4 精密仪器和设备

本条给出了部分以时域示值的精密加工设备的容许振动值，并明确是以时域的峰值表示。

本标准规定的容许振动值有如下特点：

（1）由于精密仪器与设备本身是一个多自由度的复杂弹性系统，自身具有多个固有振动频率及阻尼比，当外界振动频率与某个固有振动频率一致时，系统产生共振，会影响其正常工作。而对于外界环境振动，经大量实例及研究结果证明，是一种平稳随机振动过程，本身含有丰富的简谐振动频率，为了确保仪器及设备的正常工作，对外界环境中存在各种不同频率的振动幅值进行限制，以减弱因共振等产生振动影响的做法是较为科学的。因此，本条规定的容许振动值均采用频域表达。

（2）频域采用1/3倍频程中心频率的幅值表示，这是因为对于随机振动频谱，采用1/3倍频程带宽的能量来描述随机振动幅值大小是合适的，同时，设备制造提供的容许振动值也基本采用1/3倍频程的中心频率值表示。

（3）由于随机振动能量分布在较宽的频率范围内，用峰值描述难以反映随机振动的特性，采用均方根值有利于数据的检验及比对，因此本条规定的容许振动值采用频域均方根值。

（4）由于普通的精密仪器与设备对于4Hz以下频段的振动不敏感，因此不考虑其振动影响；对于4Hz～8Hz频段，则反映为对振动加速度敏感，因此采用振动加速度作为控制指标。但对于控制精度较高的集成电路、激光装置、纳米加工等，其研发、加工与试验用仪器及设备的自身即带有空气弹簧隔振装置，而它们的固有振动频率往往在1Hz～3Hz，为了降低这些频段的振动响应，将容许振动值的频段范围延至1Hz，也即提高了对低频段的振动限值要求。

本条明确了电子工厂、纳米实验室及物理实验室用精密仪器与设备以频域的1/3倍频程均方根值作为容许振动标准的限值，且不同频段以不同的物理量示值。

通常大中型三坐标测量机，特别是大型悬臂式测量机容易受到环境振动影响。由于设备与被测工件较大，测量机布置位置相对固定，需要安装在专门的地基基础上，对基础振动有一定要求。当测量机对测量精度有特殊要求时，需要根据设备的具体要求专门设计地基基础，或采取必要的减振和隔振措施。

根据三坐标测量机厂家提供的测量机对环境振动的要求，以及对三坐标测量机测试结构系统的动力分析发现，三坐标测量机的一阶固有频率多在10Hz～30Hz范围内，在此区间的环境振动容易引起测试机构共振，影响测量精度。在通常情况下，只要确保8Hz～100Hz范围内的基础振动符合设备使用条件，就能保证测量精度不受振动影响。而多数三坐标测量机要求的频率范围是0.5Hz～100Hz，在这个频率区间内控制好环境振动，应该更能确保三坐标测量精度，这样的要求也更加保险。测量值应取平均幅值，测量的波峰因数应小于6。

由于三坐标测量机的型式种类非常多，不同厂家不同机型的容许振动限值也不一样。根据数十台三坐标测量机的技术条件，在确保80%保证率的前提下，提出了三坐标基础的容许振动限值。对于少数有特殊要求的三坐标测量机，则需要根据具体设备的要求设计基础。

位移限值主要用于低频振动控制，加速度限值用于高频振动控制。对于10Hz～30Hz范围的振动要求较严格一些。当频率大于100Hz时，振动控制相对容易一些，有些较低精度三坐标测量机的振动要求可以达到300mm/s2。考虑到本标准其他章节的限值条件，容许振动加速度值均控制在200mm/s2～300mm/s2。在实际应用中，可以根据具体测量机的要求对技术指标作适当调整。图2是三坐标测量机对环境振动的要求。

图2　三坐标测量机的容许振动值