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser and Noncontact Techniques, Ancona, 2010-06-22/25, AIP Conf. Proc., Vol. 1253, pp. 423-445 (2010)
  • [27] XUE, J.-F., HE, T.-X. The application of Bessel function methods on high frequency vibration calibration. In: TOMASINI, E.P., editor, 6th Int. Conf. Vibration Measurements by Laser Techniques: Advances and Applications, Proc. SPIE, Vol. 5503, pp. 423-430 (2004)
  • [28] BIPM. Mutual recognition of national measurement standards and of calibration and measurement certificates issued by national metrology institutes. Available (viewed 2011-02-11) at: http://www.bipm.org/utils/en/pdf/mra_2003.pdf
  • [29] ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring — Vocabulary
  • [30] JCGM 100:2008 (GUM 1995 with minor corrections), Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement

Penutup

Demikian artikel dari standarku.com mengenai Standar ISO 16063-41:2011.

Mohon saran dari pembaca untuk kelengkapan isi artikel ini, silahkan saran tersebut dapat disampaikan melalui kolom komentar.

Baca artikel lain :

Sumber referensi :

Leave a Comment