Кабели измерительной системы не должны подвергаться воздействию вибрационных напряжений высокой амплитуды, особенно для систем с большим внутренним сопротивлением, таких как пьезоакселерометр, поскольку подобные деформации приводят к появлению паразитных электрических сигналов. Поэтому кабели должны быть надежно закреплены на вибрирующей поверхности в точке, находящейся поблизости от акселерометра (например, с помощью изоляционной ленты). Для пневматических ручных машин обычно хороший эффект дает фиксация кабеля через равные расстояния вдоль линии подачи сжатого воздуха.

6.2.4 Сдвиг нулевого уровня

Воздействие на пьезоэлектрический датчик высоких ускорений на высоких частотах, например при работе ручной машины ударного действия без системы демпфирования, может вызвать появление сдвига нулевого уровня, искажающего сигнал вибрации таким образом, как будто в нем появилась дополнительная низкочастотная составляющая. Это искажение происходит внутри датчика вследствие механической перегрузки его пьезоэлектрического элемента. Чтобы избежать появления сдвига нулевого уровня, можно использовать механический фильтр (см. приложение С).

Наличие сдвига нулевого уровня в первую очередь наблюдается в низкочастотном диапазоне ниже частоты ударов ручной машины, и его легко обнаружить при частотном анализе вибрационного сигнала по характерному виду спектра в области нижних частот (участку, напоминающему по форме лыжный склон или спектр фликкер-шума с нереалистично большим значением энергии низкочастотной вибрации). Преобразуя среднеквадратичное значение некорректированного виброускорения а в перемещение d по формуле , где f - центральная частота полосы анализа, получают признак, по которому можно судить о наличии сдвига. Если рассчитанное по приведенной формуле перемещение очевидно превышает наблюдаемое движение датчика (например, более чем в два раза), это свидетельствует о том, что с большой долей вероятности имеет место сдвиг нулевого уровня.

Хотя наличие сдвига нулевого уровня можно обнаружить из анализа низкочастотных составляющих вибрационного сигнала, он оказывает влияние на весь спектр вибрации в целом. Поэтому любые измерения, для которых наблюдается данный эффект, должны быть признаны непригодными. Не следует пытаться использовать результаты измерений, в которых явно виден признак сдвига нулевого уровня, удаляя или каким-либо образом корректируя низкочастотную область спектра.

6.3 Проверка и подтверждение характеристик измерительного тракта

6.3.1 Регулярные проверки работоспособности

Как до, так и после проведения последовательности измерений весь измерительный тракт должен быть проверен с помощью вибрационного калибратора (эталонного источника вибрации), воспроизводящего синусоидальную вибрацию с известным ускорением на известной частоте.

Примечание - На практике коэффициент преобразования акселерометра редко изменяется в процессе измерений, однако сам акселерометр может получить механические повреждения. Регулярные проверки позволяют выявить мнимые изменения коэффициента преобразования и при необходимости исключить некоторые измерения.

6.3.2 Проведение плановых испытаний для подтверждения характеристик измерительного тракта

Характеристики измерительного тракта следует периодически (например, каждые два года) подтверждать. В процессе испытаний должно быть подтверждено, что измерительный тракт работает в пределах допусков, установленных ГОСТ ИСО 8041.

Помимо периодических поверок испытания на подтверждение характеристик измерительной системы следует проводить всякий раз после того, как какая-либо ответственная часть измерительной системы была подвергнута грубому обращению. Результаты испытаний должны быть зафиксированы.

7 Неопределенность оценки вибрационной экспозиции за смену

7.1 Неопределенность в измерении ускорения

Неопределенность результатов измерений вибрации, воздействующей на оператора, зависит от действующих для каждого конкретного измерения факторов, таких как:

- неопределенность, приписываемая средствам измерений;

- неопределенность калибровки;

- наличие электрических помех;

- влияние крепления акселерометров;

- влияние массы акселерометров;

- влияние расположения акселерометров;

- отклонения режима работы ручной машины от нормального, изменения в позе рук и прилагаемых силах, связанных с процессом измерения (т.е. креплением акселерометров и подсоединением кабелей);

- изменения в способе работы оператора (бессознательно проявляющихся под влиянием того, что он является субъектом измерений).

Кроме этого, на неопределенность общей оценки воздействия вибрации влияют изменения, наблюдаемые в течение рабочего дня, такие как:

- изменения состояния ручной машины и вставного инструмента (например, износ шлифовального диска может резко изменить вибрацию, воздействующую на оператора);

- изменения в позе и прилагаемых силах;

- изменения в характеристиках объекта обработки (обрабатываемого материала).

Примечания

1 Неопределенность, связанная с измерительным инструментом и калибровкой, электрическими помехами, креплением и массой акселерометра, обычно мала по сравнению с неопределенностью, обусловленной выбором точек измерения и изменчивостью рабочих условий.

2 При накоплении данных о воздействии вибрации на конкретное лицо желательно, по возможности, проводить измерения для машин и вставных инструментов разных поколений и в разном техническом состоянии.

3 Если целью измерений является оценка воздействия вибрации, связанной с выполнением конкретной задачи, источником неопределенности может быть также разница между операторами (их квалификацией, телосложением и т.д.) (см. 7.3).

7.2 Неопределенность в измерении времени воздействия

Неопределенность оценки времени воздействия зависит от неопределенности:

- измерений длительности воздействия;

- оценок числа рабочих циклов в день;

- оценок времени воздействия, сделанных самими операторами (см. приложение В); данный вид неопределенности может быть следствием неправильного понимания поставленного вопроса (путаницей между временем использования ручной машины и временем реального воздействия вибрации), а также неточных оценок периодов времени, в течение которых имело место воздействие вибрации (см. 5.5).

7.3 Оценка неопределенности

Источники неопределенности зависят от операции, для которой проводят измерения. Исследователю необходимо выявить основные источники вибрации (например, дисбаланс диска шлифовальной машины), после чего провести ряд измерений для установления размера неопределенности и расчета стандартного отклонения, связанного с основными источниками неопределенности (например, для шлифовальных машин может оказаться полезным проведение измерений для дисков с разными дисбалансами).

При получении оценки вибрационной экспозиции за смену неопределенность этой оценки должна быть ограничена в зависимости от преимущественного вида вибрации: 20% для стационарной вибрации и 40% для вибрации в форме импульсов (переходных процессов).

Если целью измерений является не оценка вибрационного воздействия на конкретного рабочего, а оценка воздействия при выполнении конкретной задачи, то для получения такой оценки следует, по возможности, провести измерения с участием, как минимум, трех операторов. Результат, который вносят в протокол испытаний, должен быть получен путем арифметического усреднения, при этом следует указать также значение стандартного отклонения измерений.

8 Расчет вибрационной экспозиции за смену

Зачастую воздействие вибрации на рабочего в течение рабочего дня складывается из нескольких операций. Для каждой такой операции i следует измерить полное значение вибрации и время воздействия . Вибрационную экспозицию за смену Д(8), , рассчитывают по формуле

где

- базовое значение временного интервала за 8 ч (28800 с),

- число операций.

Чтобы облегчить сравнение между различными операциями и оценить долю каждой операции в значении вибрационной экспозиции за смену А(8), рекомендуется проводить расчет составляющих, вносимых отдельными операциями в вибрационную экспозицию за смену, по формуле

Тогда значение вибрационной экспозиции за смену можно получить по формуле