计量标准技术报告中频振动台041958.docx
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计量标准技术报告中频振动台041958
计量标准技术报告
计量标准名称比较法中频振动标准装置
计量标准负责人
建标单位名称（公章）
填写日期
一、建立计量标准的目的1
二、计量标准的工作原理及其组成1
三、计量标准器及主要设备2
四、计量标准的主要技术指标3
五、环境条件3
六、计量标准的量值溯源和传递框图4
七、计量标准的重复性试验6
八、计量标准的稳定性考核7
九、测量不确定度评定8
十、计量标准的测量不确定度验证12
十八一、结论13
十二、附加说明14
、建立计量标准的目的
为了加强计量器具的监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，满足本地区中频振动台量值传递的需求，特建立本计量标准。
、计量标准的工作原理及其组成
1工作原理：
本标准装置是由标准振动套组、电荷放大器、标准振动台系统以及振动分析仪等附件组成。
采用比较法，将标准传感器和被检仪器刚性联结在一起，安装在振动台的台面中心，选定参考频率和参考加速度以及电荷/电压放大器在规定档位时，测出被检仪器的加速度、频率以及位移输出值。
其原理图如下：
检定方法是将被校传感器与标准加速度计背靠背”的安装在振动台上，采用比较法”校准加速度计，测振仪以及
基桩动测仪。
例如对加速度计的灵敏度校准：
由传感器灵敏度定义，可以得出灵敏度计算公式为:
岀电压/输入加速度
2装置组成：
数字多用表、标准振动台系统、标准振动套组、电荷放大器等
三、计量标准器及主要设备
计量标准器
称名
F
围范量测
薛差煎误0许或允」r■大玻最離或
及号
〔编荀厂
Bl
R
机号洗书磁证
振系隹台统
枷动
Z2
H/S
m
3XJZ
0（0
2（0O~（1（1
P限336冲」nr5c5荤753
n
押第095癥院鋅050眦林|
）Hzm/s2
殺2位』蜃0%速=3.虧ure速
加
和钢/NT50186
押第095幟院鉀050
»梯0150
配套标准器
多表姑用
O
201
••
VCA
n
智能频
率计
6
■
四\计量标准的主要技术指标
中频振动标准装置：
标准振动台系统、标准振动套组、数子多用表等标准器及配套设备
测量范围：
频率范围：
（10〜2000）Hz;加速度幅值：
（1-100）m/s2
不确定度：
加速度、速度、位移：
Urel=3.0%,k=2;频率：
Urel=1.0%,k=2;失真度、横向振动比：
Urel=5.0%,k=2
五'环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
（20±5）C
（15~25）C
符合要求
2
湿度
<80%
（65-80）%
符合要求
上级计量器具
计量标准的量值溯源和传递框图
测量范围：
振动标准套组测量范围：
10Hz〜2kH乙（1〜300）m/s?
2
（5-5000）kHz;（0.1-1000）m/s
准确度等级：
Ure=0.5%,k=2
保存单位：
中国测试技术研究院
直接测量法
级
计
曰
器
具
比较法中频振动标准装置
测量范围：
频率：
（10〜2000）Hz、
加速度幅值：
（1〜100）m/s12
不确定度：
Urei=0.64%fk=2
直接测量法
压电加速度计、工作测振仪
测量范围：
（20〜2000）Hz
2（1〜100）m/s
不确定度：
Urei=2.0%,k=2
下
磁电式速度传感器、基桩动态测
量仪
级
计
测量范围：
（20〜2000）Hz
（1〜100）m/s2
器
具
/
不确定度：
Urel=3%〜5%,k=2水泥软练设备测量仪
测量范围：
位移（P・P）:
0.85mm转速：
（60〜999.9）r/min位移MPE:
±1.5%
转速MPE:
±0.1%,k=2
七、计量标准的重复性试验
本装置正常工作状态下，在160Hz基准频率点，在30m/s2的加速度下，对8305（NO:
705514）加速度计传递标准作
不少于10次的重复测量校准，测量数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
X
位移
Xi
0.1209
0.1209
0.1209
0.1209
0.1208
0.1209
0.1209
0.1209
0.1209
0.1208
0.12088
Z&-X$
S（Xj）=\=4.2氷0-5
In-1
标准装置不确定度评定中，有测量重复性引入的不确定度为：
4.810-5
因SXi<4.810?
故本装置的重复性考核符合JJF1033-2008《计量标准考核规范》要求。
八、计量标准的稳定性考核
用一只标准加速度计来考核计量标准的稳定性，连续两年的标准加速度计的电荷灵敏度测量数据如下：
在
160Hz、30m/s2条件下测试，测量数据如下表:
测量时间
2014年1月
2014年6月
2014年12月
2015年1月
平均值y（pC/m-s1,2）
0.1209
0.1210
0.1209
0.1211
『maxymin/y=0,17%
本计量标准装置扩展不确定度U冋=0.64%
因满足『max・『min/丫〈U冋，故本装置的稳定性考核符合JJF1033-2008《计量标准考核规范》要求。
九、测量不确定度评定
—、概述
1测量依据：
JJG233-2006《压电加速度计检定规程》；JJG676-2000《工作测振仪检定规程》；JJG930-1998《基桩动
测仪检定规程》;JJG134-2003《磁电式速度传感器检定规程》、JJG974-2002《水泥软练设备测量仪》检定规程
2环境条件：
温度（20±5）C,相对湿度＜80%RH
3测量标准：
中频振动标准装置。
4测量对象：
加速度计，测振仪、基桩动测仪等
5测量过程：
将被校传感器与标准加速度计“背靠背”的安装在振动台上，采用“比较法”校准加速度计，测振仪
以及基桩动测仪。
由传感器灵敏度定义，可以得出灵敏度计算公式为:
Sq二输出电压/输入加速度
四、输入量的不确定评定
1输入量的标准不确定度来源
1.1输出电压测量引入的标准不确定度Ui,采用B类评定
1.2标准振动套组加速度灵敏度值测量结果不确定引入的标准不确定度U2,采用B类评定
1.3标准台体横向振动引入的标准不确定度Us,采用B类评定
1.4总谐波失真引入的标准不确定度U4,采用B类评定
1.5标准振动套组加速度幅值不稳定度引入的标准不确定度Us,采用B类评定
1.6标准振动台频率测量引入的标准不确定度Ue,采用B类评定
1.7测量重复性引入的标准不确定度Uy,采用A类评定
2各标准不确定度的评定
2.1输出电压测量引入的标准不确定度W
被校传感器输出的电压由本装置中的数字多用表进行测量得到，根据检定规程和证书，在（100mV〜750V）范围内，
最大允许误差MPE=_0.1%,估计服从均匀分布，则Ui=MPE/T3=0.058%
2.2标准振动套组加速度灵敏度值测量结果不确定引入的标准不确定度U2,B类评定
根据检定规程，用于量传的参考加速度计加速度灵敏度幅值测量不确定Urel=0.5%,包含因子k=2,服从均匀分布，
则U（aB卜厶二0.25%
k
2.3标准振动台体横向振动引入的不确定度U3
JJG298-2005中频标准振动台检定规程，台面中心横向加速度幅值不应大于主振动方向加速度幅值的10%,参考加
速度计振动最大横向灵敏度比应不大于2%,被测工作加速度计的振动最大横向灵敏度比应不大于5%o如果被校与
标准加速度计的横向灵敏度方向已知，振动台的横向激振方向也已知，则360°内合成得出的方差为：
H二丄（或+S：
1）・aT（Sv2v&1分别为被校减速度计和标准加速度计的横向灵敏度，aT为横向振动加速
14
度）。
假设3个参数均为矩形分布根据ISO/FDIS16063-21推荐，合成计算为〔二（S^2SA*3^,二估计服从
正态分布，概率p=95%,置信因子k=2,则U3二；r/k0.13%
2.4总谐波失真引入的标准不确定度U4
实际检定过程中，本装置中标准振动台在（20〜2000）Hz内加速度的谐波失真平均值为da=0.69%,根据经验值，
Pl
认为总谐波失真da完全是由3次谐波产生的，由其带给测量结果的最大相对误差为：
6a=±〒dA痒土0.11%,
9、’
估计服从均匀分布，贝IJU3=0.56%/.3=0.061%
2.5标准振动套组加速度幅值不稳定度引入的标准不确定度Us
根据检定证书，本装置中所用标准加速度计的稳定度E=0.2%,估计服从均匀分布，贝IJ115=0.2%八3=0.12%
26标准振动台频率测量引入的标准不确定度U6
根据本标准装置中的标准振动台系统的性能，频率（20〜2000）Hz测量的允差为Af=±0.05%,估计服从均匀分布，
则山Af/七=0.029%
利用本装置在正常工作条件下等精度测量一支加速度计，重复测量10次，测量数据如下表
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
X
测量值（Xi）
0.1209
0.1209
0.1209
0.1209
0.1209
0.1210
0.1210
0.1210
0.1209
0.1209
0.12093
送（Xi_X丫
相对标准偏差:
SXi二sxi100%=0.040%
X
SXj=v=4.810-5
\n
U（X=sxJ-=0.013%
3不确定度分量及贡献值一览表
标准不确定度分量
（u（Xi）
不确定度来源
标准不确定度
灵敏系数C（Xi）
不确疋度贡献值
|Cxju（Xi）
输出电压测量引入
U1
0.058%
1
0.058%
标准振动套组加速度灵敏度值测量结果不确定引入
吃
0.25%
1
0.25%
标准台体横向振动
引入
U3
0.13%
1
0.13%
总谐波失真引入
U4
0.061%
1
0.061%
标准振动套组加速度幅值不稳定度引
入
U5
0.12%
1
0.12%
标准振动台频率测量引
入
U6
0.029%
1
0.029%
测量重复性引入
5
0.013%
1
0.013%
4合成标准不确定度
Uc=.U1U2U3U4U5U6U7=0.32%
5扩展不确定度
取置信概率95%,包含因子k=2,则标准装置的扩展不确定度:
U冋二kuc=0.64%
6测量不确定度的报告与表示
相对扩展不确定度：
U冋=0.64%,k=2
十、计量标准的测量不确定度验证
根据中频振动标准装置的要求和公司实际情况，不确定验证采用比较法进行验证。
验证采用标准加速度计8305
（NO:
1068992）,中国测试技术研究院在绝对法中频振动国家计量副基准上和本公司比较法中频振动标准装置上
分别在160H乙100m/s2下进行校准，校准数据如下：
型号（8305）
中频振动国家计量副基准（绝对法）
中频振动标准装置（比较法）
y
-2
0.1264pC/ms
・2
0.1265pC/ms
丄丿，口乎、0.1264・0.12652
相对误差：
6-上=0.08W2
0.1264
因为：
本公司中频振动标准装置扩展不确定度：
Urei=0.64%,满足§确定度的验证合格。
I、结论
经验证，本计量标准的不确定度评定，重复性考核
稳定性考核符合JJF1033-2008《计量标准考核规范》、
JJG233-2006《压电加速度计检定规程》、JJG676-2000《工作测振仪检定规程》、JJG930-1998《基桩动测仪检定规程》、JJG134-2003《磁电式速度传感器检定规程》、JJG974-2002《水泥软练设备测量仪》检定规程的要求。
可对
压电加速度计、基桩动测仪、磁电式速度传感器、工作测振仪以及水泥软练设备测量仪进行量值传递工作。
十二、附加说明
1.标准器具及配套说明书；
2.测量数据的全部原始纪录；
3.检定证书；
4.操作规范；
5.JJG233-96压电加速度计检定规程；
6.JJG676-2000工作测振仪检定规程；
7.JJG930-1998基桩动态测量仪检定规程；
8.JJG134-2003磁电式速度传感器检定规程;
9.JJG974-2002《水泥软练设备测量仪》；
10.JJF1033-2008《计量标准考核规范》。
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