JJF 2085-2023 低頻角加速度臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范

學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF20852023低頻角加速度臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范i i ii

i ii i ii

i i-

- -

-20231012發(fā)布-

- -

-國(guó)

家

市

場(chǎng)

監(jiān)

督

管

理

總

局 發(fā)

布ｗｗ學(xué)兔兔ｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF2085—2023ｗｗ學(xué)兔兔ｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載低頻角加速度臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范i i ii

ii i ii

iiAngularAcceeratonGeneratorsi

JJF20852023歸

口

單

位:全國(guó)慣性技術(shù)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位:中

國(guó)

航

空

工

業(yè)

集

團(tuán)

公

司

北

京

長(zhǎng)

城

計(jì)

量測(cè)試技術(shù)研究所北京航空航天大學(xué)浙江引領(lǐng)信息科技有限公司參加起草單位:浙江大學(xué)德清先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)研究院本規(guī)范委托全國(guó)慣性技術(shù)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF2085—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載本規(guī)范主要起草人:董雪明

(中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所)馮仁劍

(北京航空航天大學(xué))張彩妮

(浙江引領(lǐng)信息科技有限公司)于 寧

(北京航空航天大學(xué))參加起草人:洪桂杰

(浙江大學(xué)德清先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)研究院)孟曉風(fēng)

(北京航空航天大學(xué))邢馨婷

(中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所)學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF2085—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載目 錄1引言

………………………

(Ⅱ)11

范圍……………………

(1)2

引用文件………………

(1)3

術(shù)語(yǔ)……………………

(1)4

概述……………………

(1)5

計(jì)量特性………………

(1)6

校準(zhǔn)條件………………

(2)6.1

校準(zhǔn)環(huán)境條件………………………

(2)6.2

儀器及設(shè)備…………

(2)7

校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法…………………

(2)7.1

校準(zhǔn)項(xiàng)目……………

(2)7.2

校準(zhǔn)方法……………

(3)8

校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)…………

(5)9

復(fù)校時(shí)間間隔…………

(6)附錄

A 校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)格式

……………

(7)附錄B

低頻角加速度臺(tái)主要性能參數(shù)的測(cè)量不確定度評(píng)定示例

…

(8)附錄C 原始記錄格式

…………………

(3)Ⅰ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF2085—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載引 言JJF1001—2011

《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》、JJF1071—2010

《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》、JJF1059.1—2012

《測(cè)量不確定度

評(píng)定與表示》共同構(gòu)成制定本規(guī)范的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范規(guī)定了慣性技術(shù)用角加速度臺(tái)的校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范。本規(guī)范的編寫(xiě)過(guò)程主要參考了JJF1210—2008

《低速轉(zhuǎn)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范》。本規(guī)范為首次發(fā)布。Ⅱｚｆｘｗ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

2x ×100%JJFｚｆｘｗ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

2x ×100%低頻角加速度臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范1

范圍本規(guī)范規(guī)

定了低頻角加速度臺(tái)的校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法,適用于基于標(biāo)準(zhǔn)光柵的30Hz以下的低頻角加速度臺(tái)絕對(duì)法校準(zhǔn)。2

引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1210—2008

低速轉(zhuǎn)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范JJF1675—2017

慣性技術(shù)計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義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。3

術(shù)語(yǔ)JJF1675—2017界定的以及下列術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)適用于本規(guī)范。l i i3.1

波動(dòng)率

l i i被測(cè)量在一定時(shí)間范圍內(nèi)的相對(duì)最大變化率。根據(jù)被測(cè)量在一個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)的一組i等間隔測(cè)量值xi

(=1,2,…,n),其波動(dòng)率為iSx

=

xmax-xmin式中:xmax———被測(cè)量xi

的最大值;xmin———被測(cè)量xi

的最小值;x ———被測(cè)量xi

的平均值。4

概述低頻角加速度臺(tái)主要由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)組成。它可以在某個(gè)角位置圍繞中心軸在一定角度范圍內(nèi)進(jìn)行正反方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),能夠產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)角位移、角速度和角加速度?？梢杂糜趯?duì)角加速度計(jì)和陀螺儀等慣性器件的角加速度特性校準(zhǔn)。5

計(jì)量特性低頻角加速度臺(tái)的計(jì)量特性見(jiàn)表1。1序號(hào)校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)裝置及配套設(shè)備技術(shù)指標(biāo)校準(zhǔn)參數(shù)1標(biāo)準(zhǔn)光柵線數(shù):≥18000;角度誤差:≤1″角加速度示值誤差角加速度波動(dòng)率頻率示值誤差頻率波動(dòng)率2動(dòng)態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)測(cè)量誤差:≤0.1%;采樣頻率:≥10×光柵信號(hào)最高頻率;-6采樣頻率準(zhǔn)確性:≤1×10序號(hào)計(jì)量特性技術(shù)指標(biāo)

(最大允許誤差)1角加速度示值誤差1%2角加速度波動(dòng)率0.5%3頻率示值誤差0.01%4頻率波動(dòng)率0.005%注:以上技術(shù)指標(biāo)不作為合格性判定條件,僅供參考。序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)方法1角加速度示值誤差7.2.22角加速度波動(dòng)率7.2.33頻率示值誤差7.2.24頻率波動(dòng)率7.2.4表3表3

校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表2．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)ｗｗ兔學(xué)兔ｗ準(zhǔn)下載JJF2085—2023．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)ｗｗ兔學(xué)兔ｗ準(zhǔn)下載表1

計(jì)量特性6

校準(zhǔn)條件6.1

校表1

計(jì)量特性6

校準(zhǔn)條件2環(huán)境溫度:(0±3)℃;2相對(duì)濕度:20%~80%;周圍無(wú)震動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾,沒(méi)有突加、突卸負(fù)載和其他脈沖負(fù)載。6.2

儀器及設(shè)備校準(zhǔn)用角加速度臺(tái)校準(zhǔn)系統(tǒng)一般由標(biāo)準(zhǔn)光柵和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成,其技術(shù)指標(biāo)要求如表2所示。表2

校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)裝置及推薦技術(shù)指標(biāo)7

校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1表2

校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)裝置及推薦技術(shù)指標(biāo)7

校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目見(jiàn)表3。兔學(xué)兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載ui =Ui

兔學(xué)兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載ui =Ui

-∑Ui /n

vi =Vi

-∑Vi /n ()7.2

校準(zhǔn)方法7.2.1

校準(zhǔn)系統(tǒng)連接a)

將標(biāo)準(zhǔn)光柵通過(guò)卡具剛

性

連

接

到

被

校

準(zhǔn)

角

加

速

度

臺(tái)

的

工

作

臺(tái)

面

上,

使

光

柵

測(cè)

角系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)臺(tái)被校準(zhǔn)軸重合,同軸度誤差不大于2μm;b)

將動(dòng)態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)與光柵輸出信號(hào)相連接;c)

對(duì)上述系統(tǒng)通電預(yù)熱。圖1

利用標(biāo)準(zhǔn)光柵進(jìn)行校準(zhǔn)的連接示意圖7.2.2

角加速度示值誤差和頻率示值誤差a)

頻率選取N在角加速度臺(tái)工作頻率范

圍

內(nèi),

適

當(dāng)

選

取

包

括

頻

率上、

下限的

N

(

一般不小于N5)

個(gè)頻率點(diǎn),f1,f2,…,fN。從最低頻率點(diǎn)f1

開(kāi)始,依次選擇本次實(shí)驗(yàn)的頻率fp,p=1,2,…,N。b)

幅值選取MM在上述頻率點(diǎn)fp

對(duì)應(yīng)的角

加

速

度

幅

值

范

圍

內(nèi),

選

取

M

個(gè)

角

加

速

度

點(diǎn)

( 一般不MM小于5,角加速度點(diǎn)應(yīng)包括額定的最大和最小值

),ap,1,ap,2,…,ap,

。從最小值qap,1開(kāi)始,依次選擇本次實(shí)驗(yàn)的角加速度幅值ap,,q=1,2,…,M。qc)

數(shù)據(jù)采集與處理q設(shè)定角加速度臺(tái)工作頻率f=fp、角加

速

度

幅

值a=ap,,待

工

作

穩(wěn)

定

后,

采

集

并q記錄標(biāo)準(zhǔn)光柵輸出的正弦和

余

弦

兩

路

信

號(hào)。

采

樣

頻

率

為FS,

記

錄

時(shí)

間

長(zhǎng)

度

不

小

于

角

加速度臺(tái)正弦擺動(dòng)周期的20倍,

即20/fj,

形成光柵信號(hào)變化的離散點(diǎn)序列

Ui

和Vi,i=1,2,…,n。按下述步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)解算:1)

去除直流分量,獲得均值為零的光柵信號(hào)序列:ni=1n1i=1xxx2)

確定擺動(dòng)換向時(shí)刻。ui

和vi

信

號(hào)

之

間

相位差絕對(duì)值始終保持π/2,正負(fù)號(hào)隨xxx動(dòng)方向變化。定義角加速度臺(tái)順時(shí)針、逆時(shí)針擺動(dòng)所對(duì)

應(yīng)

的

相

位

差

分

別

為π/2

和

-π/2。根據(jù)

ui

和vi

信號(hào)在各點(diǎn)處的相位差,

獲得擺動(dòng)方向發(fā)生改變的時(shí)刻t

,x=1,2,3,…,使得當(dāng)t

≤t<t

+1時(shí)擺動(dòng)方向保持不變,即在正弦擺動(dòng)的同一個(gè)半周期內(nèi)。3下準(zhǔn)．ｂｚｆ學(xué)兔兔ｗｗｗｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)載

a ×下準(zhǔn)．ｂｚｆ學(xué)兔兔ｗｗｗｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)載

a ×100% ()

f ×100% ()3)

選擇P

個(gè)

(一般為20)

連續(xù)擺動(dòng)周期,計(jì)算總的時(shí)間長(zhǎng)度和角運(yùn)動(dòng)距離。P

個(gè)1 22 1 2擺動(dòng)周期由t

≤t≤tP+1之間的點(diǎn)確定1 22 1 2TP

=tP+1-t

()計(jì)算光柵信號(hào)ui

在P

個(gè)周

期

內(nèi)

的

波

形

個(gè)

數(shù)WP,

即

光

柵

條

紋

的個(gè)數(shù),

根據(jù)光柵總線數(shù)

L

按下式計(jì)算角運(yùn)動(dòng)距離:3AP

=2πWP/L ()34)

計(jì)算平均周期長(zhǎng)度和平均角振動(dòng)幅值:T=TP/P 44A=AP/(P) 445)

按照下式求得角加速度頻率f'和幅值a',作為本次的測(cè)量值:f'=1/T2 5a'=4πf2A 2 5d)

角加速度示值誤差計(jì)算6按照式

()

計(jì)算角加速度示值誤差:6δa

=a-a' 6式中:22δa

———角加速度示值誤差,%;22a

———標(biāo)稱角加速度值,rad/s;a'———實(shí)測(cè)角加速度值,rad/s。記錄角加速度示值誤差δa

,記錄格式見(jiàn)附錄C。e)

頻率示值誤差計(jì)算7按照式

()

計(jì)算頻率示值誤差。7δf

=f-f' 7式中:δf

———頻率示值誤差,%;f

———標(biāo)稱頻率值,Hz;f'———實(shí)測(cè)頻率值,Hz。記錄角加速度示值誤差δf,記錄格式見(jiàn)附錄C。f)

按照步驟b)中確定的角加速度幅值點(diǎn),

選擇下一個(gè)角加速度幅值,重復(fù)步驟b)

~步驟e),直至完成該頻率點(diǎn)下全部

M

個(gè)角加速度點(diǎn)。g)

按照步驟a)

中確定的頻率點(diǎn),選擇下一個(gè)頻率值,重復(fù)步驟b)

~步驟f),直至完成全部N

個(gè)頻率點(diǎn)。7.2.3

角加速度波動(dòng)率a)

頻率選取在角加速度臺(tái)工作頻率范圍內(nèi),分別選擇上限、下限和中值3個(gè)頻率點(diǎn)。依次選擇實(shí)驗(yàn)的頻率fp,p=1,2,3。4兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ兔．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下學(xué)載

2a' ×100% ()

2兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ兔．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下學(xué)載

2a' ×100% ()

2f' ×100% ()b)

幅值選取選取頻率點(diǎn)fp

對(duì)應(yīng)的角加速度幅值上限。c)

數(shù)據(jù)采集與處理jjj在每個(gè)頻率點(diǎn),按照7.2.2中c)

所述方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理,每隔10s測(cè)

量jjj次,連續(xù)測(cè)量10次,獲得10組

測(cè)

量

值

f'和a'(=1,2,3,

…,10),

記錄格式見(jiàn)附錄C。d)

角加速度波動(dòng)率計(jì)算8按照式

()

計(jì)算該頻率下的角加速度幅值的波動(dòng)率:8fSa(

p

)=

a'max-a'min 8f式中:222a' ———角加速度幅值測(cè)量值的平均值,rad/s;222a'max———角加速度幅值測(cè)量值的最大值,rad/s;a'min———角加速度幅值測(cè)量值的最小值,rad/s。記錄該頻率對(duì)應(yīng)的角加速度波動(dòng)率,記錄格式見(jiàn)附錄C。Sffe)

改變頻率點(diǎn)fp,重復(fù)步驟b)

~步驟d),直至完成3個(gè)頻率點(diǎn)的校Sff取上述

3

個(gè)

頻

率

點(diǎn)

對(duì)

應(yīng)

的

Sa

中

最

大

值,即

max

{

a

(

1

),Sa

(

2

),Saf(

3)},作為角加速度臺(tái)的角加速度波動(dòng)率。f7.2.4

頻率波動(dòng)率a)

頻率選取在角加速度臺(tái)工作頻率范圍內(nèi),分別選擇上限、下限和中值3個(gè)頻率點(diǎn)。b)

幅值選取選取上述頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角加速度幅值上限。c)

數(shù)據(jù)采集與處理在每個(gè)頻率點(diǎn),按照7.2.2中

b)

所述方法進(jìn)行測(cè)量,每隔10s測(cè)量一次,連續(xù)測(cè)jjj量10次,獲得10組測(cè)量值f'和a'(jjjd)

頻率波動(dòng)率計(jì)算9按照式

()

計(jì)算各頻率點(diǎn)的頻率波動(dòng)率:9Sfi

=

f'max-f'min 9式中:mmf' ———頻率測(cè)量值的平均值,Hz;mmf'ax ———頻率測(cè)量值的最大值,Hz;f'in ———頻率測(cè)量值的最小值,Hz。取上述各頻率點(diǎn)的頻率波動(dòng)率最大值為角加速度臺(tái)的頻率波動(dòng)率。8

校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告上反映。校準(zhǔn)證書(shū)或報(bào)告至少應(yīng)包括以下信息:5學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF2085—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載a)

標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書(shū)”

或

“校準(zhǔn)報(bào)告”;b)

實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)

進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)

(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)

證書(shū)或報(bào)告的唯一標(biāo)識(shí)

(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);e)

客戶的名稱和地址;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

和

應(yīng)

用

有

關(guān)

時(shí),

應(yīng)

說(shuō)

明

被

校

對(duì)

象

的接收日期;h)

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);i)

校準(zhǔn)裝置的溯源性及有效性標(biāo)識(shí);j)

校準(zhǔn)環(huán)境的描述;k)

校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明;l)

校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);m)

校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;n)

未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn),不準(zhǔn)部分復(fù)制證書(shū)的聲明。9

復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔為1年。送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定。6校準(zhǔn)環(huán)境條件溫

度:

℃相對(duì)濕度:

%地點(diǎn):其他:序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度1角加速度示值誤差2角加速度波動(dòng)率3頻率示值誤差4頻率波動(dòng)率學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載JJF2085—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載附錄A校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)格式證書(shū)編號(hào):校準(zhǔn)員證書(shū)編號(hào):校準(zhǔn)員:

核檢員:

日期:ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔ｗｗｗ．ｂ學(xué)兔ｚｆｘｗ．ｃ下載f

×100%

ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔ｗｗｗ．ｂ學(xué)兔ｚｆｘｗ．ｃ下載f

×100%

(.1)c 1= 2

;f

。附錄B低頻角加速度臺(tái)主要性能參數(shù)的測(cè)量不確定度評(píng)定示例B.1

頻率示值誤差的不確定度評(píng)定B.1.1

測(cè)量模型δf

=f-f' B式中:δf

———頻率示值誤差;f

———標(biāo)稱頻率值,Hz;f'———實(shí)測(cè)頻率值,Hz。低頻角加速度臺(tái)頻率示值誤差的測(cè)量不確定度傳播模型為: Bδffu(f

)=cu2(

)+cu2(' Bδff式中:f'fc2=-

1B.1.2

標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定B.1.2.1

測(cè)量不確定度來(lái)源f1)

測(cè)量低頻角加速度臺(tái)頻率輸出引入的不確定度分量u

('),主

要

是

數(shù)

據(jù)

采

集

系f統(tǒng)引入的不確定度;f2)

頻率給定引入的不確定度分量u

('),主要是低頻角加速度臺(tái)

控

制

引

入

的

不

確f定度。B.1.2.2

不確定度分量fa)

測(cè)量低頻角加速度臺(tái)頻率輸出引入的不確定度分量u

(')f通過(guò)P

個(gè)連續(xù)擺動(dòng)周期的時(shí)間長(zhǎng)度TP

計(jì)算得到測(cè)量頻率f':TP

(.3)SP

(TP

(.3)SP

(.5)式中:FS

———數(shù)據(jù)的采樣頻率;B BSP

———P

個(gè)周期內(nèi)采樣點(diǎn)B B將式

(.4)

代入式

(.3),得

f'=P

BBTP

=SP/FS

(.4)Bf'=PFS

B8兔ｗｗｗ兔．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下學(xué)載FfSFS BSP

u ('

)=Pu c(

S)2

+F S

S 2Pu c(P兔ｗｗｗ兔．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下學(xué)載FfSFS BSP

u ('

)=Pu c(

S)2

+F S

S 2Pu c(P

) =P

SPu (

S)+f' 2 2

P 2u c(P

) (.6)

u ('

)=f'u 2c,ref(

S)+f' 2 (.8)

3 (.9)

f =20×312500

1 =6250000 (.10)SPu (

S)=20×312500×10-6

6250000×

3 =6×10-7 (.11)

u 2=PFu (P

)= 20×312500 B

6250000

×2

3=4.6×10-8 (.12)測(cè)量頻率f'的不確定度為2SPS 2SSF BFFB B采樣點(diǎn)數(shù)的最大誤差為1,取均勻分布,即總時(shí)長(zhǎng)

TP

均勻分布在S 2SSF BFFB B(

P+1)/FS)區(qū)間內(nèi),則u

(

P)

=1/

(

3)。FS

的不確定度可以通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

采集系統(tǒng)的采樣頻率相對(duì)不確定度uc,ref

(

S)

和采樣頻率獲得:uc(

S)=FS·uc,ref(

S) (.7)將式

(.7)

代入式

(.6),得測(cè)量頻率的不確定度為PFS測(cè)量低頻角加速度臺(tái)頻率輸出引入的不確定度分量包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率誤差引入的不確定度u1

和總時(shí)長(zhǎng)TP

的測(cè)量量化誤差引入的不確定度u2。1)

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率誤差引入的不確定度分量u1試驗(yàn)中,動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)基準(zhǔn)確性為±0.0001%,假設(shè)為均勻分布,則Fu(

S)=FS×10-6 BF試驗(yàn)中,擺動(dòng)周期數(shù)P=20,

采

樣

頻

率FS=312500Hz。

以工作頻率設(shè)定值

f=1Hz為例,則20個(gè)周期內(nèi)的理論采樣點(diǎn)數(shù)為:SP

=PFS B則不確定度u1

為:u1=P F B2)

總時(shí)長(zhǎng)TP

的測(cè)量量化誤差引入的不確定度分量u2S采樣點(diǎn)數(shù)SP

的最大誤差為1,

取均勻分布,

即總時(shí)長(zhǎng)TP

均勻分布在

(

P/FS,S 2SS(

P+1)/FS)

區(qū)間內(nèi),即u

(

P)

=1/

(

3)。則不確定度u2 2SS2f3)

測(cè)量低頻角加速度臺(tái)頻率輸出引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u

(')f 6 2 24fu(')=

u+u

= (

×10-7)+ 6 2 24fB=6.0×10-7 (.13)Bfb)

頻率給定引入的不確定度分量u

(

)f低頻角加速度臺(tái)頻率給定引入

的

不

確

定

度

分

量,

由

計(jì)

量

部

門

的

校

準(zhǔn)

證

書(shū)

可

以

得

到,fu

(

)

=1.2×10-4。fB.1.3

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度B Bδff低頻角加速度臺(tái)頻率示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式

(.14)B Bδffuc(f

)=

cu2(

)+cu2(')=1.6×10-4Hz (.14)9ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔ｗｗｗ．ｂ學(xué)兔ｚｆｘｗ．ｃ下載u c(

)u c(P )2A 2

π 2PLAWLW +L

ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔ｗｗｗ．ｂ學(xué)兔ｚｆｘｗ．ｃ下載u c(

)u c(P )2A 2

π 2PLAWLW +L

2a' ×100%=1Δa'

2a' (.16)2a' ;

2a' 2。a ()=dθ i

2 B

d2

=-A4π2f 2sn(πft+φ 0) (.19)

2PL (.22)

u c(

)=

π

2PLu (P )+u(

)

2P/L

2

=πB.1.4

擴(kuò)展不確定度 Bδδ取k=2,則低頻角加速度臺(tái)頻率示值誤差的擴(kuò)展不確定 BδδU(f

)=k×uc(f

)=3.2×10-4Hz (.15)B.2

角加速度波動(dòng)率的不確定度評(píng)定B.2.1

測(cè)量模型fSa(

p

)=

a'max-a'min Bf式中:fSa

(

p

)

———角加速度波動(dòng)率;f22a' ———角加速度幅值測(cè)量值的平均值,rad/s;22Δa' ———角加速度幅值測(cè)量值的最大差值,rad/s。低頻角加速度臺(tái)角加速度波動(dòng)率的測(cè)量不確定度傳播模型為: BSfau[

a(

p

)]=cu2(Δa')+cu2(' BSfa式中:c1=

1c2=-Δa'B.2.2

標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定角加速度臺(tái)在某個(gè)角位置處以頻率f、角振幅A

圍

繞

中

心

軸

正

反

方

向

往

復(fù)

運(yùn)

動(dòng)

時(shí),隨時(shí)間變化的角位移: Bi

2tθ()=Asn(πft+φ Bi

2t式中:φ0———初始相位,rad。角加速度為:t角加速度幅值:2 Ba=4πAf2 2 B角加速度幅值的不確定度: 2 2 2 BaAfuc()=4πf

fu(

)+4 2 2 2 BaAf低頻角加速度臺(tái)正弦擺動(dòng)的幅度A

根據(jù)光柵信號(hào)在P

個(gè)周期內(nèi)的信號(hào)波形個(gè)數(shù)WP

和光柵總線數(shù)L

按下式獲得:A=πWP B幅度A

的不確定度由正弦波個(gè)數(shù)WP

不確定度和光柵刻線的不確定度按下式合成: B(.23)B10ｚｆｘｗｗｗ．ｂ．ｃｏｍ標(biāo)兔ｗ兔學(xué)準(zhǔn)下載JJF2085—2023ｚｆｘｗｗｗ．ｂ．ｃｏｍ標(biāo)兔ｗ兔學(xué)準(zhǔn)下載在擺動(dòng)方向變換點(diǎn)附近會(huì)出現(xiàn)不完整的波形信號(hào)。為了獲得更好的計(jì)算角振幅,結(jié)合正弦和余弦信號(hào)的相位關(guān)系,可以將一個(gè)正弦波波形細(xì)分為8個(gè)均勻的區(qū)間,如圖B.1所示。43

(.24)83L

(.25)83LA43

(.24)83L

(.25)83LAa ≈

π×1.7726u (

)=4π2

fu c(

)≈

πAA一個(gè)擺動(dòng)周期有兩個(gè)換向點(diǎn),每

個(gè)

換

向

點(diǎn)

前

后

均

存

在

不

超

過(guò)1/8波

形

的

估

計(jì)

偏

差。因此,一個(gè)擺動(dòng)周期對(duì)應(yīng)正弦波個(gè)數(shù)的區(qū)間為

(整波形數(shù),整波形數(shù)+1/2),P

個(gè)擺動(dòng)周期內(nèi)的正弦波個(gè)數(shù)WP,

在區(qū)間

(整波形數(shù),

整波形數(shù)+P/2)均勻分布,WP

的不確定度為Wuc(

P)=

P BWLLuc

(

)

表示光柵刻線非均勻性導(dǎo)致的不確定度,通常uc(

)?1,

因

此

式

LL簡(jiǎn)化為Auc(

)≈ π BA試驗(yàn)中,光柵總線數(shù)

L=36000,以工作頻率設(shè)定值f=1Hz,角振幅設(shè)

定

值A(chǔ)

=0.0436rad為例,則角加速度

幅

值

設(shè)

定

值

為a=1.7726rad/s,

故

角

加速度臺(tái)正弦擺A動(dòng)幅度的測(cè)量誤差引入的不確定度u(

)為:A283

×36000×0.0436B≈2.6×10-4 (.26)Bf工作頻率的測(cè)量誤差引入的不確定度u(

):fBfff 2 2f由式(.13)知uc(

)=6.0×10-7,則不確定Bfff 2 2fu(')=8πAfuc(')=8π

×0.0436×1×6.0×10-7B=2.1×10-6 (.27)B角加速