振动比较法校准技术发展趋势的研究

　　随着科学技术的迅猛发展，振动计量这一涉及多学科的动态测量技术，已成为朝阳专业。它广泛应用于机械制造、车辆船舶、航空航天、建筑工程、电信电力、计算机工程、地球物理、地质物探、天文气象、海洋科学、生物医学、核工程以及军事科学等几乎所有的科研和工程领域。在振动测量仪器中，应用最多的是各种类型的振动测量仪，包括工作加速度计套组(由加速度计与配套放大器组成)、测振仪等，以下统称为振动测量仪。通常在振动比较法标准装置上可以完成绝大多数振动测量仪的检测/校准工作。因此，振动比较法校准是振动计量技术中应用最为广泛的一种测量方法。

　　一、振动比较法校准技术概述

　　比较法是将被校传感器与参考标准传感器的输出进行比较，得出被校传感器灵敏度的方法。校准的原理如下:将被校振动测量仪的加速度计与标准加速度计，背靠背刚性地连接在振动台的台面中心(见图1)，或者将被校加速度计安装在振动台内装参考加速度计的支架上，并保证两只传感器同轴。对校准台施以给定频率和加速度的正弦激励，把振动测量仪或放大器(电荷或电压)的测量范围选择在合适的档位。此时，通过对被校测量仪与标准(或参考)加速度计的输出进行数据换算和比较，即可得到被校振动测量仪的校准结果。

　　图1振动比较法测量系统结构框图

　　二、 振动比较法测量技术的国际发展动态

　　1.国际标准

　　ISO 5347-3:1993“振动二次校准”(Secondary vibration calibration )不久将被ISO 16063-21(FDIS最终稿)“比较法振动校准”(Vibration calibration by comparison to a reference transducer)所替代。ISO 16063-21具有量程覆盖面宽、实用性和可操作性强、科学合理、技术先进等显著特点。

　　下面简要介绍ISO 16063-21 (FDIS) 中的技术特性和新的概念。

　　(1) 标准名称

　　习惯上,我们将振动传感器激光绝对法校准称为振动一次校准(Primary vibration calibration)，比较法校准称为振动二次校准。ISO 16063-21“比较法振动校准”在ISO 5347-3“振动二次校准”的基础上，用“参考传感器”替代了原来狭义上的“标准传感器”(例如:B&&K公司的8305或ENDEVCO公司的2270)，扩大了标准的覆盖范围，赋予了比较法参考标准以全新的概念。因此，标准名称的定义更加科学、准确。

　　(2)适用范围

　　ISO 16063-21按试验条件和校准不确定度范围，将校准划分两大类情况:

　　● 为了得到较高的校准不确定度，在温度(23±5)℃、湿度最大为75%RH的良好实验室条件下进行的校准工作。可以采用经过一次校准，或与一只经一次校准过且进行了比较校准的传感器作为参考加速度计，要求其在选定的参考频率和加速度下，扩展不确定度分别为0.5%(幅值)和0.5°(相位移)。