高精度振动校准方法及振动传感器检定装置研发

本项目通过三轴向、现场和原位振动校准方法的研究，研制了三轴向振动标准装置、便携式低频和中频振动标准装置，初步建立了接近实际测量环境的实验室、现场、原位三位一体振动量值溯源体系，解决了接近实际测量环境的振动计量问题，保障了振动传感器在实际现场环境下测量的准确性和有效性。具体研究内容如下：

气浮三轴向标准振动台：优化得到了运动耦合装置的供气压力和气膜厚度，提出了导向气浮调节技术，实现了5组正交平行的空气轴承和3台振动台导向的耦合调整工艺。

三轴向振动控制系统：建立了空间运动轨迹合成与分解的数学模型，提出了多点激励正弦振动实数域控制算法，在国际上上首次解决了直线、圆、椭圆、球形空间运动轨迹的精确复现问题。

激光绝对法三轴向振动测量系统：提出了基于带通采样的激光干涉信号的低采样率直接采集方法，消除了模拟器件对激光干涉信号的影响，在国际上首次实现了直线、圆、椭圆和球形空间运动轨迹的激光绝对法测量。

三轴向振动校准方法：研究了空间运动轨迹激励下传感器灵敏度的响应特征，在国际上首次提出了振动传感器灵敏度椭圆和灵敏度直线的概念，给出了灵敏度矩之外的全新三轴向振动校准方法。

模拟器件时间延迟和采集卡相频响应的测量与修正：提出了模拟器件时间延迟的测量方法，修正了模拟器件时间延迟对激光干涉信号的影响；实现了采集卡相频响应的测量与修正，填补了国际上ADC相频响应测试方法的空白。

便携式振动标准装置：实现了便携式低频和中频振动标准装置，解决了便携式低频振动台失真度抑制的问题；配合计量业务系统，实现了传感器现场检定、数据云端处理。

原位振动校准方法：采用激励单元传递系数动态校准和传递系数稳定性统计的方法，解决了振动传感器原位校准的溯源问题，主导制订了国际上第一项原位振动校准领域的国际标准。

三轴向振动标准装置与德国PTB比对结果的归一化偏差En值小于1，验证了研究成果的准确性和有效性，为德国PTB开发了一套三轴向振动控制及校准系统。比对实验选择了我国自主研制的MEMS传感器，提升国际影响力和竞争力。

项目形成了9套新设备，制订了1项国际标准，修订了1项国际标准，发表了26篇文章，申请了15项专利及软件著作权，可进一步推广应用。