1、計量標準技術報告 計量標準名稱 比較法中頻振動標準裝置 計量標準負責人 建 標 單 位 名 稱（公章） 填 寫 日 期 目錄一、建立計量標準的目的1二、計量標準的工作原理及其組成1 三、計量標準器及主要設備2 四、計量標準的主要技術指標3五、環境條件3六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖3七、計量標準的重復性試驗5八、計量標準的穩定性考核6 九、測量不確定度評定7 十、計量標準的測量不確定度驗證11 十一、結論12 十二、附加說明12一、建立計量標準的目的為了加強計量器具的監督管理，保障國家計量單位制的統一和量值的準確可靠，滿足本地區中頻振動臺量值傳遞的需求，特建立本計量標準。二、計量標準的工作原

2、理及其組成1 工作原理：本標準裝置是由標準振動套組、電荷放大器、標準振動臺系統以及振動分析儀等附件組成。采用比較法，將標準傳感器和被檢儀器剛性聯結在一起，安裝在振動臺的臺面中心，選定參考頻率和參考加速度以及電荷/電壓放大器在規定檔位時，測出被檢儀器的加速度、頻率以及位移輸出值。其原理圖如下： 檢定方法是將被校傳感器與標準加速度計“背靠背”的安裝在振動臺上，采用“比較法”校準加速度計，測振儀以及基樁動測儀。例如對加速度計的靈敏度校準：由傳感器靈敏度定義，可以得出靈敏度計算公式為 ：Sq= 輸出電壓 / 輸入加速度2 裝置組成：數字多用表、標準振動臺系統、標準振動套組、電荷放大器等三、計量標準器及

3、主要設備計量標準器名稱型號測量范圍不確定度或準確度等級或最大允許誤差制造廠及出廠編號檢定周期或復校間隔末次檢定或校準日期檢定或校準機構及證書號標準振動臺系統LA-100/VT-150（102000）Hz（1100）m/s2頻率：Urel=1.0%,k=2失真度、橫向振動比：Urel=5.0%,k=2中測測試科技有限公司/503234/50335612個月2015.05.26中國測試技術研究院校準字第201505009557標準振動套組PMP-01/NT8305/NT8102（102000）Hz（1300）m/s2加速度、速度、位移：Urel=3.0%,k=2中測測試科技有限公司/NT00358

4、A/501011/50318612個月2015.05.26中國測試技術研究院校準字第201505009559配套標準器數字多用表2010ACV：（100mV750V）MPE:±0.1%KEITHLEY12個月2015.03.09中國測試技術研究院校準字第201503003013智能頻率計VC31650.01Hz2.4GHzMPE:3.9×10-6勝利儀器12個月2015.04.21中國測試技術研究院校準字第201504007846四、計量標準的主要技術指標中頻振動標準裝置：標準振動臺系統、標準振動套組、數字多用表等標準器及配套設備測量范圍：頻率范圍：（10 2000）Hz；

5、加速度幅值：（1100）m/s2 不確定度：加速度、速度、位移：Urel=3.0%,k=2；頻率：Urel=1.0%,k=2；失真度、橫向振動比：Urel=5.0%,k=2五、環境條件序號項 目要 求實際情況結 論1溫 度（20±5）（1525）符合要求2濕 度80%（6580）%符合要求六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖上級計量器具直接測量法 測量范圍： 振動標準套組測量范圍：10Hz2kHz;（1300）m/s2(55000)kHz;（0.11000）m/s2準確度等級：Urel=0.5%，k=2保存單位：中國測試技術研究院 本級計量器具比較法中頻振動標準裝置測量范圍：頻率：（10

6、2000）Hz、加速度幅值：（1100）m/s2不確定度：=0.64%，k=2直接測量法下一級計量器具壓電加速度計、工作測振儀測量范圍：(202000)Hz(1100)m/s2不確定度：=2.0%，k=2磁電式速度傳感器、基樁動態測量儀測量范圍：(202000)Hz(1100)m/s2不確定度：=3%5%，k=2水泥軟練設備測量儀測量范圍：位移（P-P）：0.85mm轉速：（60999.9）r/min位移MPE:±1.5%轉速MPE:±0.1%，k=2七、計量標準的重復性試驗 本裝置正常工作狀態下，在160Hz基準頻率點，在30m/s2的加速度下，對8305(NO:7055

7、14)加速度計傳遞標準作不少于10次的重復測量校準，測量數據如下表：次數12345678910位移0.12090.12090.12090.12090.12080.12090.12090.12090.12090.12080.12088=4.2×10-5標準裝置不確定度評定中，有測量重復性引入的不確定度為： 因 ，故本裝置的重復性考核符合JJF1033-2008計量標準考核規范要求。八、計量標準的穩定性考核 用一只標準加速度計來考核計量標準的穩定性，連續兩年的標準加速度計的電荷靈敏度測量數據如下：在160Hz、30 m/s2條件下測試，測量數據如下表：測量時間2014年1月2014年6月

8、2014年12月2015年1月平均值（pC/m·s-2）0.12090.12100.12090.1211=0.17%本計量標準裝置擴展不確定度=0.64%因滿足，故本裝置的穩定性考核符合JJF1033-2008計量標準考核規范要求。九、測量不確定度評定一、概述1測量依據：JJG233-2006壓電加速度計檢定規程；JJG676-2000工作測振儀檢定規程；JJG930-1998基樁動測儀檢定規程；JJG134-2003磁電式速度傳感器檢定規程、JJG974-2002水泥軟練設備測量儀檢定規程2環境條件：溫度（20±5），相對濕度80%RH3測量標準：中頻振動標準裝置。4測量

9、對象：加速度計，測振儀、基樁動測儀等5測量過程：將被校傳感器與標準加速度計“背靠背”的安裝在振動臺上，采用“比較法”校準加速度計，測振儀以及基樁動測儀。由傳感器靈敏度定義，可以得出靈敏度計算公式為 ：= 輸出電壓 / 輸入加速度二、數學模型： 式中：-振動臺加速度，由標準振動套組測得-被校傳感器輸出的單峰電壓，由有效值電壓表讀數乘以得到-被校傳感器的參考靈敏度 3、 方差和靈敏系數根據公式得： 將上式左邊除以 ，左式除以，得到相對不確定度：靈敏系數：，四、輸入量的不確定評定1輸入量的標準不確定度來源1.1 輸出電壓測量引入的標準不確定度，采用B類評定1.2標準振動套組加速度靈敏度值測量結果不確

10、定引入的標準不確定度，采用B類評定1.3標準臺體橫向振動引入的標準不確定度，采用B類評定1.4 總諧波失真引入的標準不確定度，采用B類評定1.5 標準振動套組加速度幅值不穩定度引入的標準不確定度，采用B類評定1.6 標準振動臺頻率測量引入的標準不確定度，采用B類評定1.7 測量重復性引入的標準不確定度，采用A類評定2各標準不確定度的評定2.1 輸出電壓測量引入的標準不確定度被校傳感器輸出的電壓由本裝置中的數字多用表進行測量得到，根據檢定規程和證書，在（100mV750V）范圍內，最大允許誤差,估計服從均勻分布，則=0.058%2.2 標準振動套組加速度靈敏度值測量結果不確定引入的標準不確定度，

11、B類評定根據檢定規程，用于量傳的參考加速度計加速度靈敏度幅值測量不確定Urel=0.5%，包含因子k=2，服從均勻分布，則=0.25%2.3 標準振動臺體橫向振動引入的不確定度JJG 298-2005中頻標準振動臺檢定規程，臺面中心橫向加速度幅值不應大于主振動方向加速度幅值的10%，參考加速度計振動最大橫向靈敏度比應不大于2%，被測工作加速度計的振動最大橫向靈敏度比應不大于5%。如果被校與標準加速度計的橫向靈敏度方向已知，振動臺的橫向激振方向也已知，則360°內合成得出的方差為：(，為橫向振動加速度)。假設3個參數均為矩形分布根據ISO/FDIS 16063-21推薦，合成計算為，估

12、計服從正態分布，概率p=95%，置信因子k=2，則=/k0.13%2.4總諧波失真引入的標準不確定度實際檢定過程中，本裝置中標準振動臺在（202000）Hz內加速度的諧波失真平均值為=0.69%，根據經驗值，認為總諧波失真完全是由3次諧波產生的，由其帶給測量結果的最大相對誤差為：±0.11%，估計服從均勻分布，則=0.56%/=0.061%2.5標準振動套組加速度幅值不穩定度引入的標準不確定度根據檢定證書，本裝置中所用標準加速度計的穩定度=0.2%，估計服從均勻分布，則=0.2%/=0.12%2.6標準振動臺頻率測量引入的標準不確定度根據本標準裝置中的標準振動臺系統的性能，頻率（20

13、2000）Hz測量的允差為=±0.05%，估計服從均勻分布，則=0.029%2.7測量重復性引入的標準不確定度 利用本裝置在正常工作條件下等精度測量一支加速度計，重復測量10次，測量數據如下表：測量次數12345678910測量值（）0.12090.12090.12090.12090.12090.12100.12100.12100.12090.12090.12093 = 相對標準偏差：=0.040%=0.013%3不確定度分量及貢獻值一覽表 標準不確定度分量()不確定度來源標準不確定度靈敏系數不確定度貢獻值輸出電壓測量引入0.058%10.058%標準振動套組加速度靈敏度值測量結果不

14、確定引入0.25%10.25%標準臺體橫向振動引入0.13%10.13%總諧波失真引入0.061%10.061%標準振動套組加速度幅值不穩定度引入0.12%10.12%標準振動臺頻率測量引入0.029%10.029%測量重復性引入0.013%10.013%4 合成標準不確定度=0.32%5 擴展不確定度取置信概率95%，包含因子k=2，則標準裝置的擴展不確定度：=0.64%6測量不確定度的報告與表示相對擴展不確定度：=0.64%，k=2十、計量標準的測量不確定度驗證根據中頻振動標準裝置的要求和公司實際情況，不確定驗證采用比較法進行驗證。驗證采用標準加速度計8305（NO：1068992），中國

15、測試技術研究院在絕對法中頻振動國家計量副基準上和本公司比較法中頻振動標準裝置上分別在160Hz，100m/s2下進行校準，校準數據如下：型號（8305 ）中頻振動國家計量副基準（絕對法）中頻振動標準裝置（比較法）0.1264 pC/ms-20.1265 pC/ms-2相對誤差: = 0.08×10-2 因為：本公司中頻振動標準裝置擴展不確定度： =0.64%，滿足，故本公司中頻振動標準裝置測量不確定度的驗證合格。十一、結論經驗證，本計量標準的不確定度評定，重復性考核 ， 穩定性考核符合JJF1033-2008計量標準考核規范、JJG233-2006壓電加速度計檢定規程、JJG676-2000工作測振儀檢定規程、JJG930-1998基樁動測儀檢定規程、JJG134-2003磁電式速度傳感器檢定規程、JJG974-2002水泥軟練設備測量儀檢定規程的要求 。可對壓電加速度計、