JJF 1116-2004 线加速度计的精密离心机校准规范 JJF1116-2004 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本规范规定了利用精密离心机校准加速度计的主要技术要求的校准方法。

中华人民共和国国家计量技术规范JJF1116—2004
线加速度计的精密离心机校准规范Calibration Specification for LinearAccelerometer Used Precision Centrifuger2004-03-02发布
2004-06-02实施
国家质量监督检验检疫总局
JJF 1116—2004
线加速度计的精密离心机
校准规范
CalibrationSpecificationforLinearAccelerometerUsed
PrecisionCentrifuger
JJF1116-免费标准bzxz.net
本规范经国家质量监督检验检疫总局2004年03月02日批准：并自2004年06月02日起施行，
归口单位：
起草单位：
全国振动冲击转速计量技术委员会中国航空工业第一集团公司第三〇四研究所本规范由全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：
张志民
参加起草人：
龙祖洪
邢馨婷
JJF 1116—2004
（中国航空工业第一集团公司第三〇四研究所）（中国航空工业第一集团公司第三〇四研究所）（中国航空工业第一集团公司第三〇四研究所）范围·
主题内容，
适用范围
引用文献·
术语·
JJF 1116—2004
精密离心机（以下简称离心机）加速度标准线加速度计（以下简称加速度计）加速度计的离心机校准
离心机工作半径·.
变阻式加速度计的工作原理·
变容（感）式加速度计的工作原理伺服式加速度计的工作原理·
谐振式加速度计...
计量特性
加速度计的静态模型方程·
确定离心机工作半径·
被校加速度计的测量范围
被校加速度计的不确定度..
被校加速度计的输出形式.
校准条件
被校加速度计的基本条件
环境条件..
被校加速度计的要求
被校加速度计的安装
校准项目和校准方法
校准结果表达·
复校时间间隔·
附录A
用最小二乘法确定被测加速度计的数学模型和不确定度分析附录B
格拉布斯（Grubbs）准则
主题内容
JJF 1116—2004
线加速度计的精密离心机校准规范本规范规定了利用精密离心机校准线加速度计的主要技术要求的校准方法，1.2适用范围
本规范适用于线加速度计的精密离心机校准。引用文献
GJB1037—1990
GJBI081—1993
GB/T2298—1991
GJB151A—1997
GJB152A—1997
GJB585A—1998
单轴摆式何服线加速度计试验方法惯性技术测试设备主要性能试验方法机械振动与冲击术语
军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量惯性技术术语
精密离心机（以下简称离心机》加速度标准利用牛顿力学原理，通过角运动产生标准向心加速度，用以校准线加速度计的标准装置。
3.2线加速度计（以下简称加速度计）利用惯性测量原理测量恒线加速度的测量器具。3.3加速度计的离心机校准
在规定条件下，为确定加速度计的静态输出加速度值，与对应的由离心机加速度标准所复现的向心加速度值之间关系的一组操作。3.4高心机工作半径
离心机平均回转中心到加速度计检测质量中心的距离。4概述
一般加速度计的力学模型被近似为典型的质量弹簧阻尼系统型二阶力学模型：ma\+ca'+kx=f (α)
式中：，c，
等效检测质量、尼、刚度；
作用于等效检测质量上的加速度、速度、位移；于（）——外作用力
典型的加速度计可以分为变阻式、变容（感）式、何服式、谐振式加速度计。变阻式加速度计的工作原理
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变用式加速度计主要有：张丝式、应变片式、压阻式和滑线式，是利用电阻的变化墩感加速度的变化，实现加速度测量的。除滑线式加速度计外，其余均是利用惠斯登电桥进行变换的。
4.2变容（感）式加速度计的工作原理变容（感）式加速度计利用电容（感）的变化敏感加速度的变化，实现加速度测量，利用交流惠斯登电桥进行变换。当加速度作用于质量上，产生作用力，在弹性支撑上产生变形，引起电容（感）的变化。4.3伺服式加速度计的工作原理
伺服式加速度计根据缴感方式不同可分为电容式、电感式、测角式等；根据支撑方式不同可分为浮式、挠性支撑式等；根据支撑材料的不同可分为金属杆、石英摆、半导体硅摆等类型。
伺服式加速度计是利用电容（感）的变化敏感加速度的变化，通过伺服电路将电容（感）的变化转化成施加在力矩器上的电流的变化，产生与被测加速度作用在监测质量上引起的惯性力相反的力，从而保证检测质量无位移，通过测量力矩器上的电流，实现加速度测量。
4.4谱振式加速度计
谐振式加速度计是利用频率的变化反映加速度的变化：进行加速度测量。5计量特性
5.1加速度计的静态模型方程
模型方程是表达加速度计输出与沿平行或垂直于加速度计输入基准轴作用的加速度分量间的数学关系式。
5.1.1加速度计的三次静态模型方程E
=K。+a;+Ka+Ksa?
E,=k+ka:+ka+kaa
式中：
加速度计输出所指示加速度，用重力加速度g（g=9.80m/s或校准地点的重力加连度实测值）为单位表示；加速度计输出，单位V，mA或脉冲数/s等；加速度计输人的加速度，用重力加速度g（g=9.80m/s或校准地点的重力加速度实测值）为单位表示；偏值，单位g：
标度固数，单位V/g，mA/g或脉冲数/（s·g)；零次项系数，单位V，mA或脉冲数/s等；二阶非线性系数，单位g/g\；
二阶非线性系数，单位（V，mA或脉冲数/s）/g\；一三阶非线性系数，单位g/g；
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一三阶非线性系数，输出单位（V，mA或脉冲数/s）/g\。k=KK.
5.1.2加速度计的二次静态模型方程E:
i=K.+ai+Ka?
E,=k+krai+kza
5.1.3加速度计的一次静态模型方程Ei=K。+ai
E;=k。+ka;
5.2确定离心机工作率径
根据被校加速度计的需要选择5.2.1或5.2.2。5.2.1反算法确定离心机工作半径(2)
a）对于相对误差<1×10-的加速度计，将离心机的分度装置置于0时，使如速度计的输人基准轴（即安装夹具的安装面的法线）处于离心机工作半径方向（土20\以内》，输出基准轴（或摆基准轴）垂直于分度装置回转轴，摆基准轴（或输出基准轴）平行分度装置回转轴。安装到离心机上之后：使离心机顺时针转动，并逐步提高转速，使向心加速度值达到1g左右：并在（0～1）g之间取不少于7点或在1左右取不少于5点，重复3次。
b）使离心机递时针转动，重复a）。c）将离心机的分度装置置于180时，使加速度计的输人基准轴处于离心机工作半径负方向（土20\以内），输出基准轴垂直于分度装置回转轴：摆基准轴平行分度装置回转轴。安装到离心机上之后，使离心机顺时针转动，并逐步提高转速，使向心加速度值达到1g左右，并在（01）g之间取不少于7点或在1g左右取不少于5点，重复3次。
d）使离心机逆时针转动，重复c）。e）将离心机分度装置上的加速度计安装夹具，绕离心机半径方向旋转180，原位安装，分度装置置于0°，重复a)，b)，c，d>。f）利用加速度计在重力场检定结果，公式（3）的变形及向心加速度a；与离心机转速；和半径R的关系a；R，
用平均法：
或最小二乘法：
(E; -k。)
求出离心机的静态工作半径R+，R-。E
R.= (R++R-）/2
AR=(R+—R-）/2
式中：;
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离心机的角速度，rad/s;
离心机的工作半径，m；
高心机的静态工作半径，m；
离心机的正向静态工作半径，m；离心机的负向静态工作半径，m；加速度计检测质量中心到分度装置回转中心的距离，m。AR
g）调整加速度计安装定位面的位置，使<尺小于离心机工作率径的允许误差值h）加速度计重新安装定位后，重复a)，b)，检验△R是否满足要求。否则重新调整加速度计安装定位面的位置，直至达到要求为止。尺。即为离心机静态工作半径。i）如果离心机不具备调整R的装置，可以直接使用R+，R-作为离心机正向、负向的静态工作半径。
5.2.2质心找正法
a）对于相对误差<1×10-*的加速度计，将离心机的质心找正装置置于0时，使加速度计的输人基准轴（即安装夹具的安装面的法线）处于离心机工作半径方向（土20以内），输出基准轴（或摆基准轴）垂直于质心找正装置回转轴，摆基准轴（或输出基准轴）平行质心找正装置回转轴。安装到离心机上之后，逐步提高高心机的质心找正机构的转速，观察加速度计的输出，并调整质心找我正机构上的位移机构，使加速度计的输出接近其零位输出，使加速度计的检测质量中心接近质心找正机构的回转中心线，且接公式（4）计算R使其小于允许值。b）利用静态半径测量装置测量出离心机回转中心线到质心找正机构的回转中心线的距离即为离心机的静态工作半径R，。5.3被校加速度计的测量范围
利用离心机对加速度计进行校准时，被校加速度计的测量范围一般应在（1×10-g~100g）之间。
被校加速度计的不确定度
利用离心机对加速度计进行校准时，被校加速度计的相对不确定度应小于5×10+。
被校加速度计的输出形式
利用离心机对加速度计进行校准时，被校加速度计的输出形式，可以是模拟量或数字量，但必须满足校准设备对信号质量的要求。6
校准条件
被校加速度计的基本条件
加速度计及其附件应稳要安放在紧固的包装箱内；加速度计及其附件表面不应有影响技术性能的弊病，附件齐全；6.1.2
应有使用说明书，注明：加速度计的名称、制造厂、规格、型号、出厂编号、6.1.31
出厂日期、闻值、量程、过载能力、激融电压、输出形式、接线图和加速度计重力场中4
标定的主要数据及准确度等：
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6.1.4准确等级：应符合有关专业技术标准及用户和生产厂家的要求。6.2环境条件
6.2.1室温：（20±3)
相对湿度：（3085)%
离心机的基础
基础X，Y，Z方向上线振动加速度幅值分别小于高心机1g以内的不确定度；基础XZ，YZ方向上角振动幅值分别小于离心机1g以内允许的角度摆动误差，6.2.4实验室应有接地装置，接地电阻小于0.506.2.5电磁兼容性要求应符合GJB151A一1997和GJB152A-1997规定。6.3被校加速度计的要求
被校加速度计校准前的通电准备时间、每次校准采样前的稳定时间和每次校准总时间应符合产品详细规范规定。校准数据的采样数，当采样时间在（1～10）$内，每一点每次连续采样不少于56.3.2
个数据。如采样时间加长，则采样个数可根据实际情况适当减少。6.3.3校准数据的异常值，通过数理统计方法，推荐采用格拉布斯（F.E.Grubbs）法则，进行判别别除。见附录B，
加速度计输人基准轴（I)、摆基准轴（P）和输出基准轴（O）的方向用右手定6.3.4
则确定。如图1所示。
被校加速度计的安装
加速度计的安装定位面和安装夹具工作面应清洁平滑，R<0.2um。安装夹具应尽可能刚性好：且各安装面相互垂直度1\，平面度0.001mm。安装夹具应具有调整装置，应有相应的测试仅器，使加速度计的安装状态与实验要求相一致。
连接导线：连接导线采用低噪声屏蔽电缆。6.4.4
配用仪器
校准所选用的设备和仅器，其准确度必须高于被校加速度计的准确度的要求。输出基准轴(O)
输入基准轴(I）
摆基准轴(P）
“摆”状态
图1加速度计基准轴和安装状态
“门”状态
校准项目和校准方法
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两点法校准加连度计的线性度、滞后误差、零偏、标度因数、高次项系数、静态7.1
输人量程。
7.1.1目的
分离出模型方程系数K。，K，，K，Ks，计算线性度、滞后误差H、静态输人量程A
7.1.2校准设备
离心机及其自带精密分度装置、数字电压表、安装夹具、精密电阻器、专用测试仪、加速度计工作和校准时所需的交、直流电源设备等。7.1.3校准状态
a）安装要求
将离心机上的分度装置回转轴调整到垂直位置（土2\以内），加速度计通过安装夹具装在分度装置的工作台上，使加速度计的输人基准轴与分度装置的回转轴垂直并在回转过程中应处于水平位置（土2\以内）。b）“摄”状态安装
将离心机的分度装置置于0\时，加速度计的输人基准轴（即安装夹具的安装面的法线）处于离心机工作半径方向（土20以内），输出基准轴垂直于分度装置回转轴，摆基准轴垂直向下，如图1所示。
a;=wRcos, cosa; gsina
式中：Φ一方位失准角；
(——俯仰失准角。
c）“门”状态安装
将离心机分度装置置于0“时，加速度计的输人基准轴（即安装夹具的安装面的法线）处于离心机工作率径方向（土20\以内），输出基准轴垂直向下，操基准轴垂直于分度装置回转输，如图1所示。
a;=w;RcosY,cosY;gsiny
式中：业一方位失准角；
Y：—俯抑失灌角。
7.1.4校准方法
通常在“摆”状态或“门”状态下进行校准。a）加速度计按“摆”或“门”状态安装，如图2所示，分度装置置于0°，使加速度计和测试仪器、设备处于工作状态。b）根据标准加速度点（推荐转速点数>4（m十2），其中\是方程系数个数门，计算离心机转速，设置转速点，按转速点调整离心机转速，使离心机顺时针转动，转速稳定后，在每个转速点上连续读取加速度计的输出值，达到加速度计的测量范围后，逐点降低离心机转速，测试加速度计的输出，测试数据的采样数按6.3.2进行。6
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加速度计检测质量中心
加速度计安装夹具
图2加速度计安装示意图
c）使离心机递时针转动，重复b）。d）将分度头旋转180°，重复b)，c）。分度装置
a,=-Rcos6
输入轴与半径夹角9
被校加速度计
e）将离心机分度装置上的加速度计安装夹具，绕离心机半径方向旋转180°，原位安装，分度装置置于o°，重复b)，c)，d)。）记下加速度计的环境温度与工作温度7.1.5校准结果
a）计算离心机顺时针转动分度装置在0°时，加速度计安装夹具在0\和180°对应离心机转速的加速度计输出的平均值，并求出两平均值的总平均值3；同理计算分度装置在180°的总平均值y,。
b）计算离心机逆时针转动分度装置在0°时，加速度计安装夹具在0°和180对应离心机转速的加速度计输出的平均值，并求出两平均值的总平均值；同理计算，分度装置在180\的总平均值，。
计算顺、逆时针的平均值：y=（3：十y>/2ym=（y十y,）)/2c）按附录A进行数据处理，分离出模型方程系数的最佳估计值，各系数偏差和拟合误差。在“摆”状态或“门”状态，可分离出K。，K，，KK。。d）在一般情况下，两种安装状态下分离的系数K，K，，K，和K应无显著差异（差值小于各自的允许误差）。取两种状态下的平均值作为该系数的最佳估计值，如某项系数的绝对值小于该系数偏差的1.96倍时，该系数可急略不计。e）总的撤合误差o，可按下式近似确定：Q
式中：—“摆”状态下的拟合误差；%—“门”状态下的拟合误差。
f）选中离心机升速或降速时输出平均值之差的最大值E，除以标度因数K，可求得滞后误差H：
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