13CalibrationmethodformechatronicsinclinationsandswI本文件由河北省軍民融合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（HeB/TC2本文件起草單位：中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八1機(jī)電設(shè)備傾斜和搖擺試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)方法本文件適用于機(jī)電設(shè)備傾斜和搖擺試驗(yàn)臺(tái)（六自由度及以下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，以下均簡(jiǎn)稱試驗(yàn)臺(tái)）的下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用包括縱傾、橫傾兩種形式?？v傾時(shí)船舶中縱剖面垂直于水平面，中橫剖面與鉛錘面成一縱傾角時(shí)的浮態(tài)。橫傾時(shí)船舶中橫剖面垂直于水平面，中縱剖面與鉛錘4校準(zhǔn)條件a)溫度：5℃~35℃;b)濕度：≤80%RH；c)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境應(yīng)無強(qiáng)振動(dòng)和沖擊源，無強(qiáng)電磁場(chǎng)。工和電子產(chǎn)品的傾斜搖擺環(huán)境，以確定產(chǎn)品經(jīng)受規(guī)定嚴(yán)酷等級(jí)傾斜和搖擺的能力和結(jié)構(gòu)完好性。試2圖1機(jī)電設(shè)備傾斜搖擺試驗(yàn)臺(tái)(六自由度)圖2機(jī)電設(shè)備傾斜搖擺試驗(yàn)臺(tái)(六自由度)傾斜和搖擺方向b)分辨率：0.1°。b)分辨率：0.1°;3c)加速度測(cè)量范圍：±1g。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1外觀及工作正常性檢查試驗(yàn)臺(tái)外觀應(yīng)完好，開機(jī)正常，銘牌應(yīng)標(biāo)注名稱、型號(hào)規(guī)格、生產(chǎn)廠家、出廠日期及出廠編號(hào)7.2零點(diǎn)穩(wěn)定性試驗(yàn)臺(tái)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)其零值隨時(shí)間變化的程度。將試驗(yàn)臺(tái)中立于水平位置，設(shè)定試驗(yàn)臺(tái)歸零(試驗(yàn)臺(tái)傾斜及搖擺所有狀態(tài)的零點(diǎn)),按圖3所示連接設(shè)備，設(shè)定試驗(yàn)臺(tái)輸出測(cè)量的采樣間隔時(shí)間和記錄時(shí)間，記錄試驗(yàn)臺(tái)在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的輸出。一般情況下，數(shù)據(jù)記錄時(shí)間為1h以上，使得測(cè)試的性能特性達(dá)到要求的置信度。進(jìn)行10次平均計(jì)算，根據(jù)公式(1)計(jì)算零點(diǎn)穩(wěn)定性Bs。式中：Bs——零點(diǎn)穩(wěn)定性；x——試驗(yàn)臺(tái)i次輸出的平均值。2---傳感器。圖3校準(zhǔn)系統(tǒng)示意7.3零點(diǎn)重復(fù)性試驗(yàn)臺(tái)在同樣條件下及規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)，重復(fù)測(cè)量零值偏差的一致程度。按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備，設(shè)定試驗(yàn)臺(tái)輸出測(cè)量的采樣間隔時(shí)間和記錄時(shí)間，記錄試驗(yàn)臺(tái)在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的輸出。將試驗(yàn)臺(tái)及主要設(shè)備全部關(guān)機(jī)，在同樣條件下及規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)i次 (i≥9)。將各組數(shù)據(jù)取均值A(chǔ),根據(jù)公式(2)計(jì)算零點(diǎn)重復(fù)性Br。4 (2)式中：Br——零點(diǎn)重復(fù)性；A——試驗(yàn)臺(tái)i次輸出的平均值。7.4傾斜角度范圍、示值誤差試驗(yàn)臺(tái)傾斜角度最小值到最大值的范圍，包括橫傾角度和縱傾角度范圍。試驗(yàn)臺(tái)傾斜角度示值與實(shí)際測(cè)量?jī)A斜角度的偏差，包括橫傾角度和縱傾角度示值誤差。按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備，選取包含上下限的至少3個(gè)測(cè)量點(diǎn)。分別記錄傾斜角度測(cè)量值和試驗(yàn)臺(tái)的傾斜角度示值，測(cè)量值的最小值到最大值的范圍，即為傾斜角度范圍，根據(jù)公式(3)計(jì)算傾斜角度示值誤差δi。式中：i——測(cè)量次數(shù)；θsi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)傾斜度示值；θMi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)傾斜角度測(cè)量值；δi——第個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)傾斜角度示值誤差。7.5搖擺角度范圍、示值誤差試驗(yàn)臺(tái)搖擺角度最小值到最大值的范圍，包括橫搖角度、縱搖角度和首搖角度范圍。試驗(yàn)臺(tái)搖擺角度示值與實(shí)際測(cè)量搖擺角度的偏差，包括橫搖角度、縱搖角度和首搖角度示值誤按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備，選取包含上下限的至少3個(gè)測(cè)量點(diǎn)。分別記錄搖擺角度測(cè)量值和試驗(yàn)臺(tái)的搖擺角度示值，測(cè)量值的最小值到最大值的范圍，即為搖擺角度范圍，根據(jù)公式(4)計(jì)算搖擺角度示值誤差δφi。式中：i——測(cè)量次數(shù)；中si——第個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)搖擺角度示值；中m——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)搖擺角度測(cè)量值；δφi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)搖擺角度示值誤差。7.6搖擺加速度范圍、示值誤差試驗(yàn)臺(tái)搖擺加速度最小值到最大值的范圍，包括橫蕩加速度、縱蕩加速度和垂蕩加速度的范圍。試驗(yàn)臺(tái)搖擺加速度示值與實(shí)際測(cè)量搖擺加速度的偏差，包括橫蕩加速度、縱蕩加速度和垂蕩加速度示值誤差。5按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備，選取包含上下限的至少3個(gè)測(cè)量點(diǎn)。分別記錄搖擺加速度測(cè)量值和試驗(yàn)臺(tái)的搖擺加速度示值，測(cè)量值的最小值到最大值的范圍，即為搖擺加速度范圍，根據(jù)公式(5)計(jì)算搖擺加速度示值誤差δai。i——測(cè)量次數(shù)；asi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)搖擺加速度示值；aMi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)搖擺加速度測(cè)量值；δai——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)臺(tái)搖擺加速度示值誤差。7.7搖擺周期示值誤差試驗(yàn)臺(tái)搖擺周期的最小值到最大值的測(cè)試范圍，包括橫搖、縱搖、首搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩6種工況。試驗(yàn)臺(tái)搖擺周期示值與實(shí)際測(cè)量搖擺周期的偏差即為周期示值誤差，包括橫搖、縱搖、首搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩6種工況。按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備，選取3組搖擺的角度、加速度和周期。操作試驗(yàn)臺(tái)按照設(shè)定值搖擺，通過讀取動(dòng)態(tài)傾角傳感器、微慣導(dǎo)傳感器的輸出，通過動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀，讀取搖擺周期，分別記錄搖擺周期測(cè)量值和試驗(yàn)臺(tái)的搖擺周期示值，根據(jù)公式(6)計(jì)算搖擺周期示值誤差δti。式中：i——測(cè)量次數(shù)；tsi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)試驗(yàn)臺(tái)搖擺周期顯示值；tMi——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)試驗(yàn)臺(tái)搖擺周期測(cè)量值；δti——第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)試驗(yàn)臺(tái)搖擺周期示值誤差。7.8搖擺波形失真度試驗(yàn)臺(tái)搖擺波形失真度，包括橫搖、縱搖、首搖、縱蕩、橫蕩和垂蕩6種工況的波形失真度，波形失真度一般取5次諧波。按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備，選取搖擺的角度、加速度和周期。通過動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀對(duì)傳感器的輸出波形的諧波失真度進(jìn)行測(cè)量。波形失真度至少取5次諧波，根據(jù)公式(7)計(jì)算波形失真式中：φ1——被測(cè)信號(hào)的基波幅值；Φ2,中3,…,中n——被測(cè)信號(hào)的2,3,…,n次諧波的幅值；7.9試驗(yàn)臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)比試驗(yàn)臺(tái)在各搖擺狀態(tài)下，垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的兩相互垂直方向最大幅值的矢量和與主運(yùn)動(dòng)方向幅值之比。按7.2操作方法，圖3所示連接設(shè)備。選取搖擺的角度、加速度和周期。通過同時(shí)測(cè)量并記錄橫搖、縱搖輸出量；垂蕩、縱蕩、橫蕩輸出量；首搖輸出量。根據(jù)公式(8)計(jì)算試驗(yàn)臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)比T。6校準(zhǔn)結(jié)束后應(yīng)出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書應(yīng)準(zhǔn)確、客觀地報(bào)告校準(zhǔn)結(jié)果，校準(zhǔn)結(jié)果以校準(zhǔn)數(shù)據(jù)及a)標(biāo)題,“校準(zhǔn)證書”；），h)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；k)對(duì)校準(zhǔn)方法的偏離的說明；9復(fù)校時(shí)間間隔建議試驗(yàn)臺(tái)復(fù)校時(shí)間間隔一般不超過12個(gè)月7A.1測(cè)量不確定度來源使用動(dòng)態(tài)傾角傳感器測(cè)量搖擺角度，測(cè)量使用直接b)動(dòng)態(tài)傾角傳感器的傾角測(cè)量不準(zhǔn)確引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定15°和30°,搖擺周期為5s，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的搖擺角度重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果如表A.1所示。123456789標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1a)動(dòng)態(tài)傾角傳感器的傾角測(cè)量不準(zhǔn)確引入的不確定度分量），b)動(dòng)態(tài)傾角傳感器安裝引入的不確定度分量安裝誤差引入的不確定度分量u22,則u22==0.5%。動(dòng)態(tài)傾角傳感器電源引起的環(huán)境噪聲對(duì)動(dòng)態(tài)傾角傳感器輸出電壓測(cè)量造成的影響約為0.1%，其搖擺角度測(cè)量的不確定度為：2=