基于对结构动力学、地球物理和地震物探等研究领域中超低频振动计量器具量值溯源迫切需求的分析,对超低频（低至0.002 Hz）、大振幅（1 m（p-p））激光绝对法振动幅值和相位测量技术进行了研究。针对激光干涉仪在动态超低频、大振幅情况下,跟踪测量性能变差的问题,研制了具有直流输出特性的大光程零差正交激光干涉仪;采用自主提出的自适应动态分解算法,解决了超低频数据量庞大、数据采集处理困难的技术难题.。给出了在超低频振动台上对石英挠性加速度计进行校准的实验数据。结果表明,该系统可实现动态光程大于1 m、频率范围0.002 Hz～2 kHz的加速度幅值和相位的激光绝对法精确测量。

对精密仪器使用环境的微振动测量和控制是目前许多前沿科学亟待解决的问题和重要的研究方向。分析了目前精密仪器环境振动测量和评价方法存在的问题，讨论了环境振动数据分析方法和研究工作的技术难点。指出开展环境振动对精密仪器影响规律和测量方法的深入研究，制定评价标准或校准规范，具有十分重要的现实意义和应用价值，其成果可为精密仪器实验室建设的选址、隔振设施建设和隔振技术的实施，以及高新技术密集区环境保护及其立法提供技术依据。

在外差激光干涉原理的基础上,提出了改进的外差正弦逼近法和基于波峰波谷的外差时间间隔法,研制了Mach-Zehnder外差式激光干涉仪和信号调理仪,构建了PXI虚拟仪器测量系统,在压电高频（2～50 kHz）振动台上,实现了1～500 nm振幅范围内的纳米级振动传感器灵敏度幅值和相移的测量,建立了国家高频振动幅值和相位基准,并在2～10 kHz频率范围内完成中国计量科学研究院（NIM）与德国物理技术研究院（PTB）的国际比对。

加速度计的动态校准在国内外计量领域越来越受到重视，参考国内外最新的加速度计动态校准方法，主要阐述了基于高冲击激励下加速度计动态特性参数辨识的问题。该方法根据加速度计的物理结构建立了其状态空间模型．利用外差式激光干涉仪测量并经过相应处理得到了输入加速度计的激励信号。利用得到的输人一输出数据，通过最小化其状态空间模型的预测误差序列得到了被校加速度计的动态特性的参数．通过在不同的冲加速度峰值下进行了试验并比较表明该方法的有效性。

介绍外差式激光干涉仪和应用于旋转振动测量的衍射光栅技术理论和工作原理.针对马赫-泽德外差式激光干涉仪在绝对法振动校准技术中的应用,简要介绍了测量系统另外两个重要组成部分(频移变换和数字信号处理)的原理、算法和技术实现.这种振动测量系统与正弦直线和旋转激振系统相配合,采用同一种正弦逼近的信号处理方法,可实现直线振动量(位移、速度、加速度)和旋转振动量(角位移、角速度、角加速度)两大类型、各种振动传感器幅相特性绝对法的精确校准.

研制的振动自动校准系统在振动计量领域具有重要的应用价值,能够实现较宽频率范围的振动自动校准.利用无参模型的模糊自适应控制算法,解决了系统的多变量、含有变参数和一些参数不容易获取的问题,系统跟踪性强,有强的鲁棒性,能够快速、可靠地把被控量调整到目标值,有较高的稳态控制精度.采用正弦逼近法,能够精确地计算出被校传感器的灵敏度幅值和相位.

文章介绍了国际标准的激光干涉绝对法冲击校准技术和目前德国PTB正在从事的瞬态冲击力校准系统的研究发展状况,指出加速度的直接复现是实现包括冲击加速度和瞬态冲击力在内的绝对法动态校准的基本前提,因此,这两种绝对法校准技术具有完善的计量原理和相似的计量特点,能够完成冲击传感器和动态力传感器的高精度动态校准.

介绍比较法振动传感器幅相特性测量技术的基本原理和传统实现方法.详细描述了一种新型的基于虚拟仪器技术的比较法相位型振动校准系统,它将绝对法振动校准中正弦逼近的算法运用于比较法,通过对参考传感器和被校传感器两路信号的采集和处理,能够在宽频带范围内实现加速度传感器复合灵敏度的精确校准,在小相位差的测量上实现了与相位标准同等级的精确测量.运用虚拟仪器技术,还能够实现信号频谱分析及失真度的精确计算.

简要介绍基于正弦逼近理论的激光绝对法振动幅相特性测量技术的基本原理和特点,针对加速度幅值和初相位两个校准参量的溯源问题进行详细论述,指出虚拟仪器技术的应用将与振动基准传统溯源思路产生较大的冲突,强调按照量纲向对应的基本量溯源已不能确保量值的准确可靠,并提出只有采用比对的方法才能达到量值的统一.

通过对国标规定的平衡机最小可达剩余不平衡度评定方法的分析和研究,指出了该方法在原理和方法上所存在的问题,并且提出了一种全新的评定方法.这种基于矢量分析的新的评定方法能够快速、准确地计算出转子的最小可达剩余不平衡度,提高平衡机测试的准确性和现场测试效率,为更加客观地评价被测平衡机的综合性能提供了依据.