计量标准技术报告中频振动台

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）填写日期目录一、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3七、计量标准的重复性试验5八、计量标准的稳定性考核6九、测量不确定度评定7十、计量标准的测量不确定度验证11十一、结论12十二、附加说明120一、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。二、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SQ输出电压/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1三、计量标准器及主要设备名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定周期或复校间隔末次检定或校准日期检定或校准机构及证书号标准振动台系统LA100/VT150（102000）HZ（1100）M/S2频率UREL10,K2失真度、横向振动比UREL50,K2中测测试科技有限公司/503234/50335612个月20150526中国测试技术研究院校准字第201505009557计量标准器标准振动套组PMP01/NT8305/NT8102（102000）HZ（1300）M/S2加速度、速度、位移UREL30,K2中测测试科技有限公司/NT00358A/501011/50318612个月20150526中国测试技术研究院校准字第201505009559数字多用表2010ACV（100MV750V）MPE01KEITHLEY12个月20150309中国测试技术研究院校准字第201503003013配套标准器智能频率计VC3165001HZ24GHZMPE39106胜利仪器12个月20150421中国测试技术研究院校准字第2015040078462四、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、数字多用表等标准器及配套设备测量范围频率范围（102000）HZ；加速度幅值（1100）M/S2不确定度加速度、速度、位移UREL30,K2；频率UREL10,K2；失真度、横向振动比UREL50,K2五、环境条件序号项目要求实际情况结论1温度（205）（1525）符合要求2湿度80（6580）符合要求3六、计量标准的量值溯源和传递框图上级计量器具本级计量器具下一级计量器具压电加速度计、工作测振仪测量范围202000HZ1100M/S2不确定度20，K2RELU直接测量法比较法中频振动标准装置测量范围频率（102000）HZ、加速度幅值（1100）M/S2不确定度064，K2RELU直接测量法测量范围振动标准套组测量范围10HZ2KHZ（1300）M/S255000KHZ（011000）M/S2准确度等级UREL05，K2保存单位中国测试技术研究院磁电式速度传感器、基桩动态测量仪测量范围202000HZ1100M/S2不确定度35，K2RELU水泥软练设备测量仪测量范围位移（PP）085MM转速（609999）R/MIN位移MPE15转速MPE01，K24七、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8305NO705514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4210512NXXSNIII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51084因，故本装置的重复性考核符合JJF10332008计量标准考核规范要求。IXS51084次数12345678910X位移IX012090120901209012090120801209012090120901209012080120885八、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（PC/MSY2）01209012100120901211017YY/MINAX本计量标准装置扩展不确定度064RELU因满足，故本装置的稳定性考核符合JJF10332008计量标准考核规范要求。YY/MINAXREL6九、测量不确定度评定一、概述1测量依据JJG2332006压电加速度计检定规程；JJG6762000工作测振仪检定规程；JJG9301998基桩动测仪检定规程；JJG1342003磁电式速度传感器检定规程、JJG9742002水泥软练设备测量仪检定规程2环境条件温度（205），相对湿度80RH3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输出电压/输入加速度QS二、数学模型PQAE/式中振动台加速度，由标准振动套组测得PA被校传感器输出的单峰电压，由有效值电压表读数乘以得到E2被校传感器的参考灵敏度QS3、方差和灵敏系数根据公式得IIXUFYU22CPPQCAUCEUS2212将上式左边除以，左式除以，得到相对不确定度2QSPAEPRELPRELQCRELES222灵敏系数，11PEC12PQSC四、输入量的不确定评定1输入量的标准不确定度来源11输出电压测量引入的标准不确定度，采用B类评定1U12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，采用B类评定2U713标准台体横向振动引入的标准不确定度，采用B类评定3U14总谐波失真引入的标准不确定度，采用B类评定415标准振动套组加速度幅值不稳定度引入的标准不确定度，采用B类评定5U16标准振动台频率测量引入的标准不确定度，采用B类评定617测量重复性引入的标准不确定度，采用A类评定7U2各标准不确定度的评定21输出电压测量引入的标准不确定度1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（100MV750V）范围内，最大允许误差,估计服从均匀分布，则005810MPE1U3/MPE22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，B类评定2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UREL05，包含因子K2，服从均匀分布，则025BAUKU23标准振动台体横向振动引入的不确定度3UJJG2982005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。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，为横向振动加速212TVAS敏度标准加速度计的横向灵分别为被校减速度计和、1VTA度。假设3个参数均为矩形分布根据ISO/FDIS1606321推荐，合成计算为，估计服从212VS正态分布，概率P95，置信因子K2，则/K0133U24总谐波失真引入的标准不确定度4实际检定过程中，本装置中标准振动台在（202000）HZ内加速度的谐波失真平均值为069，根据经验值，AD认为总谐波失真完全是由3次谐波产生的，由其带给测量结果的最大相对误差为AD8011，估计服从均匀分布，则056/0061219ADA3U25标准振动套组加速度幅值不稳定度引入的标准不确定度5根据检定证书，本装置中所用标准加速度计的稳定度02，估计服从均匀分布，则02/012E5U326标准振动台频率测量引入的标准不确定度6U根据本标准装置中的标准振动台系统的性能，频率（202000）HZ测量的允差为005，估计服从均匀分F布，则00296U3/F27测量重复性引入的标准不确定度1U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，测量数据如下表相对标准偏差004012NXXSNIII5108410XSII0013IUI3不确定度分量及贡献值一览表标准不确定度分量IXU不确定度来源标准不确定度灵敏系数IXC不确定度贡献值IIXUC输出电压测量引入1U005810058标准振动套组加速度灵敏度值测量结果不确定引入20251025标准台体横向振动引入3U0131013总谐波失真引入4006110061标准振动套组加速度幅值不稳定度引50121012测量次数12345678910X测量值（）I012090120901209012090120901210012100121001209012090120939入标准振动台频率测量引入6U002910029测量重复性引入70013100134合成标准不确定度0327654321UUUC5扩展不确定度取置信概率95，包含因子K2，则标准装置的扩展不确定度064CRELKUU6测量不确定度的报告与表示相对扩展不确定度064，K2RELU10十、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（NO1068992），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160HZ，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）Y01264PC/MS201265PC/MS2相对误差008102126405因为本公司中频振动标准装置扩展不确定度064，满足，故本公司中频振动标准装置测量RELURELU不确定度的验证合格。11十一、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JJF10332008计量标准考核规范、JJG2332006压电加速度计检定规程、JJG6762000工作测振仪检定规程、JJG9301998基桩动测仪检定规程、JJG1342003磁电式速度传感器检定规程、JJG9742002水泥软练设备测量