JJF 1943-2021  冲击测量仪校准规范

冲击测量仪幅值线性度与测量所施加的冲击加速度峰值和脉冲持续时间有关，其值 应满足表4所示的要求。

表4冲击加速度幅值线性度

4.8通道一致性（如适用）

任意两通道间的加速度峰值一致性应优于0.3dB，相位一致性应优于3°。 9动态范围（如适用） 冲击测量仪动态范围一般大于45dB。

园林养护管理冲击测量仪动态范围一般大于45dB

5.1.1温度：采用绝对法校准时为（23士3）℃；采用比较法校准时为（23士5 5.1.2相对湿度：不大于75%。

.1.1温度：采用绝对法校准时为（23士3）℃；采用比较法校准时为（23士5）℃。 ，1.2相对湿度：不大于75%。 ，1.3电源电压波动量不应超过额定值的10%。 .1.4实验室及周围环境应无强振源，无强电磁场的干扰

用作冲击加速度标准/校准装置主标准器的标准冲击加速度测量仪（或冲击加速度 标准套组）或冲击加速度激光测量仪需采用绝对法冲击计量基准或计量标准装置进行校 准，其他的冲击测量仪可采用绝对法或者比较法的冲击加速度标准装置校准。

5.2.2.1数字存储示波器

示波器的位数不小于12位，采样率不低于100MHz，带宽不小于1MHz，积分误 差小于1%

5.2.2.2数据采集系统

数据采集系统或波形记录仪的幅值分辨率、采样率以及存储空间应满足冲击加速度 测量的需要。通常，采集卡的幅值分辨率不低于10位，采样率至少大于10/T，T为 冲击波形的脉冲持续时间。 采用电荷放大器积分得到冲击速度波形的测量系统，其单次积分误差应小于3%； 采用软件积分得到冲击速度波形的，积分误差应小于2%

5.2.2.3动态信号分析仪

动态信号分析仪频率示值误差优于0.01%，频谱幅值示值误差优于2%，仪器 两通道间幅值一致性优于0.1dB，相位一致性优于1°

为避免信号混叠和抑制噪声所用的滤波器应有适当的幅频和相频响应，其选择的 上频率的滤波效果对校准结果的影响应满足测量不确定度的要求，

5.2.4标准电容（可选）

1000pF或10000pF的标准电容，其准确度等级为0.1级。

正弦信号发生器产生单频正弦信号的失真度小于0.1%，频率稳定性优于0.1 富值稳定性优于1%（8h）

6.1冲击加速度峰值灵敏度的校准

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采用规定的扭矩值，将被校冲击测量仪的加速度计刚性固定在冲击标准/校准装置 上，其配用的适调放大器灵敏度设置在1pC/Unit（或者mV/Unit）。在被校冲击测量 仪量程范围内选择建议不少于7个点（含最小和最大加速度峰值）进行测量，得到一组 标准冲击加速度峰值a：条件下的冲击加速度灵敏度S：，i=1，2，，N，N为冲击校 准点数。冲击加速度峰值灵敏度S：扩展不确定度参照附录A或附录B评定。

6.2冲击加速度峰值示值误差的校准

在冲击测量仪的使用量程范围内选择建议不少于7个校准点（含最小和最大加速度 峰值），冲击测量仪设置在相应的冲击加速度灵敏度挡位。在选择的校准点各测量一次， 分别得到标准冲击加速度峰值与冲击测量仪示值两个测量列a。，）与（a1，）；同时记 录下与其对应的脉冲持续时间测量列《T。，）与(T1，）。脉冲持续时间是冲击加速度 上升至峰值的10%和下降至该值的时间间隔。若被校冲击测量仪具有积分功能，还需 记录由冲击加速度标准/校准装置计算得到的速度改变量（Uo，）和冲击测量仪计算的速 度改变量（U1，）。

6.3冲击加速度峰值测量重复性的校准

a,i= 41,i ao,i

在标准/校准装置能够产生重复冲击加速度条件下，根据冲击测量仪量程在使用范 围内选择常用的冲击加速度峰值进行校准。对于选择的每个校准点，在同一冲击加速度 峰值与脉冲持续时间条件下，连续进行不少于6次冲击试验，并分别记录标准冲击加速 度峰值ao，：和被校冲击测量仪读数a1，i，i=1，2，3，，N，N为测量次数（N 6）。 冲击测量仪测量的冲击加速度峰值a1，：与标准装置产生的标准冲击加速度峰值

选择重复性测量中较差的一点作为校准结果。

6.4脉冲持续时间示值误差的校准

按公式（3），用6.2中测得的两个脉冲持续时间测量列（T。，：）与（T1，），计算 点的脉冲持续时间的示值误差

6.5速度改变量示值误差的校准

按公式（4），用6.2测得的两个速度改变量测量列（Uo，}与（U1，），计算各点的 速度改变量的示值误差8.i：

6.6加速度幅值线性度的校准

加速度幅值线性度可用6.1测得的标准加速度峰值α：和相应的加速度峰值灵每 ：，通过最小二乘算法进行线性回归运算后获得，即：

Kamax Y × 100% So K×10000 × 100% S. 10 000 m/s2

式中： 一一加速度幅值线性度，%； αmax—6.2中测量的冲击加速度峰值的最大值。 公式（7）表示测量仪在最大加速度峰值处的幅值线性度；公式（8）表示测量仪每 10000m/s时幅值线性变化的百分数。校准结果中应注明幅值线性度计算采用的 方法。

6.7通道一致性的校准

此项适用于多通道冲击测量仪的校准。 校准通道数的选择一般根据用户要求而定，可以两两通道分别校准。通道的幅值和 相位一致性采用电信号校准的方法。 采用标准电容（如1000pF或10000pF）代替加速度计，用频率1kHz（或根据 实际情况自选）、幅度为1V（或适用的电压幅度）的标准正弦信号同时输入到冲击测 量仪的两个被校准通道中，两通道的输出接入动态信号分析仪或者采用的软件测量系统 中，分别对两路信号进行幅值与相位分析，用其差值可直接测得两通道的幅值一致性和 相位一致性。

选择冲击测量仪最大增益档位（如1000mV/Unit），连接好加速度计，将冲击测 量仪输出接入动态信号分析仪或软件测量系统，打开电源，在加速度计静止状态下，测 量并计算得到噪声的方差为；该档位最大可测的正弦电压峰值为U（说明书给定 的），则动态范围D（单位为dB）为：

校准证书应至少包括以下信息： a）标题：“校准证书”； b）实验室名称和地址； c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）； d）证书的唯一性标识（如编号）、页码及总页数； e）客户的名称和地址； f）被校对象的描述和明确标识； g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的 接受日期； h）校准所依据的技术规范的名称及代号： i）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明； i）校准环境的描述； k）校准结果及其测量不确定度的说明； 1）对校准规范的偏离说明；

m）校准人员、核验人员及批准人签名； n）校准结果仅对被校对象有效的声明； o）校准证书签发日期以及复校时间间隔的建议； ）未经校准实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

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冲击加速度测量仅复校时间间隔建议为1年。 由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素 所决定，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔

绝对法校准冲击加速度峰值灵敏度的测量不确定度评定示例

采用激光绝对法校准的冲击加速度测量仪和冲击加速度激光测量仪测量结果的 定度参照GB/T20485.13一2007《振动与冲击传感器校准方法第13部分：激光 法冲击绝对校准》评定。本评定以激光绝对法校准工作冲击测量仪为例。

绝对法校准冲击加速度是指采用激光干涉法测量冲击过程时间一位移信号，从而实 现加速度计校准的过程。绝对法冲击加速度校准系统一般由机械冲击激励源、激光干涉 仪以及相应的数据处理软件部分组成。图A.1所示的是一个典型的加速度计安装以及 激光测量点位置的示意图。

A.1加速度计安装以及激光测量点位置示意

冲击灵敏度定义为冲击测量仪输出电压的峰值与冲击加速度物理量峰值之比。如 公式（A.1)所示。

式中，包含因子k=2.

A.3标准不确定度分量评定

1 Zu(Sh) Ssh Ssh U.r.l = kuo. r(S.)

以绝对法机械碰撞式冲击加速度标准/校准装置在冲击加速度峰值约1000g，脉冲 持续时间约为0.5ms时，校准某工作冲击测量仪冲击加速度峰值灵敏度为例，其不确 定度分量如表A.1所示。

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表A.1不确定度分量

A.4合成标准不确定度计算

按照公式（A.2）对表A.1中的各个分量进行合成，可得：

Ue, rel(Ssh) =, /u?(Ss) =1. 61%

Ue, rel(Ssh) = /u?(Ssh) =1. 61%

A.5扩展不确定度计算

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维冲击加速度峰值灵敏度的测量不确

采用比较法校准的冲击加速度测量仪测量结果的不确定度参照GB/T20485.2 008《振动与冲击传感器校准方法第22部分：冲击比较法校准》评定。本评定以 交法冲击校准工作冲击测量仪为例

比较法冲击加速度校准主要是指采用测量随时间变化的标准加速度、速度或者力的 方法，对直线加速度计进行校准。标准加速度一般采用经激光绝对法冲击校准的冲击加 速度标准套组测量得到。比较法冲击加速度标准/校准装置一般由机械冲击激励源、标 准加速度测量系统和相应的数据处理软件组成。常见的机械冲击激励源包括砧子式冲击 校准器、落锤式冲击校准器、落球式冲击校准器和气动活塞式冲击校准器。图B.1为 典型的比较法冲击加速度校准的安装形式。

图B.1比较法校准时加速度计的安装形式

冲击加速度峰值灵敏度定， 为被校测量仪输出电压的峰值与标准冲击加速度峰值 比。 如公式 (B. 1) 所示,

B.3分析和计算标准不确定度分量

ue(Ssh) Uc,rel(Ssh) Zu?(Ssh) S sh Ssh1 U.al = kuc. re(St)

时间约为0.5ms时，校准某工作冲击测量仪冲击灵敏度为例，其不确定度分量如表 B.1所示。

表B.1不确定度分量

B.4合成标准不确定度计算

照式（B.2）对表B.1中的各个分量进行

给水标准规范范本ue, rel(Ssh)=。 /Zu?(Ssh) =2.10%

B.5扩展不确定度计算

Urel=kuc.rel(Ssh)=4.20%~4.2%

1.冲击套组的冲击加速度峰值灵敏度及其测量不确定度

石油标准2.冲击加速度峰值示值误差及其峰值测量的不确定度

3.冲击加速度标准套 的时加 4.加速度峰值测量重复性 5.脉冲持续时间示值误差 6.速度改变量示值误差 7.加速度幅值线性度 8.通道一致性幅值 ；相位 9.动态范围

说明：复校时间间隔建议为1年。