国家计量院NIM振动基准

2.5×10^4～1×10^5 m/s2冲击加速度基准装置

    2.5×10^4～1×10^5 m/s2冲击加速度基准装置由我国自行研制，1980年通过技术鉴定，并获原国家计量局科技进步三等奖。1986年被批准为冲击加速度国家基准(编号：GJJ（力）1201)。该装置采用绝对法校准，主要校准参数为冲击加速度灵敏度。工作原理：在炮管内的靶体上安装有被测传感器和角锥反射镜，反射镜将CO2激光反射到HgCdTe接受器上，在高压气体作用下，弹体撞击靶体，被测传感器产生的电信号和CO2激光产生的多普勒速度信号同时被接收，通过计算机处理即可获得被测传感器的冲击加速度灵敏度。若在靶体上安装标准传感器，则可进行比较法校准。

   （1993～1998）年进行技改。该装置测量范围为2.5×10^4～1×10^5m/s2,相对扩展不确定度为5％～10%(k=2)，可进行幅值线性度、脉冲持续时间及速度的测量。该基准装置主要用于防护工程、核动力、兵器、宇航、船舶及爆破工程等部门用于高g值的冲击加速度的校准。


低频垂直向副基准装置

    低频垂直向振动副基准装置由我国自行研制，主要用于对低频加速度计、低频振动套组及低频测振仪进行激光绝对法校准。1986年被批准为低频振动国家副基准，承担着全国各省市计量部门、航空航天及军工、各部委最高振动标准的量值传递工作及国内外比对工作；为机械电力、桥梁建筑、水利建设、地质探测以及航天航空等领域的工程测量，地震监测，故障诊断、机械监控和大专院校、科研院所的高精尖技术研究提供低频振动校准/检测服务。

在2003年~2006年局“新一代振动幅相特性测量系统”技改课题中，对该基准的激光测振系统进行了技术改造和提升，研制了零差正交激光干涉仪，构建了基于虚拟仪器技术的数据采集处理系统，采用正弦逼近法实现了加速度计复灵敏度幅值和相移的绝对校准，并保留了原有的条纹计数法，主要技术指标达到了国际先进水平。

  主要技术指标：

    1. 频率：0.1Hz～120Hz；

    2. 最大位移：40mm（p-p）；

    3. 最大加速度：30 m/s2；

    4. 传感器复灵敏度（幅值/相移）校准的扩展不确定度（k＝2）：

     16H（10m/s2），0.30%和0.24°；

     0.1Hz~50Hz， 0.41%和0.39°；

     50Hz~100Hz， 0.67%和0.66°。

    2005年~2006年在该装置上采用零差正弦逼近法，完成了与德国物理技术研究院（PTB）加速度实验室在10Hz~40Hz范围内标准加速度计复灵敏度的双边比对。


低频水平向副基准装置

    低频水平向振动副基准装置由我国自行研制，采用零差激光干涉条纹计数法测量技术。主要用于对低频加速度计、低频振动套组及低频测振仪进行激光绝对法校准。1986年被批准为低频振动国家副基准，承担着全国各省市计量部门、航空航天及军工、各部委最高振动标准的量值传递工作及国内外比对工作；为机械电力、桥梁建筑、水利建设、地质探测以及航天航空等领域的工程测量，地震监测，故障诊断、机械监控和大专院校、科研院所的高精尖技术研究提供低频振动校准/检测服务。

   主要技术指标：

     1. 频率0.1Hz～120Hz；

     2. 最大位移：40mm（p-p）；

     3. 最大加速度：30 m/s2；

     4. 传感器灵敏度校准的扩展不确定度（k＝2）：

        16H（10m/s2），0.5%；

        0.1Hz~120Hz， 1.0%。

    低频水平向振动副基准为我国机械电力、航空航天和国防军工等部门和领域振动量值的准确传递和量值的统一提供了可靠的技术保证。


高频振动基准装置

    高频振动装置由我国自行研制，1978年2月通过原国家计量局技术鉴定。装置采用的测量方法为-贝赛尔函数J0零值法、贝赛尔函数J0比值法及相位细分法，技术指标达到当时国际先进水平。1986年11月高频振动装置被批准为高频振动国家基准，承担全国高频振动量值传递工作及国内外比对工作。证书号：(86)量局准证字第46号。1997年8月，高频基准因仪器老化不能正常工作，由原国家技术监督局发文停用。

    在2003年~2006年局 “新一代振动幅相特性测量系统” 技改课题中，对高频基准进行了全面的技术改造和提升，研制了外差激光干涉仪，利用虚拟仪器技术，通过采用改进的外差正弦逼近法及基于波峰波谷的时间间隔法，在压电叠堆高频振动台上，在国内外首次实现了振幅在（1~500）nm全频段范围内的纳米级振动幅值和相位的校准/测量，克服了原装置只能在某些固定零值点进行幅值测量的局限性，填补了国内外的空白。扩展了ISO 16063-11国际标准的频率测量范围（<10kHz）；提高了装置自动化检测能力，装置达到的加速度计灵敏度幅值和相移校准的不确定度满足ISO 16063-11国际标准的要求。

高频基准的主要技术指标：

  1. 频率范围：2kHz～50kHz；

  2. 最大加速度：10000 m/s2；

  3. 位移范围：(1～500)nm(0-p)；

  4. 加速度计复灵敏度（幅值/相移）测量的不确定度(k＝2）：

    4kHz(100m/s2)：0.32%，0.34° ；

    2kHz~10kHz,0.68%，0.50°；

    10kHz~20kHz,1.4%，0.99°。

    该装置为压电陶瓷特性研究，生物医学应用、材料断裂等微小振动量值的准确性测量提供了可靠技术保证。


4×102～2.5×104 m/s2冲击加速度基准装置

    4×102～2.5×10 m/s2冲击加速度基准装置，1975年从瑞士Kistler公司购进，1986年被批准为冲击加速度国家基准(编号：GJJ（力）1202)。该装置工作原理：以安装在固定底座上的传感器作为标准，在载有被校传感器的自由落体撞击下，标准和被测传感器输出冲击加速度电信号，两路信号同时被采集和放大，并进行峰值保持显示，从而完成冲击力法或比较法的冲击加速度校准。主要测量参数为冲击加速度灵敏度，幅值线性度，冲击加速度幅值、脉冲持续时间，并可完成对动态力、速度、能量等参数的校准。冲击加速度灵敏度校准相对扩展不确定度为2.0％(k=2)。该装置1982年曾在广西南宁进行国内比对。

    该基准装置主要用于航天、航空、兵器、建筑、环境设备试验、交通、船舶、矿山及物探等方面的冲击加速度校准。


中频振动基准装置

    中频振动基准装置由我国自行研制，主要用于对标准加速度计和振动标准套组进行激光绝对法校准。1978年4月通过原国家计量局技术鉴定，鉴定结论为主要技术指标达到国际先进水平，同年获局科技进步三等奖。1986年11月被批准为中频振动国家基准，承担全国各省市计量技术机构、航空航天及军工等各部门振动标准以及动态力标准、冲击标准等的量值传递及国内外比对工作。

    基准早在1985年参加过国际比对，加速度量值的一致性优于5×10－3。2004年～2005年作为主导实验室组织了全国振动量值的国内比对。2005年~2006年与德国物理技术研究院（PTB）加速度实验室进行了10Hz~10kHz范围内标准加速度计复灵敏度的双边比对，现已上升为CIPM CCAUV.V-K1.1的振动关键量比对。

    装置于1993年～1995年进行的第一次技术改造中，首次在我国实现了标准振动台铍动圈的应用。其主要技术指标为：校准频率20Hz～800Hz；灵敏度幅值校准的不确定度(k=2)0.5%(80Hz; 160Hz)，1%(其它)。

    在2003年～2005年的技术改造升级中，装置保留了原有的零差激光条纹计数法，增加了外差激光正弦逼近法和时间间隔法，实现了加速度计复灵敏度幅值和相移的绝对校准，达到了国际先进水平。

    主要技术指标：

      1. 频率10Hz～10kHz；

      2. 最大加速度：100 m/s2；

      3. 传感器（复）灵敏度校准的扩展不确定度（k＝2）：

    条纹计数法：

      160Hz(100m/s2)，0.24%；

      20Hz~2kHz，0.76%。

    外差时间间隔法/正弦逼近法：

      160H（100m/s2），0.24%和0.23°；

      10Hz~2kHz，0.58%和0.46°；

      2kHz~10kHz，0.90%和0.91°。

    中频振动基准为我国机械电力、航空航天和国防军工等部门和领域振动量值的准确传递和量值的统一提供了可靠的技术保证。