一、制定背景

目前，液压式振动试验系统采用数字控制，可以实现正弦、随机和地震波模拟等振动试验。JJG638-1990《液压式振动试验台检定规程》(以下简称“旧规程”)为1990年发布实施的，内容上只含有正弦振动部分的检定内容，所以不能完全覆盖液压式振动试验系统全部功能。同时，20多年来，相关国家标准相继进行了制修订。国际标准也修改了关键检定项目的测量方法，所以规程迫切需修订。

根据国质检量函[2013]101号“质检总局关于下达2013年国家计量技术法规制修订计划的通知”及国振计委第[2013]05号“关于下发‘2013年国家计量技术法规制(修)订及宣贯项目’的通知”，由工业和信息化部电子第五研究所牵头组织规程编写小组，负责《液压式振动试验系统检定规程》的起草工作。

国家质检总局于2015年12月7日发布了JJG638-2015《液压式振动试验系统检定规程》，该规程自2016年6月7日起开始实施。

二、规程的主要内容变化及解析

规程的主要内容为:范围、引用文件、术语、概述、计量性能要求、通用技术要求以及计量器具控制(包含检定的环境条件、检定项目、检定方法和检定周期)。下面逐条就修订内容进行说明。

1.规程名称

根据预审会的意见，按“计量器具命名的规则”将本规程的名称改为“液压式振动试验系统检定规程”。

2.引言

按照JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》的要求，增加了引言部分。

3.范围

为了适应各行业对液压式振动试验系统的需求，删除了“正弦激励”和“额定推力”限制。“计量性能”和“检定方法”章节也作出了相应的调整。

4.引用文件

增加了“引用文件”一章。本规程在制定过程中参阅了如下国内外文献:

(1)GB/T5170.15-2005《电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动(正弦)试验用液压振动台》。

(2)GB/T5170.21-2008《电工电子产品环境试验设备基本参数检验方法振动(随机)试验用液压振动台》。

(3)GB/T10179-2009《液压伺服振动试验设备特性的描述方法》(idt ISO8626:1989)。

(4)GB/T21116-2007《液压振动台》。

(5)IEC60068-2-6《电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Fc:振动(正弦)》。

(6)IEC60068-2-64《电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Fh:宽频带随机振动和导则》。

5.概述

增加了“随机振动”、“冲击”功能的表述，采用“示意图”代替旧规程对工作原理的文字描述。

6.计量性能要求

目前，使用中的部分液压式振动试验系统和新制造的液压式振动试验系统一般具有独立的控制器，具有正弦振动、随机振动等功能模式。增加了振动控制器、随机振动部分的要求。根据调研情况和实验结果，将振动位移幅值和加速度幅值示值最大允许误差统一到“不大于10%”。参照了GB/T5170.21-2008的相关规定给出随机部分的计量性能要求。

7.通用技术要求

进行了编辑性修改，并使工作噪声的相关规定与本技术委员会归口的其他振动试验系统的相关规定保持一致。

8.计量器具控制

(1)检定条件

检定条件作了编辑性修改。

(2)检定设备

测振仪的检定规程只有JJG676-2000《工作测振仪检定规程》，该规程的“计量性能要求”只规定了传感器(或测振仪)参考灵敏度、测振仪的频率响应、测振仪的幅值非线性度3个项目，并且测振仪的频率响应为:±5%、±10%；幅值非线性度为:±5%、±10%。难以满足液压台旧规程对测振仪准确度3%的要求。调研中发现，计量机构一般采用动态信号分析仪、电荷放大器和加速度计(位移计)组成振动试验系统检定装置，所以本次修订将检定设备中的“测振仪”改为“动态信号分析仪、电荷放大器和加速度计(位移计)”，并分别提出了技术要求，技术要求采用了“最大允许误差、不确定度、准确度等级”的表述。

(3)检定项目

检定项目增加了控制器和随机振动部分(如适用)。

(4)检定方法

①振动控制器

振动控制器的检定方法是本次修订的新增部分，主要项目有:频率、失真度和通道一致性。频率、失真度和通道一致性的检定方法本次修订参照了GB/T5170.21-2008的相关规定。

②横向振动比

根据2012年6月ISO TC108第31届年会ISO TC108/SC6和SC3的会议中关于“修正国际标准ISO5344:2004《电动振动发生系统(设备)性能特性》和ISO8626:1989《液压伺服振动试验系统特性的描述》方法及ISO16063-1:1998《振动与冲击传感器校准方法——第1部分:基本概念》”的决议，以及全国振标委三分委的相关决议，本次修订修改了横向振动比定义和检定方法。新方法采用同时刻的与主振方向正交的两个正交的加速度信号进行矢量合成，并与主振方向的加速度幅值相比，取最大值，按式(1)进行计算。起草小组对新方法也进行了实验验证，新定义、检定方法较旧规程的定义、检定方法更科学合理。

式中:T——振动试验系统台面加速度幅值横向振动比，%；aT(t)——某时刻垂直于主振方向平面内的横向加速度，m/s2；ax(t)、ay(t)——某时刻垂直于主振方向平面内两个正交的横向加速度，m/s2；az——主振方向的加速度幅值，m/s2。

③随机振动

随机振动的检定方法参照了GB/T5170.21-2008的相关规定。同时考虑到IEC60068-2-64对寄生运动和信号容差的新要求，本次规程修订给出了随机振动加速度总均方根值横向振动比、加速度功率谱密度横向振动比以及加速度总均方根值均匀度。

三、检定过程中应注意的问题

1.传感器安装注意事项

加速度计或位移计安装及连接信号适调器时，应注意的事项如下:

(1)螺栓安装时，用推荐的安装螺栓，有退刀槽，螺栓长度合适，保证能安装到底；不要用太长的螺栓，否则无法保证传感器的安装刚度，并且有可能导致传感器损坏。

(2)用推荐的胶安装(例如氰基丙烯酸盐黏合剂等速干胶)，用合适的溶剂和流程取下传感器(注:太多的溶剂对人身体有害)；不要用敲或者大力扭的方法拆传感器，绝对不要用刀片或者砂纸除胶(会损坏安装面)。

(3)夹具要有较好刚度，且较轻，以保证能够满足频率响应的要求。夹具设计要保证安装面有较好地贴合。

(4)连接电缆手指拧紧即可，有些小的插头需要用专用的工具和推荐的扭矩；高阻压电加速度传感器用低噪声电缆连接，必须有完整和连续的屏蔽；低噪音电缆应采用胶带固定；不要用普通工具拧紧传感器接头，不要拧得太紧，线缆不要扭或打结或拧得太紧(绝缘、噪声屏蔽可能被损坏)，低噪声电缆不能拼接，不要用损坏的电缆。

(5)注意接地，防止地回路，保证单点接地，对于胶安装，绝缘和接地需要按以上要求正确处理；不要附加额外的地回路(只要保证接地良好就可以)，不要用损坏的绝缘螺钉(要验证绝缘性)，差分信号的地不要连接到单端调理器(差分电桥激励浮地)。

(6)信号调理时，要检查频率响应、过载恢复、滤波器等性能参数是否符合要求；测量接线端子的激励电压(IEPE或桥路)；压电式加速度计不要直接测量电压，要用电荷放大器；不要用未知噪声和频率响应的长电缆，以免影响输入电容，在高噪声环境中应前置阻抗转换器。

2.检定中窗函数的选择

采用动态信号分析仪进行检定时，要注意窗函数的选择:

(1)在检定频率时，动态信号分析仪采用矩形窗函数，频率分辨力要好于被测量值允许误差的10倍。

(2)在检定失真度时，动态信号分析仪采用平顶窗函数，线性幅值，至少5倍的谐波幅值。

(3)在检定振动试验系统随机加速度总均方根值和加速度功率谱密度时，动态信号分析仪采用海宁窗函数。

3.横向振动比的检定注意事项

液压式振动试验系统的横向振动比的检定分为3个方面:一是振动试验系统台面正弦振动横向振动比；二是振动试验系统台面随机振动加速度总均方根值横向振动比；三是振动试验系统台面随机振动加速度功率谱密度横向振动比。

(1)振动试验系统台面正弦振动横向振动比检定时，采用动态信号分析仪同时测量正交的3个方向的加速度时域信号，至少同时测量与主振方向正交的两个正交方向的加速度时域信号，同时刻的与主振方向正交的两个正交的加速度信号进行矢量合成，并与主振方向的加速度幅值相比，取最大值，并按式(1)进行计算。

(2)振动试验系统台面随机振动加速度总均方根值横向振动比检定时，采用动态信号分析仪测量3个方向的振动加速度总均方根值，计算加速度总均方根值台面横向振动比。

(3)振动试验系统台面随机振动加速度功率谱密度横向振动比检定时，采用动态信号分析仪测量3个方向的振动加速度功率谱密度，直接读取最大加速度功率谱密度横向振动比。

摘自：中国计量报