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。

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。

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.

阐述了流速仪的组成与热平衡原理,并结合实际情况在水体流场中得到了良好的应用.其控制方式采用恒流方式和恒温方式.此流速仪主要测量渠道的时均流,测量范围为0～2m/s,低流速(0～0.5m/s)的精度达到1%;高流速(0.5～2m/s)的精度达到3%.

DDS技术具有频率分辨率高、转换速度快、相位连续等其他频率合成方法无可比拟的优势。本文根据振动测量对信号源的要求，进行了硬件电路设计和软件编程，采用单片机作为控制器，把DDS技术成功应用于振动计量领域。实验结果表明，输出信号具有较高的频率稳定度和幅值稳定度，在0．1Hz-10kHz的频率范围内，信号失真度小于0．02％，其性能指标完全满足振动计量对信号源的要求。