中频振动激光绝对法基标准装置

1、中频振动激光绝对法基标准装置国内量值比对技术报告主导实验室：中国计量科学研究院比对时间：2004 年 2005 年2006年11月30日目 录1 比对概况11.1比对方案及细则的确定11.2比对工作的完成情况22 传递标准33 比对技术方案34 比对试验结果判定标准45 比对试验数据45.1参考点的加速度电荷灵敏度45.2频率响应46 比对实验数据的统计分析56.1数据统计5参考点及通频带内参比实验室测试值与参考值的偏差5参考点及通频带内主导实验室测试值与参考值的偏差66.2数据分析76.3关于数据处理的说明77 测量不确定度评估87.1主导实验室测量不确定度评估8系统描述8建立数学模型8参考

2、灵敏度幅值测量的相对扩展不确定度Urel (S)9通频带内的灵敏度幅值相对扩展不确定度Urel (St)14中频振动基准不确定度评定结论157.2参加比对实验室测量不确定度168比对结论168.1测试值与参考值比较168.2 En比法168.3总结性意见179 建议17附录1. 数据图表19附录2. 参加比对的单位和人员名单61中频振动激光绝对法基、标准装置量值比对技术报告1 比对概况根据国家质量监督检验检疫总局计量司质检量函200429号“关于下达2004年计量器具量值比对工作的通知”，按照附件一的要求，由全国振动冲击转速计量技术委员会归口，中国计量科学研究院作为主导实验室，国家航空、航天、

3、工程物理、热工电力、地震等科技部门的振动计量实验室和中国测试技术研究院、陕西省计量测试研究所共10个实验室参加了比对。1.1比对方案及细则的确定2005年3月在北京全国振动冲击转速计量技术委员会组织的工作会议上对主导实验室提交的比对方案及细则进行了初审。主导实验室根据专家和技术委员会秘书处的意见和建议，对其进行了进一步修改和完善，并重新提交秘书处。4月17日全国振动冲击转速计量技术委员会在北京组织召开了比对工作的技术研讨会，与会的专家有中国计量科学研究院的林鸿初研究员，徐殷高工；中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所的何天祥研究员；航天科技集团一院102所的高金芳研究员等 。参加比

4、对的实验室（除中国测试技术研究院外）均派了代表参会。由林鸿初和何天祥研究员作为主审主持了对主导实验室提交的“比对方案及细则”的审查和讨论。洪宝林总工对比对技术问题作了重要发言，并对比对评价的依据提出了宝贵意见。与会代表对主导实验室编写的中频振动激光绝对法基、标准装置量值比对“比对方案及细则”进行了认真的讨论，对个别条款提出了修改意见并取得了一致的意见；对比对工作可能遇到的问题也进行了认真的讨论和研究；确定了比对的实施计划和时间安排。会议还对一些曾经建有激光绝对法振动标准装置的单位不能参加比对提出质疑，希望有条件的实验室都能参与这次比对任务。根据会议的提议，主导实验室给北京市计量检测科学研究院和

5、上海市计量测试技术研究院发函征询参加比对的意见。北京计量院回复不能参加比对的原因为装置“基本配置不全，标准器早已无法正常使用”，上海计量院回复不能参加比对的原因为“绝对法振动标准装置已于1998年9月撤销”（以上均有回复公函）。此外，中国地震局地球物理研究所的激光绝对法振动标准装置因为一直未建标，且标准器多年未检定，也无法参加比对。主导实验室根据此次会议的精神，对比对方案及细则进行了修改，形成了比对工作的最终指导性和技术依据的文件。1.2比对工作的完成情况2005年4月21日由在京的中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所和航天科技集团一院102所两个振动实验室作为试点，开始了比对数

6、据的采集工作。全国范围的比对工作历时四个月，于8月20日结束。表1. 参加比对工作单位的名单序号参加比对单位的名称图表中的简称1中国计量科学研究院计量院2中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所304所3航天科技集团一院102所102所4中国测试技术研究院机械研究所中测院5中国工程物理研究院计量测试中心工程物理院6陕西省计量测试研究所陕西计量所7西安热工研究院有限公司西安热工院8中国地震局工程力学研究所工程力学所9浙江省电力试验研究所浙江电力所10中国地震局地球物理勘探中心振动标定实验室河南计量站共有10个实验室参加了这项工作。需要说明的是；原要求参加比对的中国飞行实验研究院，经现场

7、的研究论证，认为装置中的频比记数器或显示器部分电路损坏，已不具备绝对法测量能力。经主导实验室与所在单位领导协商和确认，该院同意放弃参加此次比对工作。比对过程中，各参比单位都给予了主导实验室工作上的最大支持。各参比实验室的技术人员表现出了极大的工作热情和工作的积极性。一些单位的负责人和主管部门领导直接过问并给予工作指导。由于需要通过对两套标准套组的绝对法校准来实现数据比对，各参比实验室都付出了大量劳动以获取80组约1600个数据。因此在三天的工作中实验室的技术人员非常辛苦，通常要加班到八、九点钟。通过大家的共同努力，克服了各种困难，按时递交了原始数据，保证了比对工作的顺利进行。需要提出的是；西安

8、热工研究院有限公司和浙江省电力试验研究所的技术人员甚至通宵加班以现场完成全部上报数据。中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所根据主导实验室的要求先后对两套标准套组进行了两次测试，各参加比对实验室在规定的时间内，按时完成了比对测试工作。2 传递标准 选择B&K公司生产的8305标准压电加速度计作为传递标准，根据实际考察，这种传感器十年的灵敏度变化量小于千分之一。满足生产厂商声称的年稳定度优于万分之一的指标，也完全满足比对的不确定度要求。此外它的传递面安装反射镜比较方便，实验室技术人员对这种传感器也非常熟悉。传感器的适配器选用2525型和2650型，因为公认它们的稳定性好。为了

9、提高比对的安全系数，在这次比对中主导实验室提供了两套标准套组，虽然加大了比对的工作量和数据量，但这样做可以防止在比对过程中，标准套组发生故障导致在此之前取得的比对数据失效。确保比对工作安全有序地进行。此外，两套数据可使统计更准确，更具有公正性和说服力。3 比对技术方案比对线路采用花瓣式，以大区或省、市为比对单元。每完成一个单元的比对工作，主导实验室都对传递标准进行一次校核。由于参加比对的两套标准套组工作频段存在较大差异，加速度输出能力也不尽相同。因此比对内容包括了20Hz至2000Hz的12个频率点以及10m/s2至100m/s2的4个加速度点。保证了每个实验室根据自己的能力完成全部或部分工作

10、点的测试后，都会有较多的数据参加比对。4 比对试验结果判定标准(1) 参比实验室的校准结果，经剔除离群值后取平均值做为参考值。离群值判定的原则是：取平均值后其测试值仍偏离平均值1.0以上的值认为是离群值。剔除离群值后，各实验室的校准结果再取平均值做为参考值。(2) 根据各个工作点的校准结果，计算出实验室的测试值与参考值的偏差，作为比对结果的主要判定依据。(3) 各参加比对实验室的测量结果不确定度评估应符合下式要求：式中：x参比实验室的测量结果；X主导实验室的测试值；Ulab参比实验室测量结果的不确定度（k=2）；Uref主导实验室指定参考值的测量不确定度（k=2）。可接受；不能接受。5 比对试

11、验数据在20Hz到800Hz的全量程振动量值比对，包括参考点的加速度电荷灵敏度、频率响应和幅值线性度的量值比对。5.1参考点的加速度电荷灵敏度在参考频率点80 Hz和160Hz，加速度幅值为10 m/s2、20 m/s2 、50 m/s2、100m/s2下进行加速度电荷灵敏度的比对。01号、02号套组的灵敏度与平均值的偏差见表1表8。5.2频率响应在指定的频率点20 Hz、40 Hz、80 Hz、120 Hz 、160 Hz、315 Hz、630 Hz和800 Hz（有条件的单位增加1250Hz、2000Hz这两个频率点）下，进行频率响应的比对实验。各实验室对01号套组频响、灵敏度的测试值与平

12、均值比较的偏差比对数据见附录表1附录表4 ，其比对结果图见附录图1附录图8；各实验室对02号套组频响、灵敏度的测试值与平均值比较的偏差比对数据见附录表5附录表8 ，其比对结果图见附录图11附录图18。5.3幅值线性度根据各单位装置的能力，在5.2中规定的频率点上复现10 m/s2、20 m/s2 、50 m/s2、100m/s2加速度幅值，并得出加速度计幅值灵敏度。参考点（80Hz、160Hz）的幅值线性度见附录表9（01号套组）、附录表10（02号套组）。80 Hz及160 Hz下,01号套组各实验室测量值与参考值（平均值）差值柱形图见附录图9，附录图10 ；02号套组各实验室测量值与参考值

13、（平均值）差值柱形图见附录图19，附录图20。说明：1. 为了便于数据统计，各参加比对实验室在统计表中依实验顺序统计。2. 文中和图表中提到的参考值均是指参比实验室实验数据的算术平均值。6 比对实验数据的统计分析6.1数据统计在参考点（80 Hz和160Hz）及全频段的四个加速度点(10 m/s2、20 m/s2 、50 m/s2和100m/s2)上，通过对参比实验室的测试值与参考值的偏差进行统计分析，结果如下：参考点及通频带内参比实验室测试值与参考值的偏差表2. 参考点处参比实验室测试值与参考值偏差的最大值加速度 （m/s2）80Hz160Hz参比实验室数偏差的最大值（）参比实验室数偏差的最

14、大值（）1号2号1号2号1010-0.170.32100.21-0.2320100.570.45100.240.265090.190.3790.260.331005-0.09-0.117-0.130.23在四个加速度点上给出的参比实验室测试值与参考值偏差的16个最大值中，11个值0.3（占69）；3个值为0.30.4（占19）；最大的两个值分别为0.45和0.57（占12）。它出于同一实验室，而该实验室提供的测量结果不确定度为1(k=2)，经计算也完全满足其给定的不确定度。统计说明参考点的比对测试结果令人满意。表3. 通频带内参比实验室测试值与参考值偏差的最大值加速度（m/s2）频率（2016

15、0）Hz频率（3152000）Hz参比实验室数偏差的最大值（）参比实验室数偏差的最大值（）1号2号1号2号1010-0.510.674（315630）Hz-0.86-0.6520100.590.724（315630）Hz-0.70 -0.74509-0.390.467（3152000）Hz-0.61-0.7310060.210.286（3152000）Hz-0.76-0.80从上表可以看到：两个标准套组在四个加速度点上，各实验室在（20160）Hz频段的四个加速度点测试值与参考值偏差的最大值分别为0.59和0.72。在100m/s2加速度下偏差最小。在（3152000）Hz频段内的四个加速度点

16、上，测试值与参考值偏差的最大值分别为0.86和0.80。统计说明通频带的比对测试结果是令人满意的。 参考点及通频带内主导实验室测试值与参考值的偏差表4. 参考点处主导实验室测试值与参考值的偏差加速度（m/s2）偏差（）(80Hz)偏差（）(160Hz)1号2号1号2号10-0.090.01-0.070.0420-0.12-0.06-0.03-0.0350-0.010.01-0.010.001000.030.090.040.03表5. 通频带内主导实验室测试值与参考值偏差的最大值加速度（m/s2）偏差的最大值（）(20160)Hz偏差的最大值（） (3152000)Hz1号2号1号2号10-0.

17、13-0.04（315630）Hz0.110.3920-0.14-0.12（315630）Hz-0.190.36500.060.06（3152000）Hz0.18-0.321000.050.12（3152000）Hz0.320.24以上统计说明中频振动国家基准装置测量结果准确可靠。6.2数据分析通过频率响应偏差曲线图和偏差柱形图，可看到很多实验室测试值在参考点和一些频段与参考值接近，较好地反映出了实验室的检测/校准能力。尤其是浙江省电力试验研究所和西安热工研究院有限公司在全频段的比对数据都比较好。分析其原因，比对前这些实验室在人力物力上加大了投入，技术人员也作了充分细致的技术准备工作(如提前送

18、检标准器进行实验室的预比对，清洗轴承系统等)，所有这些因素都为圆满完成比对工作提供了强有力的技术支撑。陕西省计量测试研究所，中国地震局工程力学研究所和中国地震局地球物理勘探中心振动标定实验室在一些测试点偏差略大，分析原因是以上实验室均为低频振动系统，在较大推力下可能诱发了干涉仪的不稳定，造成测量误差的加大。对这些单位，小于20 Hz低频段的比对数据更能反映和代表这些装置的最佳性能。10个参加比对的实验室中，1个实验室的比对数据出现了离群值，分析见后。6.3关于数据处理的说明l 中国地震局地球物理勘探中心振动标定实验室在两个标准套组的比对测试中，在80Hz和120Hz频率点，10m/s2、20m

19、/s2和50m/s2 三个加速度下，各有五个测试值因为离群而在统计中被剔除（占其测试数据量的21.7）。其原因是干涉仪支架受振动台影响发生颤动。在所有比对测试数据统计中，离群值占统计数据总量的1.79。l 航天科技集团一院102所在315Hz1250Hz频率范围使用了70 m/s2加速度，为便于统计，把这些数据归并到50 m/s2数据列。l 浙江省电力试验研究所在比对期间对两个标准套组进行了两次测试并提供了两套数据。两次实验分别在传感器顶部安装了小反射镜和大反射镜。考虑到实验条件的一致性，统计中采用了前一组【（01）05812】数据。此外。第二组数据在100Hz点出现了下陷，也不宜采用。由于实

20、验频率存在偏差，数据统计中对偏差较大的点进行了修正，对统计影响0.03的点未予修正。7 测量不确定度评估7.1主导实验室测量不确定度评估系统描述中频振动国家基准主要由激振系统、迈克尔逊激光干涉仪、测量系统等组成，主要技术指标为：频率范围（20 2000）Hz；最大加速度100 m/s2；加速度波形失真度2%；横向振动比5%。它采用国际标准推荐的第一种绝对校准方法“条纹计数法”，通过迈克尔逊激光干涉仪精确测量振动位移量。在已知频率下，通过条纹数复现加速度： 单位：m/s2同时从电压表连续读取振动标准套组的电压输出值。用下式计算在所需振动频率和加速度幅值下的振动标准套组灵敏度： 单位：V/（m&#

21、215;s-2）以B&K公司生产的3506振动标准套组（8305标准加速度计/2525电荷放大器）为例，进行灵敏度测量不确定度评估。建立数学模型振动测量中被测量Y无法直接测量，它是通过基于泰勒级数一阶近似的函数关系，从 N个输入量得到： 。用表示被测量的估计值，对输入量的值使用输入估计值获到。因此有：使用不确定度传播定律，得到合成标准不确定度：式中为灵敏系数。由于上述各输入量相互之间独立无关，由函数误差理论可得到灵敏度测量的相对合成不确定度为：灵敏系数的绝对值均为ci=1 。参考灵敏度幅值测量的相对扩展不确定度Urel (S) 在参考频率(160Hz)、参考加速度(100m/s2)，放

22、大器增益和截止频率设置固定的条件下，标准不确定度分量为：1) 振动标准套组输出电压测量引入的标准不确定度分量 使用Agilent的3458A真有效值电压表读取振动标准套组的电压输出。从检定证书得到，在测量范围 10-2V10V内，电压测量误差为0.02%，测量准确度优于读数的0.05%；估计由电压幅度测量误差引入的对测量不确定度评估的贡献值为0.05%，认为是均匀分布，有： 。2) 总谐波失真对标准套组输出电压测量影响的标准不确定度振动台不可能产生纯正弦运动，所以不可避免地存在谐波失真。并且除谐波失真外还混杂有交流噪声或哼声。认为三次谐波对灵敏度测量的影响最为显著，因此将其所引入的灵敏度误差作

23、为总谐波失真所引起的测量误差。在160Hz处实测，中频振动国家基准振动台加速度谐波失真1.25。由其带给电压测量的最大相对误差为：±0.15%。认为是均匀分布,有： 。3) 横向、摇摆和弯曲振动对标准套组输出电压测量影响的标准不确定度认为横向振动影响为最大。8305标准加速度计最大横向灵敏度比不大于2%。规程要求绝对法振动台台面中心横向加速度幅值应不大于主振方向加速度幅值的5%，实测160Hz点，台面横向振动比为3.42%。 如果标准加速度计的横向灵敏度方向和振动台的横向激振方向已知，但相对方向未知，360°内合成的方差为：。式中、分别为标准加速度计的横向灵敏度和振动台台面

24、横向振动。假设两个量未知，但在上述已知横向灵敏度比和振动比范围内呈矩形分布，则，由横向振动引入电压测量的误差为，所以 。4) 位移量化对位移测量的影响引入的标准不确定度分量 振动位移幅值测量的主要误差是位移量化误差。量化误差主要由振动位移、条纹频比计数和激光波长等误差确定。设光电信号频率为，振动信号频率，N为干涉条纹数，被测振幅。当倍乘率为10时，频比计数误差为。当计数器触发电平的设置不同时，光电信号中的零碎条纹信号就会有被计入或不被计入两种可能，因此产生零碎条纹计数误差。认为其最大相对误差为。振动位移幅值测量的主要误差为。其中波长误差可忽略不计，其它两项均为位移量化误差，并是具有均匀分布规律

25、的随机误差，f160Hz、a100m/s2时，N1250.9，有： 。5) 触发滞后对位移测量的影响引入的标准不确定度分量 由频比计数器说明书得到其触发误差为±0.3%,倍乘率为10，为正态分布的随机误差，有： 。6) 滤波对位移测量影响（频率带宽的限制）引入的标准不确定度分量 中频振动国家基准激光干涉仪的光电接收器采用的是直流宽带放大器，平直段带宽大于8MHz，滤波的影响可以忽略。估计由适配放大器高低通滤波器的滤波作用引入的位移测量误差小于0.05%，认为是均匀分布，有： 。7) 电压干扰对位移测量影响引入的标准不确定度分量 l 系统噪声的影响功率放大器不加信号时，测得振动台最大输

26、出噪声0.7mV，相当于0.076 m/s2。它是功放热噪声，空气轴承中气流扰动，电压测量系统噪声以及其它背景噪声等影响因素的综合。振动台台面加速度波形失真度实际包含了这种噪声影响，为避免重复计算，忽略不计。l 条纹数的跳变参考点处条纹跳变一般不大于0.5条。它主要由地面扰动、电网电压扰动或光电测量回路中的随机噪声所引起。其引入的加速度计电压输出误差约为0.03%，认为是均匀分布，有： 。8) 运动干扰对位移测量的影响引入的标准不确定度分量 加速度计安装面涂有硅脂，并按2Nm的安装力矩，用螺栓将标准加速度计安装在振动台台面上。测量反射镜用蜂蜡贴牢在标准加速度计传递面上。振动台运动部分偏离运动主

27、方向造成加速度计传递面与干涉仪测量光斑之间产生相对运动，估计由运动干扰引入的误差小于0.02%，认为是均匀分布，有： 。9) 相位干扰对位移测量的影响引入的标准不确定度分量 由于电源电扰动，空气气流扰动、功放热噪声以及干涉仪基座的热平衡过程都会产生动态的相位噪声。估计由相位扰动对位移幅值测量的影响引入的误差小于0.01%，认为是均匀分布，有： 。10) 其它干涉对位移测量的影响引入的标准不确定度分量标准加速度计和测量反射镜上下两个端面的平行度误差，以及反射镜粘接胶面不均匀带来的的平行度误差，会造成传感器灵敏轴方向与激光光束间形成q角。由q角引入的余弦误差为，服从投影分布。本例中通过实验，由反射

28、镜位置的最大调整量和振动台台面到干涉仪的距离估算出q值，0.135，其引入的标准不确定度分量： 。 光路调整中如果测量光与测量反射镜不垂直，入射光与反射光就会不重合；再则干涉仪光路也会产生热漂移，综合考虑估计由这些干涉影响带入的测量误差0.02%，认为是均匀分布，有 ： 。 有： 。11) 振动频率测量（频率发生器和指示器）引入的标准不确定度分量 振动信号角频率（w=2pf）对测量结果起着关键性的作用。本测量系统使用的信号源为HP33220A，其频率准确度为2×10-6。用频率计测量振动频率或周期，考虑诸如时标准确度、触发误差，以及频率漂移和在(23±2)范围的温度影响等，

29、认为其对测量不确定度评估的贡献值为0.03%，所以： 。12 ) 其它对灵敏度测量影响引入的标准不确定度分量 l 算术平均值的实验标准偏差引入的A类标准不确定度分量表6. 算术平均值的实验标准偏差测量次数(N)12345678910电压测试值（mVRMS）921.46921.50921.53921.52921.52921.50921.49921.49921.51921.42算术平均值（mVRMS）921.494平均值标准差（mVRMS）0.0103 A类标准不确定度分量 。l 采样不同步对灵敏度测量影响引入的标准不确定度分量 由于测量条纹数、电压和频率（或周期）的频比计数器、电压表和频率计各自

30、有自己的时标，采样时间不相同，所以当振动台输出不稳定时，无法实现同步计数，估计由此带来的灵敏度测量的误差约为0.03%，认为是均匀分布，则有： 。重复测量中的随机影响和算术平均值的实验标准偏差引入的合成标准不确定度为：0.0173% 。表7. 参考点灵敏度幅值测量的标准不确定度分量和相对扩展不确定度 序号不确定度来源分布灵敏系数相对标准不确 定度分量（%）1振动标准套组输出电压的测量（电压表）均匀 10.02892总谐波失真对标准套组输出电压测量影响均匀 10.08663横向加速度对振动标准套组输出电压测量的影响正态（1s）10.02284位移量化对位移测量的影响均匀 10.04855触发滞后

31、对位移测量的影响正态 310.01006滤波对位移测量的影响均匀 10.0297电压干扰对位移测量的影响均匀 10.01738运动干扰对位移测量的影响均匀 10.01159相位干扰对位移测量的影响均匀 10.0057710其它干涉对位移测量的影响投影均匀 3/1010.042111振动频率的测量均匀 10.017312对灵敏度测量的其它影响均匀 10.0173相对的合成标准不确定度0.122%参考条件下灵敏度幅值测量的相对扩展不确定度 (k=2)0.24%通频带内的灵敏度幅值相对扩展不确定度Urel (St) 1) 由参考条件下得到的灵敏度幅值不确定度引入的标准不确定度分量由前节可知，参考条件

32、下灵敏度测量的标准不确定度的分量为： 。2) 适配放大器增益误差引入的标准不确定度分量所用适配放大器B&K 2525增益档为输入和输出各20dB，测得最大增益误差为0.3%，认为是均匀分布，有： 。3) 由标准套组恒定的幅频特性（频响误差）偏差引入的标准不确定度分量在通频带内测得该标准套组频率响应,认为是均匀分布,有： 。4) 振幅对适配放大器增益的影响引入的标准不确定度分量估计振动台振幅对适配放大器增益的影响引入的误差为0.03%,认为是均匀分布,有: 。5) 振幅对标准加速度计灵敏度幅值的影响引入的标准不确定度分量估计由振动台振幅不稳定所引入的加速度计灵敏度测量误差小于0.03,认

33、为是均匀分布,有: 。6) 适配放大器增益稳定性和电源阻抗对增益的影响引入的标准不确定度分量估计适配放大器增益稳定性和电源阻抗对增益的测量带来的误差小于0.02，认为是均匀分布，则： 。7) 标准加速度计灵敏度幅值的稳定性引入的标准不确定度分量8305标准加速度计灵敏度的年稳定度优于0.2,可认为是正态分布，则： 。8) 环境对适配放大器增益的影响引入的标准不确定度分量试验环境对参考放大器增益影响带来的误差估计不大于0.01，可视之为均匀分布，则： 。9) 环境对振动标准套组灵敏度幅值的影响引入的标准不确定度分量估计环境温度、安装扭矩、电缆固定等对标准加速度计灵敏度幅值影响小于0.05%,并可

34、视之为均匀分布,有: 。表8. 通频带内的标准不确定度分量 和相对扩展不确定度序号不确定度来源分布灵敏系数相对标准不确定度分量（%） 1在参考条件下计算的灵敏度不确定度正态210.1222适调放大器不同增益设置时的偏差均匀 10.1733与标准套组恒定的幅值-频率特性的偏差均匀 10.2894振幅对适调放大器增益的影响均匀 10.01735振幅对标准加速度计灵敏度（幅值）的影响均匀 10.01736适调放大器增益的稳定性，电源阻抗对增益的影响均匀 10.01157标准加速度计灵敏度（幅值）的稳定性正态310.1158环境对适调放大器增益的影响均匀 10.005779环境对振动标准套组灵敏度（幅

35、值）的影响均匀 10.0289相对合成标准不确定度0.378%通频带内的灵敏度幅值测量的相对扩展不确定度 (k=2)0.76%中频振动基准不确定度评定结论中频振动国家基准测量本例振动标准套组灵敏度幅值的扩展不确定度(k2)为：0.24%(160Hz，100m/s2)；0.76%(通频带)。从分析计算可知，分析给出的不确定度优于国际标准ISO 16063-11灵敏度幅值测量扩展不确定度0.5%（参考点）和1%（通频带）的要求。7.2参加比对实验室测量不确定度由于动态测量的复杂性和特殊性，影响测量准确性的不确定因素比较多，合理准确地评估振动测量的不确定度尚存在困难。鉴于国家计量检定规程没有明确规定

36、，无统一的参照标准，各实验室在不确定度评估方面存在较大差异。为便于分析，在本次比对数据的分析处理中，采用将参比实验室提供的不确定度都换算为包含因子k=2的扩展不确定度的方法。各参比实验室提供的不确定度值见下表。表9. 各实验室提供的扩展不确定度(k=2)参比实验室名称不确定度中国计量科学研究院0.24%（160Hz） 0.76%（通频带）中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所0.50%（160Hz） 1.0%（通频带）航天科技集团一院102所0.50%（160Hz） 1.0%（通频带）中国测试技术研究院机械研究所0.34%（160Hz） 0.67%（通频带）中国工程物理研究院计量测

37、试中心0.50%（160Hz） 1.0%（通频带）陕西省计量测试研究所0.50%（160Hz） 1.0%（通频带）西安热工研究院有限公司0.50%（160Hz） 1.0%（通频带）中国地震局工程力学研究所1.0%（通频带）浙江省电力试验研究所0.50%（160Hz） 1.0%（通频带）中国地震局地球物理勘探中心振动标定实验室1.0%（160Hz） 2.0%（通频带）8比对结论8.1测试值与参考值比较根据第4部分-比对结果判定标准和比对实验数据分析，在160Hz参考点各实验室测试值与参考值最大偏差为0.33；通频带内各实验室测试值与参考值的最大偏差为0.86。8.2 En比法依据比对方案及细则附

38、件3. En比法，进行比对结果的评价与判定。公式：式中：x参比实验室的测量结果；X主导实验室的测试值；Ulab参比实验室测量结果的不确定度（k=2）；Uref主导实验室指定参考值的测量不确定度（k=2）。其评定标准为：当时，认为比对实验结果可接受；时，则认为比对实验结果不可接受。以主导实验室的实验数据为参考，用上述方法对参加比对实验室的比对实验结果进行判定，160Hz参考点及通频带内的判定结果见附录表11附录表12（1号套组）和附录表13附录表14（2号套组）。在160Hz参考点，10个实验室的测试结果都在其给定的不确定度范围内。在通频带内，有9个实验室的最大偏差在自己的不确定度评估范围内。8

39、.3总结性意见l 此次比对各实验室的实验数据客观、真实、可信，它是对各参加比对实验室检定/校准能力的综合评价。它较为客观地反映了各技术机构标准装置的测量能力、检定人员的技术水平以及国内激光绝对法振动标准装置的现状。l 通过比对可得到这样一个结论：目前国内中频振动激光绝对法基标准装置基本满足振动量值传递和溯源体系的要求，但整体的技术水平和自动化检测能力有待于进一步完善和提高。9 建议参加这次比对的激光绝对法振动测量基、标准装置，均采用条纹计数法，是国际标准ISO16063-1 1998 及ISO16063-11 1999推荐的主要方法。这些装置基本上维护良好，为全国振动量值的可遡源性及量值传递的

40、准确性和一致性提供了基本保证。通过比对工作的总结，特提出以下建议：1) 参加比对的装置多建于八十年代或九十年代初期，已显陈旧。一些通用电子设备，如标准信号发生器、通用计数器等急需更新。各参比单位应加大经费投入。2) 各参比单位应对本次比对工作进行全面总结，找出本单位存在的问题，加以改进和提高。3) 加强计量检定人员的技术培训工作，提高技术人员对基、标准装置的操作水平和对仪器设备的使用、维护水平。4) 加强激光绝对法振动测量标准装置的管理和维护工作，使标准装置工做稳定可靠，保证振动量值传递的准确性和一致性。附录1. 数据图表 表1. 加速度10 m/s2下频率响应比对数据（01号套组）参比实验室

41、名称20Hz40Hz60Hz80Hz100Hz120Hz灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %计量院0.12987-0.070.12996-0.080.12999-0.130.13001-0.090.130050.060.130040.02304所0.12983-0.100.12984-0.170.12988-0.210.12997-0.120.130050.060.130160.08102所0.130320.270.130310

42、.190.130290.100.130210.070.130230.200.130390.25中测院0.12942-0.420.12979-0.210.12982-0.260.12990-0.170.12987-0.080.129880.14工程物理院0.130050.070.130130.050.130170.010.130190.050.12982-0.120.129930.10陕西计量所0.130330.280.130340.210.130290.100.130320.150.130090.090.129720.26西安热工院0.130210.190.130120.040.130260.

43、080.130210.070.130110.100.130210.11工程力学所0.12995-0.010.130590.410.130370.170.130200.060.130080.080.130080.01浙江电力所0.12995-0.010.13000-0.050.13011-0.030.13009-0.020.130130.120.130150.07河南计量站0.12970-0.200.12954-0.400.130360.160.133852.860.12931-0.510.1479213.73平均值0.129963/0.130062/0.130154/0.130122/0.12

44、9974/0.130062/最大值0.130330/0.130590/0.130370/0.130320/0.130230/0.130390/最小值0.129420/0.129540/0.129820/0.129900/0.129310/0.129720/与平均值的最大差值0.000543/0.000528/0.000334/0.000222/0.000664/0.000342/续表1. 加速度10 m/s2下频率响应比对数据（01号套组）参比实验室名称160Hz315Hz630Hz800Hz1250Hz2000Hz灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC

45、/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %计量院0.13006-0.070.130180.110.13019/304所0.13004-0.08/102所0.130200.04/中测院0.12997-0.140.130210.14/工程物理院0.130160.01/陕西计量所0.130420.21/西安热工院0.130210.050.130830.61/工程力学所0.130260.09/浙江电力所0.13014-0.01/河南计量站0.13001-0.110.12891-0.860.13036/平均值0.1301

46、47/0.130033/0.130275/最大值0.130420/0.130830/0.130190/最小值0.129970/0.128910/0.130190/与平均值的最大差值0.000273/0.001123/0.000085/表2. 加速度20 m/s2下频率响应比对数据（01号套组）参比实验室名称20Hz40Hz60Hz80Hz100Hz120Hz灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %灵敏度pC/(m.s-2)偏差 %计量院0.13001-0.020.1

47、3007-0.050.13009-0.140.13011-0.120.130150.010.130150.02304所0.130210.130.12987-0.200.13002-0.200.13007-0.150.130130.000.13010-0.02102所0.130200.130.130210.060.13010-0.130.13020-0.050.13011-0.020.13012-0.01中测院0.12949-0.420.12994-0.150.12998-0.230.13002-0.190.13001-0.100.13006-0.05工程物理院0.12997-0.050.13008-0.040.13015-0.100.13012-0.110.130160.020.13008-0.04陕西计量所0.130500.360.130460.250.130430.120.130420.120.130310.140.12993-0.15西安热工院0.130140.080.130210.060.13023-0.030.13024-0.020.130140.000.130180.04工程力学所0.130030.000.130460.250.131040.590.131010.570.130250.090.130240.09浙江电力所/0.130130.000.13019