校準正弦力,是先將力傳感器安裝在電動振動臺上,再在力傳感器上安裝質(zhì)量塊并測量其加速度,按牛頓第二定理,用質(zhì)量、加速度乘積計算正弦力幅值。根據(jù)動態(tài)力定義與測量方法,正弦力計量校準量值溯源如圖1所示。
由此,一方面明確了正弦力校準以質(zhì)量為中間量,激光干涉法測量加速度時正弦力溯源到長度、時間、質(zhì)量與電量,加速度計法測量加速度時正弦力溯源至質(zhì)量、加速度與電量;另一方面明確了正弦力標準向工作計量器具量值傳遞的程序與校準方法,并要求正弦力標準裝置間應定期進行計量比對。由于正弦力計量校準中運動部件不是完全剛性,國內(nèi)外許多知名計量機構(gòu)都在關(guān)注并嘗試解決質(zhì)量塊的加速度不均勻問題
激光干涉法正弦力測量
德國物理技術(shù)研究院PTB)、(中航工業(yè)北京長城計量測試技術(shù)研究所(CIMM)、西班牙計量中心(CEM)在正弦力計量上做了大量研究工作。CIMM采用激光干涉儀直接測量加速度,建立了激光干涉法動態(tài)力校準系統(tǒng)其校準示意圖如圖2所示。
激光干涉法進行正弦力校準的特點為:
①激光干涉儀的測量頭安裝在二維位置控制平臺上,以實現(xiàn)質(zhì)量塊頂表面加速度的掃描測量;
②計算機控制各模塊同步工作,測量質(zhì)量塊頂面中心點及徑向1/2半徑的圓周處4點加速度并通過功放控制系統(tǒng)驅(qū)動振動臺;
③校準結(jié)束后進行數(shù)據(jù)處理,計算加速度幅值平均值、正弦力幅值及正弦力幅頻特性。
加速度計法正弦力測量
由于采用加速度計法進行正弦力測量比激光干涉法測量成本低得多,浙江省計量科學研究院(ZJIM)采用加速度計法建立了正弦力計量校準裝示意圖如圖3所示。加速度計法進行正弦力校準的特點為:
①電動振動臺、機架支承在不同基礎(chǔ)上,以減小共振影響,并采用空氣軸承小阻尼導向技術(shù)扶正;
②各通道并行對質(zhì)量塊頂面中心點、質(zhì)量塊頂面徑向2/3半徑圓周處4點(或3點)及質(zhì)量塊底部徑向2/3半徑圓周處2點(或3點)加速度同步、海量、連續(xù)采樣;
③校準中實時數(shù)據(jù)處理,用特征點加速度幅值加權(quán)平均計算質(zhì)量塊加速度平均值與正弦力幅值,并實時顯示加速度幅值平均值、正弦力幅值。