JJF 2045-2023 机动车发动机转速测量仪校准装置校准规范.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F2 0 4 52 0 2 3机动车发动机转速测量仪校准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rC a l i b r a t o r so fM o t o rV e h i c l eE n g i n eS p e e dM e a s u r i n gI n s t r u m e n t s 2 0 2 3-0 6-3 0发布2 0 2 3-1 2-3 0实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布学兔兔 标准下载机动车发动机转速测量仪校准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rC a l i b r a t o r so fM o t o rV e h i c l eE n g i n eS p e e dM e a s u r i n gI n s t r u m e n t sJ J F2 0 4 52 0 2 3 归 口 单 位:全国法制计量管理计量技术委员会机动车检验检测分技术委员会 主要起草单位:山东省计量科学研究院甘肃省计量研究院 参加起草单位:吉林省计量科学研究院浙江省计量科学研究院河北正岭科技有限公司 本规范委托全国法制计量管理计量技术委员会机动车检验检测分技术委员会负责解释J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载本规范主要起草人:马 晓(山东省计量科学研究院)孙 勇(山东省计量科学研究院)高德成(甘肃省计量研究院)参加起草人:王 兰(吉林省计量科学研究院)赵存彬(浙江省计量科学研究院)刘 伟(山东省计量科学研究院)张建锋(河北正岭科技有限公司)J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)4 概述(2)5 计量特性(2)5.1 测量范围(2)5.2 转速示值误差(2)5.3 转速示值稳定性(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 测量范围及转速示值误差(3)7.2 转速示值稳定性(5)8 校准结果的表达(5)9 复校时间间隔(5)附录A 信号频率与发动机转速参考对应关系(6)附录B 校准证书内容(7)附录C 机动车发动机转速测量仪校准装置校准记录格式(8)附录D 转速仪校准装置转速示值误差测量结果不确定度评定示例(9)J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载引 言本规范以J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示为基础性系列规范进行制定。本规范主要参考了J J G6 0 22 0 1 4 低频信号发生器、J J G2 9 82 0 1 5 标准振动台、J J G2 7 72 0 1 7 标准声源,并部分参考了J J F1 3 7 5 机动车发动机转速测量仪校准规范的技术要求编制而成。本规范为首次发布。J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载机动车发动机转速测量仪校准装置校准规范1 范围本规范适用于能够模拟发动机转速相关信号的机动车发动机转速测量仪校准装置(以下简称转速仪校准装置)的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G2 7 7 标准声源J J G2 9 8 标准振动台J J G6 0 2 低频信号发生器J J F1 3 7 5 机动车发动机转速测量仪校准规范凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语J J F1 3 7 5界定的及以下术语适用于本规范。3.1 转速仪校准装置点火信号 i g n i t i o ns i g n a lo fc a l i b r a t i o r s f o rm o t o rv e h i c l ee n g i n es p e e dm e a s u r i n g i n s t r u m e n t s转速仪校准装置产生的信号,该信号用于模拟汽车点烟器或蓄电池中与发动机点火信号相关的电压脉动信号。3.2 转速仪校准装置充电信号 c h a r g i n gs i g n a lo f c a l i b r a t i o r s f o rm o t o rv e h i c l ee n g i n es p e e dm e a s u r i n g i n s t r u m e n t s转速仪校准装置产生的信号,该信号用于模拟汽车点烟器或蓄电池中与车载发电机对蓄电池充电相关的电压脉动信号。3.3 转 速 仪 校 准 装 置 高 压 点 火 脉 冲 信 号 h i g hv o l t a g ei g n i t i o np u l s es i g n a lo fc a l i b r a t i o r s f o rm o t o rv e h i c l ee n g i n es p e e dm e a s u r i n g i n s t r u m e n t s转速仪校准装置产生的信号,该信号用于模拟点燃式发动机点火线圈的高压点火脉冲信号。3.4 转速仪校准装置振动冲击信号 v i b r a t i o ns h o c ks i g n a l o f c a l i b r a t i o r s f o rm o t o rv e-h i c l ee n g i n es p e e dm e a s u r i n g i n s t r u m e n t s转速仪校准装置产生的信号,通常包括高压喷油振动信号、发动机缸体振动信号及发动机缸体冲击信号。高压喷油振动信号指转速仪校准装置喷油管模拟端口发出的振动信号,模拟压燃式发动机高压喷油时的振动;发动机缸体振动信号指转速仪校准装置驱动振动台发出的振动信号,模拟发动机的振动;发动机缸体冲击信号指转速仪校准装置1J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载驱动振动台发出的冲击信号,模拟发动机缸体在点火时受到的冲击。3.5 转速仪校准装置声信号 a u d i os i g n a l o f c a l i b r a t i o r s f o rm o t o r v e h i c l ee n g i n e s p e e dm e a s u r i n g i n s t r u m e n t s转速仪校准装置产生的信号,该信号用于模拟发动机点火振动发出的声信号。4 概述转速仪校准装置是用来校准发动机转速测量仪的专用计量仪器。针对不同测量原理的发动机转速测量仪,转速仪校准装置一般安装有蓄电池正负极模拟端口、点烟器模拟端口、点火高压线圈模拟线,喷油管模拟端口,并配有振动台或振动发生器。转速仪校准装置可以产生与发动机转速相关的模拟信号,包括转速仪校准装置点火信号(简称点火信号)、转速仪校准装置充电信号(简称充电信号)、转速仪校准装置高压点火脉冲信号(简称高压点火脉冲信号)、转速仪校准装置高压喷油振动信号(简称高压喷油振动信号)、转速仪校准装置发动机缸体振动冲击信号(简称发动机缸体振动冲击信号)以及伴随发出的转速仪校准装置声信号(简称声信号)。5 计量特性5.1 测量范围转速测量范围(5 0 060 0 0)r/m i n。5.2 转速示值误差5.2.1 点火信号转速示值误差不超过0.2%。5.2.2 充电信号转速示值误差不超过0.2%。5.2.3 高压点火脉冲信号转速示值误差不超过0.2%。5.2.4 振动冲击信号转速示值误差不超过0.2%。5.2.5 声信号转速示值误差不超过0.2%。5.3 转速示值稳定性转速示值稳定性不大于0.2%。注:以上指标不是用于合格性判断,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 温度:(2 35)。6.1.2 相对湿度:不大于8 5%。6.1.3 电源:额定电压(2 2 02 2)V、频率(5 01)H z。6.1.4 周围的污染、振动、电磁干扰对校准结果无影响。6.2 测量标准及其他设备测量标准及其他设备技术指标见表1。2J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载表1 测量标准及其他设备技术指标序号设备名称主要技术指标1频率计测量范围(0.1H z 1MH z)频率示值误差不超过0.0 1%2动态信号分析仪频率示值误差不超过0.0 1 5%3加速度计套组工作频率上限不低于4 0 0H z灵敏度幅值扩展不确定度2%(k=2)4工作标准传声器(含前置放大器)工作标准传声器扩展不确定度优于0.3d B(k=2)前置放大器频率响应不超过0.1d B5数字示波器测量范围(0.1H z 1MH z)时间测量示值误差不超过0.2%6秒表分辨力不大于0.1s7 校准项目和校准方法7.1 测量范围及转速示值误差根据转速仪校准装置工作原理选择对应的测量标准,对转速仪校准装置测量范围及转速示值误差进行校准,如图1所示。图1 校准原理示意图7.1.1 点火信号7.1.1.1 转速仪校准装置通常采用蓄电池正负极模拟端口或点烟器模拟端口输出点火信号,可以选择其中一个端口对点火信号进行校准。将点火信号输出端与数字示波器、频率计或动态信号分析仪按要求连接,将转速仪校准装置设置为点火信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。其他参数设置下的校准可以依据被校仪器实际情况进行。7.1.1.2 在转速仪校准装置(5 0 060 0 0)r/m i n测量范围内均匀选取校准点,一般不少于8个点,且包括5 0 0r/m i n、60 0 0r/m i n两个校准点。按照表A.1信号频率与发动机转速参考对应关系,计算得到各校准点对应的输出信号频率值。开始测试并依次记3J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载录转速仪校准装置校准点转速值、频率换算值与频率实测值,按公式(1)计算各校准点频率示值误差作为转速示值误差。i=fmi-fifi1 0 0%(1)式中:i 第i校准点(i=1,2,n)转速示值误差;fmi 第i校准点转速仪校准装置模拟信号频率换算值,H z;fi 第i校准点频率实测值,H z。使用数字示波器观察转速仪校准装置的输出信号,并对频率计进行相应的设置。当使用频率计无法对信号频率进行测量时,使用动态信号分析仪对信号频率进行测量。7.1.2 充电信号转速仪校准装置通常采用蓄电池正负极模拟端口或点烟器模拟端口输出充电信号,可以选择其中一个端口对充电信号进行校准。将转速仪校准装置的充电信号输出端与数字示波器、频率计或动态信号分析仪按要求连接,将转速仪校准装置设置为充电信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。校准点的选择和校准方法同7.1.1.2。7.1.3 高压点火脉冲信号将数字示波器、频率计或动态信号分析仪的采集前端靠近转速仪校准装置高压点火脉冲信号输出端,按要求连接数字示波器、频率计或动态信号分析仪,将转速仪校准装置设置为高压点火脉冲信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。校准点的选择和校准方法同7.1.1.2。7.1.4 振动冲击信号7.1.4.1 高压喷油振动信号将加速度计安装在喷油管模拟端口上,加速度计套组与数字示波器、频率计或动态信号分析仪按要求连接,将转速仪校准装置设置为高压喷油振动信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。校准点的选择和校准方法同7.1.1.2。7.1.4.2 发动机缸体振动信号将加速度计安装在振动台中心位置,加速度计套组与数字示波器、频率计或动态信号分析仪按要求连接,将转速仪校准装置设置为振动信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。校准点的选择和校准方法同7.1.1.2。7.1.4.3 发动机缸体冲击信号将加速度计安装在振动台中心位置,加速度计套组与数字示波器、频率计或动态信号分析仪按要求连接,将转速仪校准装置设置为冲击信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。4J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载校准点的选择和校准方法同7.1.1.2。7.1.5 声信号将工作标准传声器(含前置放大器)与动态信号分析仪按要求连接,将转速仪校准装置设置为振动信号或冲击信号输出,根据需要打开音效,测量时应使声信号在参考方向入射到工作标准传声器上。对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,优先选择四缸四冲程设置进行校准。校准点的选择和校准方法同7.1.1.2。7.2 转速示值稳定性在转速示值误差校准的同时,选择接近测量下限的一个校准点进行转速示值稳定性的校准。当转速仪校准装置输出信号稳定后开始记录频率实测值,之后每隔1m i n测量一次,共测量四次。按公式(2)计算转速示值稳定性。S=fm a x-fm i nf1 0 0%(2)式中:S 转速示值稳定性;fm a x,fm i n 四次测量值中的最大值、最小值,H z;f 四次测量值的平均值,H z。8 校准结果的表达转速仪校准装置经校准后出具校准证书,校准证书应包括的信息见附录B。9 复校时间间隔转速仪校准装置复校时间间隔建议为1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定的,因此送校单位可根据实际情况自主决定复校时间间隔。5J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载附录A信号频率与发动机转速参考对应关系 转速仪校准装置模拟产生与发动机转速相关的信号,包括点火信号、充电信号、高压点火脉冲信号,高压喷油振动信号、发动机缸体振动、冲击信号以及伴随发出的声信号。在发动机实际运行过程中,真实产生的这些信号与发动机转速存在一定的对应关系。转速仪校准装置通常将此对应关系确定并固化到设备当中,以四缸四冲程发动机设置为例,列入表A.1。其中N为发动机转速设定值,单位r/m i n;f为频率换算值,通过下标区分不同信号类型,单位H z。表A.1 信号频率与发动机转速参考对应关系信号类型信号频率与转速对应关系点火信号fd=N3 0充电信号fc=Nk 式中:k为充电信号频率与转速比值,由转速仪校准装置生产厂家提供高压点火脉冲信号单一点火线圈点火信号fd d=N1 2 0四缸点火线圈点火信号fz d=N3 0高压喷油振动信号fp=N1 2 0缸体振动、冲击信号总缸体振动信号fz z=N3 0单一缸体冲击信号fd c=N1 2 0缸体振动声信号总缸体振动声信号fz s=N3 0单一缸体冲击声信号fd s=N1 2 06J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载附录B校 准 证 书 内 容 校准证书的内容应排列有序,格式清晰,至少应包括以下内容:1.标题:校准证书;2.实验室名称和地址;3.进行校准的地点;4.证书或报告编号、页码及总页数;5.送校单位的名称和地址;6.被校准装置器名称、型号规格、编号及制造厂商;7.校准所使用的计量标准器名称、溯源性及有效性说明;8.本规范的名称及编号和对本规范的任何偏离、增加或减少的说明;9.校准时的环境情况;1 0.校准项目的校准结果及校准条件;1 1.校准结果的测量不确定度;1 2.校准人签名,核验人签名,批准人签名;1 3.校准证书签发日期;1 4.复校时间间隔的建议;1 5.未经校准实验室书面批准,不得部分复制校准证书。7J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载附录C机动车发动机转速测量仪校准装置校准记录格式送校单位信息送校单位联系地址被校仪器信息仪器名称型号规格制造厂商出厂编号标准器信息标准器名称编号准确度(或示值误差)证书编号有效期校准信息校准地点校准员核验员校准日期温度湿度校 准 记 录信号类型转速频率换算值频率实测值示值误差不确定度信号类型转速频率实测值1234平均值示值稳定性 注:本校准记录允许根据校准单位技术管理要求,做适当修改。8J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载附录D转速仪校准装置转速示值误差测量结果不确定度评定示例D.1 点火模式将转速仪校准装置的点火信号输出端与数字示波器、频率计按要求连接,将转速仪校准装置设置为点火信号输出。对可以设置发动机缸数和冲程数的校准装置,选择四缸四冲程设置。选择转速校准点,计算得到对应的点火信号频率换算值。当转速仪校准装置转速示值稳定后,读取频率计示值,计算转速仪校准装置转速示值误差。D.1.1 测量模型D.1.1.1 测量模型为:i=fmi-fifi1 0 0%式中:i 第i校准点(i=1,2,n)转速示值误差;fmi 第i校准点转速仪校准装置模拟信号频率换算值,H z;fi 第i校准点频率实测值,H z。D.1.1.2 合成标准不确定度由于输入量fmi、fi两者的不确定度互不相关,由不确定度传播律得到合成标准不确定度公式:u2c(i)=c2(fmi)u2(fmi)+c2(fi)u2(fi)式中:u(fmi)转速测量仪校准装置引入的标准不确定度;u(fi)频率计引入的标准不确定度。D.1.1.3 灵敏系数c(fmi)=(i)/(fmi)=1/fic(fi)=(i)/(fi)=-fmi/f2iD.1.2 不确定度分量的评定D.1.2.1 转速仪校准装置引入的不确定度分量转速仪校准装置的不确定度分量u(fmi)由测量重复性引入。可以经过连续测量得到测量列,采用A类方法评定。以30 0 0 r/m i n校准点为例,当转速仪校准装置输出稳定在3 0 0 0 r/m i n后,等精度 重 复 测 量1 0次,测 得 数 据:1 0 0.0 0 30 H z、1 0 0.0 0 29H z、1 0 0.0 0 33 H z、1 0 0.0 0 32H z、1 0 0.0 0 34H z、1 0 0.0 0 35H z、1 0 0.0 0 35H z、1 0 0.0 0 30H z、1 0 0.0 0 32H z、1 0 0.0 0 31H z,平均值为1 0 0.0 0 32H z。按贝塞尔公式计算得到单次实验标准差:s(fmi)=0.0 0 02H z实际测量时以单次结果作为测量值,其引入的不确定度分量为:u(fmi)=s(fmi)=0.0 0 02H z9J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载D.1.2.2 频率计引入的不确定度分量频率计示值最大允许误差不超过0.0 1%,按均匀分布考虑,则示值误差引入的不确定度分量可表示为:u(fi)=1 0 0.0 0 320.0 1%3H z 0.0 0 58H zD.1.3 不确定度分量一览表表D.1 不确定度分量一览表序号不确定度来源符号数值灵敏系数ciciu(xi)1测量结果重复性u(fmi)0.0 0 02H z1/fi21 0-62频率计频率示值误差u(fi)0.0 0 58H z-fmi/f2i5.81 0-5D.1.4 合成标准不确定度uc()=(21 0-6)2+(5.81 0-5)25.81 0-5D.1.5 扩展不确定度取包含因子k=2,U=kuc()=25.81 0-51.21 0-4D.2 振动模式将加速度计安装在振动台中心位置,将加速度计套组与数字示波器、动态信号分析仪按要求连接。将转速仪校准装置设置为振动信号输出,对可以设置发动机缸数和冲程数的转速仪校准装置,选择四缸四冲程设置。选择转速校准点,计算得到对应的振动频率换算值。当转速仪校准装置转速示值稳定后,读取动态信号分析仪频率示值,计算转速仪校准装置转速示值误差。D.2.1 测量模型D.2.1.1 测量模型为:i=fmi-fifi1 0 0%式中:i 第i校准点(i=1,2,n),转速示值误差;fmi 第i校准点,转速仪校准装置模拟信号频率换算值,H z;fi 第i校准点频率实测值,H z。D.2.1.2 合成标准不确定度由于输入量fmi、fi两者的不确定度不相关,由不确定度传播律得到合成标准不确定度公式:u2c(i)=c2(fmi)u2(fmi)+c2(fi)u2(fi)式中:u(fmi)转速测量仪校准装置引入的标准不确定度;u(fi)动态信号分析仪引入的标准不确定度。01J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载D.2.1.3 灵敏系数c(fmi)=(i)/(fmi)=1/fic(fi)=(i)/(fi)=-fmi/f2iD.2.2 不确定度分量的评定D.2.2.1 转速仪校准装置引入的不确定度分量转速仪校准装置的不确定度分量u(fmi)由测量重复性引入。可以经过连续测量得到测量列,采用A类方法评定。以3 0 0 0 r/m i n校准点为例,当转速仪校准装置输出稳定在30 0 0 r/m i n后,等精度重复测量1 0次,测得数据:1 0 0.0 2H z、1 0 0.0 3H z、1 0 0.0 2H z、1 0 0.0 2H z、1 0 0.0 3H z、1 0 0.0 2H z、1 0 0.0 2H z、1 0 0.0 3H z、1 0 0.0 2H z、1 0 0.0 2H z,平均值为1 0 0.0 2H z。按贝塞尔公式计算得到单次实验标准差:s(fmi)=0.0 0 5H z实际测量时以单次结果作为测量值,其引入的不确定度分量为:u(fmi)=s(fmi)=0.0 0 5H zD.2.2.2 动态信号分析仪引入的不确定度分量动态信号分析仪示值最大允许误差不超过0.0 1 5%,按均匀分布考虑,则示值误差引入的不确定度分量可表示为u(fi)=1 0 0.0 20.0 1 5%3H z 0.0 0 9H zD.2.3 不确定度分量一览表表D.2 不确定度分量一览表序号不确定度来源符号数值灵敏系数ciciu(xi)1测量结果重复性u(fmi)0.0 0 5H z1/fi51 0-52动态信号分析仪频率示值误差u(fi)0.0 0 9H z-fmi/f2i91 0-5D.2.4 合成标准不确定度uc()=(51 0-5)2+(91 0-5)211 0-4D.2.5 扩展不确定度取包含因子k=2,U=kuc()=211 0-4=21 0-411J J F2 0 4 52 0 2 3学兔兔 标准下载