JJF××××—××××標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于頻率范圍0.1Hz~1.2kHz、角加速度幅值范圍0.01rad/s2~3000rad/s2的標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)的校準(zhǔn)，其他頻率范圍或角加速度幅值范圍的標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)參照?qǐng)?zhí)行。引用文件本規(guī)范引用下列文件：JJF1156振動(dòng)沖擊轉(zhuǎn)速計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義GB/T20485.15/ISO16063-15振動(dòng)與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第15部分：激光干涉法角振動(dòng)絕對(duì)校準(zhǔn)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。術(shù)語(yǔ)JJF1156界定的以及下列術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)適用于本規(guī)范。3.1角振動(dòng)臺(tái)徑向振動(dòng)比radialvibrationratioforangularvibrationexciter：對(duì)角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面徑向振動(dòng)程度的度量。測(cè)試時(shí)應(yīng)使用三向加速度計(jì)安裝在臺(tái)面中心，垂直于回轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)方向加速度幅值的最大值與激光干涉儀測(cè)量點(diǎn)處切線方向的加速度幅值的比值。概述標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)主要由以高精度回轉(zhuǎn)空氣軸承作為動(dòng)圈支撐的角振動(dòng)臺(tái)、功率放大器和控制測(cè)量系統(tǒng)等組成。標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正弦角運(yùn)動(dòng)激勵(lì)，一般采用激光干涉法或精密光柵進(jìn)行絕對(duì)法測(cè)量，用于校準(zhǔn)角振動(dòng)傳感器和角振動(dòng)測(cè)量?jī)x器。其中角振動(dòng)臺(tái)按驅(qū)動(dòng)方式可分為兩種：電動(dòng)式角振動(dòng)臺(tái)和基于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的角振動(dòng)臺(tái)。電動(dòng)式角振動(dòng)臺(tái)采用的基本原理是洛倫茲力定律，即當(dāng)電流流過(guò)磁場(chǎng)中的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)受到一個(gè)與電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的力，角振動(dòng)臺(tái)置于磁路氣隙中的線圈，在洛倫茲力的作用下產(chǎn)生動(dòng)態(tài)扭矩，激勵(lì)裝有被校角振動(dòng)傳感器的測(cè)量臺(tái)面實(shí)現(xiàn)角振動(dòng)。如圖1所示為角振動(dòng)臺(tái)示例（功能示意圖），由于受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制，其最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度有限制；基于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的角振動(dòng)臺(tái)采用商用電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造，沒有最大幅值限制，可以360度回轉(zhuǎn)，但是受電氣時(shí)間常數(shù)的制約工作頻率上限較低。1——角加速度計(jì)2——衍射光柵3——空氣軸承4——外殼5——線圈6——磁體圖1.角振動(dòng)臺(tái)示例（功能示意圖）計(jì)量特性標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)的計(jì)量特性見表1。表1.標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)計(jì)量特性序號(hào)計(jì)量特性技術(shù)指標(biāo)1磁通密度不大于5mT2信號(hào)噪聲比≥60dB3頻率示值誤差優(yōu)于±0.05%4角加速度諧波失真度≤5%(0.1Hz~1.2kHz)5角速度諧波失真度≤2.5%(0.1Hz~10Hz)6幅值穩(wěn)定性≤0.1%7頻率穩(wěn)定性≤0.05%8徑向振動(dòng)比≤1%9最大角加速度幅值/10幅值控制誤差優(yōu)于±5%注：以上技術(shù)指標(biāo)不作為合格性判定條件，僅供參考。校準(zhǔn)條件6.1校準(zhǔn)環(huán)境條件環(huán)境溫度：（23±3）℃；相對(duì)濕度：不大于75%；周圍無(wú)強(qiáng)震動(dòng)源；無(wú)腐蝕性氣、液體；無(wú)強(qiáng)電磁環(huán)境。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備校準(zhǔn)用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備如下表2所示。表2.測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備技術(shù)指標(biāo)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)/設(shè)備名稱技術(shù)指標(biāo)校準(zhǔn)參數(shù)1特斯拉計(jì)測(cè)量不確定度2%（k=2）磁通密度2動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀A級(jí)動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀信號(hào)噪聲比頻率示值誤差諧波失真度幅值穩(wěn)定性頻率穩(wěn)定性徑向振動(dòng)比幅值控制誤差最大角加速度幅值3數(shù)字電壓表（可選）交流電壓幅值0.05%（k=2）4頻率計(jì)（可選）0.01%（k=2）5角加速度計(jì)套組靈敏度幅值測(cè)量不確定度：2%（k=2）6三軸向加速度計(jì)套組靈敏度幅值測(cè)量不確定度：2%（k=2）；每個(gè)軸向的橫向靈敏度應(yīng)不大于3%7光纖陀螺靈敏度幅值測(cè)量不確定度：2%（k=2）8角運(yùn)動(dòng)激光測(cè)量?jī)x（可選）幅值測(cè)量不確定度：1%~3%（k=2）9加速度計(jì)套組靈敏度幅值測(cè)量不確定度：2%（k=2）；橫向靈敏度應(yīng)不大于3%校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見表3。表3校準(zhǔn)項(xiàng)目表序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)方法1磁通密度7.2.12信號(hào)噪聲比7.2.23頻率示值誤差7.2.34諧波失真度7.2.45幅值穩(wěn)定性7.2.56頻率穩(wěn)定性7.2.57徑向振動(dòng)比7.2.68最大角加速度幅值7.2.79角加速度幅值控制誤差*7.2.8注:標(biāo)“?”的校準(zhǔn)項(xiàng)目?jī)H當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)的控制系統(tǒng)中具備這些功能，且這些功能無(wú)法脫離角振動(dòng)臺(tái)單獨(dú)使用時(shí)，需要校準(zhǔn)。7.2校準(zhǔn)方法7.2.1磁通密度當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)處于工作狀態(tài)時(shí)，用特斯拉計(jì)測(cè)量傳感器安裝位置的磁通密度，記為磁通密度。7.2.2信號(hào)噪聲比角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面空載時(shí)，把角加速度計(jì)剛性的安裝在角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，角加速度計(jì)的測(cè)量軸與角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的回轉(zhuǎn)軸平行，角加速度計(jì)套組的的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀（或數(shù)字電壓表）。當(dāng)角振動(dòng)臺(tái)處于工作狀態(tài)，功率放大器（或驅(qū)動(dòng)器）增益調(diào)至最大，且無(wú)激勵(lì)信號(hào)輸入時(shí)，測(cè)量臺(tái)面噪聲的等效角加速度幅值α0，并按公式（1）計(jì)算出臺(tái)面信噪比MM=20lg式中：αmax——角振動(dòng)臺(tái)額定角加速度幅值，rad/s2α0——無(wú)激勵(lì)信號(hào)輸入，臺(tái)面噪聲等效角加速度幅值，rad/s27.2.3頻率示值誤差把角加速度計(jì)或光纖陀螺剛性的安裝在角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，角加速度計(jì)或光纖陀螺的測(cè)量軸與角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的回轉(zhuǎn)軸平行，角加速度計(jì)套組或光纖陀螺的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀（或頻率計(jì)）。在標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)的工作頻率范圍內(nèi)，適當(dāng)選取包括上、下限頻率及參考頻率在內(nèi)的不少于10個(gè)頻率值進(jìn)行校準(zhǔn)，記錄實(shí)測(cè)頻率值，按公式（2）計(jì)算出角振動(dòng)臺(tái)的頻率示值誤差δfδf式中：δff0f17.2.4諧波失真度把角加速度計(jì)或光纖陀螺剛性的安裝在角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，角加速度計(jì)或光纖陀螺的測(cè)量軸與角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的回轉(zhuǎn)軸平行，角加速度計(jì)套組或光纖陀螺的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀。在標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)的工作頻率范圍內(nèi)，適當(dāng)選取包括上、下限頻率及參考頻率在內(nèi)的不少于10個(gè)頻率值，在各頻率的最大角加速度幅值下，按公式（3）測(cè)量角加速度或角速度諧波失真度。γ=式中：γ——角加速度或角速度諧波失真度，%；α1——基波的角加速度或角速度幅值，rad/s2α2——二次諧波的角加速度或角速度幅值，rad/s2α3——三次諧波的角加速度或角速度幅值，rad/s2α4——四次諧波的角加速度或角速度幅值，rad/s2α5——五次諧波的角加速度或角速度幅值，rad/s2注：當(dāng)五次諧波接近傳感器的安裝諧振頻率時(shí)，安裝諧振將增加諧波失真度的測(cè)量不確定度，此時(shí)建議采用角運(yùn)動(dòng)激光測(cè)量?jī)x或加速度計(jì)切向安裝方式測(cè)量諧波失真度。7.2.5幅值穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性把角加速度計(jì)或光纖陀螺剛性的安裝在角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，角加速度計(jì)或光纖陀螺的測(cè)量軸與角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的回轉(zhuǎn)軸平行，角加速度計(jì)套組或光纖陀螺的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀（或頻率計(jì)和數(shù)字電壓表）。選取參考頻率點(diǎn)（如160Hz或16Hz或其他），測(cè)量該頻率下臺(tái)面上的最大角加速度或最大角速度幅值，每隔10s記錄一次頻率和幅值，連續(xù)測(cè)量11次，其頻率和角加速度或角速度幅值在10s內(nèi)的穩(wěn)定性按公式（4）和公式（5）計(jì)算。Sf式中：Sf?f(i，i+1)maxfiSα式中：Sα?α(i，i+1)max——10s內(nèi)角加速度或角速度幅值的最大變化量，rad/s2αi，7.2.6徑向振動(dòng)比把三軸向加速度計(jì)剛性的安裝在角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面中心，三軸向加速度計(jì)套組的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀，選取參考頻率點(diǎn)（160Hz，80Hz，40Hz或16Hz），角振動(dòng)臺(tái)開到正常工作的最小角加速度幅值，同時(shí)測(cè)量并記錄垂直于回轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)互相垂直方向的加速度信號(hào)和角振動(dòng)臺(tái)面的角加速度幅值，按公式（6）計(jì)算出角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面徑向振動(dòng)比T。T=式中：α(t)——角加速度幅值，rad/srL——臺(tái)面激光或光柵測(cè)點(diǎn)axt,ay7.2.7最大角加速度幅值角振動(dòng)臺(tái)面空載時(shí)，把角加速度計(jì)剛性的安裝在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面中心，角加速度計(jì)套組的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀（或數(shù)字電壓表）。在角振動(dòng)臺(tái)的工作頻率范圍內(nèi)，選取參考頻率點(diǎn)（160Hz，80Hz，40Hz，16Hz，8Hz，4Hz或1Hz等），調(diào)節(jié)角振動(dòng)臺(tái)的功率放大器（或驅(qū)動(dòng)器）和控制系統(tǒng)，使角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面輸出正常工作的最大角加速度幅值，記錄為最大角加速度幅值。7.2.8角加速度幅值控制誤差把角加速度計(jì)剛性的安裝在角振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面中心，角加速度計(jì)套組的輸出接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀（或數(shù)字電壓表），在標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)的工作頻率范圍內(nèi)，適當(dāng)選取包括上、下限頻率及參考頻率在內(nèi)的不少于10個(gè)頻率值，在各頻率的最大角加速度幅值下，同時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)角振動(dòng)臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)的角加速度示值和動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀（或數(shù)字電壓表）的實(shí)測(cè)值，按公式（8）計(jì)算角加速度幅值控制誤差δαδf式中：δαα0——角加速度示值，rad/s2α1——實(shí)測(cè)角加速度，rad/s2校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告上反映。校準(zhǔn)證書或報(bào)告應(yīng)至少包括如下信息：a)標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報(bào)告”；b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c)如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，需說(shuō)明進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)；d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)），每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；e)送校單位的名稱和地址；f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性及應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接收日期；h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性及應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明；i)對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明；k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明；m)校準(zhǔn)證書及校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)，以及簽發(fā)日期；n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；o)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。經(jīng)校準(zhǔn)的掃描激光測(cè)振儀，發(fā)給校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告，加蓋校準(zhǔn)印章。復(fù)校時(shí)間間隔校準(zhǔn)時(shí)間間隔由用戶根據(jù)需要自定。確定原則是相鄰兩次校準(zhǔn)時(shí)間間隔內(nèi)，被校準(zhǔn)儀器的計(jì)量性能變化在實(shí)際需求允許的范圍內(nèi)。推薦校準(zhǔn)時(shí)間間隔為1年。附錄A校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)格式證書編號(hào)：A.1一般檢查A.2頻率示值誤差、諧波失真度、角加速度幅值控制誤差頻率Hz角加速度或角速度幅值rad/s2或rad/s頻率示值誤差%角加速度或角速度諧波失真度%角加速度幅值控制誤差%A.3其他1.磁通密度：mT;2.信號(hào)噪聲比：dB；3.參考頻率為：Hz時(shí)，頻率穩(wěn)定性：%，幅值穩(wěn)定性：%；5.參考頻率為：Hz時(shí)，臺(tái)面徑向振動(dòng)比：%。3.最大角加速度幅值：rad/s2；A.4測(cè)量不確定度：1.頻率測(cè)量不確定度為：2.角加速度幅值測(cè)量不確定度為：附錄B角加速度幅值的不確定度評(píng)定根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20485.15-2010中推薦的不確定度評(píng)定方法進(jìn)行角加速度幅值的測(cè)量不確定度評(píng)定。角加速度的測(cè)量流程如圖B.1所示。αα(+αd)角加速度計(jì)套組+動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀S圖B.1角加速度幅值的測(cè)量流程圖中：α——角加速度；αd——角加速度失真度；S——角加速度套組的靈敏度。角加速度幅值αm的測(cè)量模型為：αm式中：Vm——?jiǎng)討B(tài)信號(hào)分析儀測(cè)得的電壓信號(hào)幅值。實(shí)際測(cè)量中，考慮到傳感器安裝因素、失真度等都會(huì)對(duì)被測(cè)輸出電壓Vm的幅值的測(cè)量引入不確定度，因此角加速度幅值αm的數(shù)學(xué)模型擴(kuò)展為：αm由于式（B.2）中各輸入量相互之間不相關(guān)，角加速度幅值αm的測(cè)量不確定度為：uc,rel角加速度幅值αm的相對(duì)測(cè)量不確定度評(píng)定如表B.1所示：表B.1角加速度幅值αm的相對(duì)測(cè)量不確定度評(píng)定表不確定度來(lái)源描述相對(duì)擴(kuò)展不確定度或估計(jì)誤差分量的范圍/%概率分布模型因子x靈敏度系數(shù)c相對(duì)不確定度貢獻(xiàn)uS角加速度計(jì)幅值靈敏度（10Hz~500Hz）1正態(tài)210.5Vm交流電壓幅值的測(cè)量不確定度0.2矩形√310.12I（Vm，T）溫度變化對(duì)Vm測(cè)量的影響，角加速度計(jì)靈敏度在（20±5）℃內(nèi)變化＜0.2%/℃1矩形√310.58I（Vm，H）信噪比對(duì)Vm測(cè)量的影響，信噪比為50dB引入的測(cè)量誤差0.3矩形√310.18I（Vm，d）加速度失真度可以通過(guò)頻譜分析、窄帶濾波等有效的消除估計(jì)≤0.1矩形√310.06I（Vm，N）安裝參數(shù)（電纜、插座、扭矩等）對(duì)Vm測(cè)量的影響（10Hz~500Hz）0.1矩形√310.06I（Vm，L）傳感器非線性對(duì)Vm測(cè)量的影響估計(jì)≤0.03矩形√310.017I（Vm，l）動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀非線性對(duì)Vm測(cè)量的影響估計(jì)≤0.03矩形√310.017I（Vm，RE）其他影響量（如重復(fù)性測(cè)量中的隨機(jī)效應(yīng)；算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差）對(duì)Vm測(cè)量的影響估計(jì)＜0.1矩形√310.058urel(ωm)標(biāo)準(zhǔn)不確定度(k=1)0.80Urel(ωm)擴(kuò)展不確定度(k=2)1.6附錄C原始記錄格式證書編號(hào)：A.1一般檢查：A.2頻率示值誤差、諧波失真度、角加速度幅值控制誤差標(biāo)稱頻率Hz角加速度或角速度幅值rad/s2或rad/s實(shí)測(cè)頻率Hz頻率示值誤差%角加速度或角速度諧波失真度%實(shí)測(cè)角振動(dòng)幅值rad/s2或rad/s角加速度幅值控制誤差%A.2幅值和頻率穩(wěn)定性（參考頻率f=Hz）序號(hào)角加速度或角速度幅值rad/s2或rad/s頻率示值Hz1234567891011頻率穩(wěn)定性：%，幅值穩(wěn)定性：%。A.3臺(tái)面徑向振動(dòng)比參考頻率為Hz，角加速度幅值為rad/s2；角加速度等效測(cè)量半徑