JJG298_2015_标准振动台检定规程_解读_蔡晨光

一、规程修订的背景

国际标准化组织机械振动、冲击与状态监测技术委员会第3分委会——

—振动冲击测量仪器的应用和校准分委会（ISO TC108/SC3）负责制定振动和冲击测量仪器校准的系列国际标准。其中，ISO16063-11《激光干涉法振动绝对校准》和ISO16063-21《振动比较法校准》中给出的振动校准的频率范围都达到了0.4Hz～10kHz；而且ISO TC108/SC3正在讨论将振动校准的频率范围扩展到0.1Hz～20kHz。我国在国际计量局关键比对数据库（BIPM KCDB）中发布的振动校准测量能力（CMCs）的频率范围为0.1Hz～20kHz。JJF2054-2015《振动计量器具检定系统表》中的频率范围为0.005Hz～20kHz。JJG298-2005《中频标准振动台（比较法）检定规程》（以下简称“旧规程”）适用的频

率范围仅为20Hz～2kHz，无法满足国际标准和振动量值传递的要求，因此需要对其进行修订。

针对标准振动台的检定、校准及其在振动量值传递过程中的影响，起草组向国内外主要标准振动台生产厂家和国内标准振动台使用单位进行了广泛调研，并实际测试了国内在用的多数标准振动台的性能，发现标准振动台的检定/校准存在以下几个主要问题：（1）旧规程无法覆盖振动标准装置的测量范围；（2）部分标准振动台系统集成的测量系统无法单独送检；（3）检定结果在振动校准结果的不确定度评定中如何使用不清楚；（4）对计量性能指标争议较大，有的厂家认为要高，有的认为要低。

因此，此次规程的修订主要参照以下内容：（1）ISO16063-11；（2）ISO16063-21；（3）ISO16063-41: 2011《激光测振仪校准》；（4）BIPM KCDB中公布的我国的CMCs能力；（5）国内在用的各种标准振动台的技术指标。

经多方努力，2015年12月7日，JJG298―2015《标准振动台检定规程》（以下简称“新规程”）由国家质检总局批准发布，并自2016年6月7日起实施。

二、规程主要修订内容介绍

1.规程主要修订内容的确定原则

（1）计量性能指标的确定原则

①参照国际标准和国家标准的推荐。

②符合KCDB中我国的CMCs能力。

③符合JJF2054-2015的要求。

④示值误差、测量不确定度要求符合检定用仪器的能力范围。

⑤在满足量传要求的前提下，适当放宽，以覆盖多数在用标准振动台。

JJG298-2015《标准振动台检定规程》解读

□蔡晨光

作者简介

蔡晨光，

２００７年获北

京航空航天大学精密仪器

及机械专业博士学位，研

究谐振式传感器的闭环控

制。２００７－２００９年，在诺

基亚北京研究中心做博士

后，研究人机交互传感技术。２００９年９月至今，在

中国计量科学研究院从事振动与冲击计量研究工

作。ＩＳＯＴＣ１０８／ＳＣ３（国际标准化组织机械振动、冲

击与状态监测技术委员会振动冲击测量仪器的应

用和校准分委会）委员。

DOI:10.16569/11-3720/t.2016.07.062

（2）计量器具的确定原则

①技术指标必须满足量值传递的要求。

②提供可选仪器，增强规程适用性。

（3）检定方法的确定原则

①符合计量性能的定义，检定结果测量不确定度可控。

②具有较强可操作性。

③在满足计量性能指标测量不确定度的前提下，优化可操作性。

2.规程主要修订内容解析

首先按照JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》的要求，对旧规程中不符合规则要求的格式、内容进行修改，并增加了引言部分。

由于新规程既适用于绝对法振动校准用的标准振动台，又适用于比较法振动校准用的标准振动台，因此规程名称修订为《标准振动台检定规程》。

（1）范围

为适应绝对法和比较法振动检定/校准所用的各种标准振动台的需求，拓展了新规程的范围，去掉了适用的加速度范围和比较法的限制，频率范围扩展到0.1Hz～20kHz。

（2）引用文献

①用JJF1156-2006《振动、冲击、转速计量术语及定义》替代了GB/T2298-1991《机械振动与冲击术语》，确保规程中所引用术语和定义的规范性。

②去掉了GB7670-1987《电动振动试验设备特性的描述方法》，引用了国家标准GB/T20485.11-2006（等同采用国际标准ISO16063-11）、GB/T20485.21-2007（等同采用国际标准ISO16063-21）和国际标准ISO16063-41:2011，确保规程和标准内容的一贯性和继承性。

（3）概述

能够满足标准振动台计量性能和通用技术要求的振动台即可用做标准振动台，因此不必限制振动台的形式，去掉了旧规程中对电动式振动台的限定。

（4）计量性能要求

依据计量性能指标的确定原则，新规程仅给出了影响振动检定/校准测量不确定度的计量性能指标要求。且在附录C和附录D中给出了用检定结果在振动校准中评定由标准振动台所引入的测量不确定度分量的方法和实例。当振动校准对测量不确定度或波形要求较高时，可以参照计量性能参数对测量不确定度分量的贡献，提高对标准振动台计量性能的要求。当需要多传感器同步校准功能时，可参照附录F中的方法对幅值均匀度进行测量。

开展振动校准时，幅值均匀度、频率特性、共振频率等技术指标不是必需的测量不确定度分量，因此新规程中不作要求。

①磁通密度

旧规程要求测量台面上方50mm处的磁通密度。传感器安装位置的磁通密度才是需要代入测量不确定度评估的具体量值，因此要求测量传感器安装位置的磁通密度。其他参数对于传感器安装位置的描述也是基于相同考虑。

②信号噪声比

考虑到国内当前大部分低频标准振动台的信噪比无法达到70dB，用于绝对法校准的标准振动台的信号噪声比定为60dB。

③频率示值误差

频率是计算振动幅值的一个主要参数，旧规程中要求的频率示值误差不大于满量程的0.25%，会造成不同频率点上由其引入的测量不确定度分量不同，因此参照GB/T20485.21-2007、GB/T20485.11-2006的要求进行了修改。

④稳定性

GB/T20485.21-2007和GB/T20485.11-2006对稳定性的定义是在整个测量期间读数的幅值和频率变化量。不同的校准系统，其每个频率点上的测量时间都可能不同，且可能测量时间很短（比如只用几个周期）。因此，将旧规程以最大加速度幅值“连续振动20min，在任一个2min的时间间隔”改为：“连续振动100秒，在任一个10秒的时间间隔”。即使在0.1Hz时，也可以测量10个周期的稳定性。

⑤加速度谐波失真度

国际上关于加速度谐波失真度对测量不确定度的影响有一个基本共识：由于采用了频谱分析、滤波等技术，失真度对振动传感器校准测量不确定度的贡献相对很小，可以忽略不计；但是当校准不具