JJG 854-1993

..和如- 本检定规程经国家技术监督局于1993年,月+ k.日批准,并自 1994年4月1日起施行. 归口单位: 航空工业总公司第三0四研究所纪草单位: 航空工业总公司第三0四研究所本规V ,技术条文由起草单位负责解释。 本规程主要起草人: 连大鸿 (航空工业总公司第三0四研究所) 参加起草人: 王率 (航空工业总公司第三0四研究所) 李菩明(航空工业总公司第三0四研究所) 目录一概述·“”··“······“····“·····”······“·“··········“······。···一 (1) 二技术要求·····················································⋯⋯(4) 三检定条件和检定项目·································,······⋯⋯(G) 四检定方法··················“··············“·····················⋯⋯(7) 五检定结果处理和检定周期·......................................... (11) 附录附录1 受检校准装置计数器检定记录格式···············⋯⋯(12) 附录2 受检校准装置复现冲击加速度峰值随机不确定度检定记录表格·................................... (13) 附录3 复现冲击加速度峰值总不确定度计算记录表格··⋯(14) 附录4 检定证书背面格式·········。··························一 (15) 附录5 检定结果通知书背面格式·................................ (16) 打G 854- 93 共16页第1页低加速度长持续时间激光一多普勒冲击校准装置检定规程本规程适用于新制造的和使用中的低加速度长持续时间激光一多普勒冲击校准装置(以下简称校准装置)的检定。 一概述 1 校准装置用途本规程受检校准装置用子低加速度长持续时间范围内校准冲击加速度计和测量系统。

2 校准装置原理本规程检定的冲击计量装置,采用的计量学原理是光学多普勒效应,光源为单模偏振氦氖激光器,计量方法为加速度绝对冲击校准方法。 在迈克尔逊式激光一多普勒千涉系统中,运动反射镜与被校加速度汁背靠背安装(如图1示)。 当冲击运动体承受冲击运动时,运动的速度一时间函数(U(t)〕由于涉系统的多普勒频移时间函数(可s(t)〕来确定。多普勒频移和校准 UQt) 核校加邀度计运动反射镜冲击运动休图工激光一多普勒冲击校准原理图典16贾第2贾 JJG asa-s3 运动体表面速度的关系如下: 付‘二2 U(t)IA 式中:n1a(t)一多普勒频移时间函数, U(t)— 冲击运动速度时间函数, }- A光波长。 变换上式并对时间微分得到冲击运动加速度。 (1) a(t).止x d(匀e(t)) dt (2) 式中:a(t)~ 冲击运动加速度时间函数。 由冲击运动的加速度时间函数a(t)判读加速度峰值矶。 另一方面,与激光一多普勒干涉系统中运动反射镜背靠背安装的被校加速度计,在校准系统由于冲击运动产生多普勒频移的同时,同一冲击运动使它产生与冲击运动加速度成比例的电输出信号V(t). 判读V(t)的峰值V p. 根据0p和v,得到被校加速度计在校准点的冲击加速度灵敏度: S.A=(Jplap (3) 式中:S.4- 被校加速度计冲击加速度灵敏度,单位为Wms- I或 PC/m,一2A Vp一被校加速度计电输出峰值,单位为V或PC, ap— 激光多普勒冲击校准复现的冲击加速度峰值,单位为 M/32。

3 校准装置组成本规程检定的校准装置主要由气炮冲击源、激光一多普勒光学系统、多普勒信号处理设备、数据处理设备、滤波器和加速度一时间记录设备组成。 3.1气炮冲击源,由气炮主体、气动控制装置和缓冲装置组成。 用高压空气作动力,使装有运动反射镜和被校加速度计的弹体在长约 2.5-的炮体封闭段产生长持续时间的冲击运动。 3.2激光一多普勒光学系统,是一典型的迈克尔逊干涉系统.激 A器采用单模偏振氦氖激光器,运动反射镜采用反射光束总是平行于 JJG 854- 93 共16页第3页图2 低加速度长持续时间激光一多普勒冲击校准设备示意图入射光束的角祸棱镜,接收方式为差动式。 激光一多普勒光学系统产生与弹体冲击运动速度成比例的多普勒频移光电信号。 3,3多普勒信号处理设备,包括宽带放大、高低通滤波、高速整形、交替计数、快速暂存、预触发控制和标准接口(IEEE-488). 多普勒信号处理设备对多普勒信号进行模拟预处理并转换为数字信息,预触发功能使完整的冲击过程的多普勒速度信息经标准接口传送给数据处理设备。 3,4数据处理设备,包括带有标准接口(IEEE-488)的电子数宇计算机和必要的外围设备(打印机和绘图仪)。 数据处理设备对由标准接口输入的多普勒速度数字信息进行数字滤波、样条拟合和数字微分处理,得到冲击运动的加速度信息,以及进行其他校准运算。 3.5低通滤波器,滤除来自被校系统的高频干扰。 3.6加速度一时间记录设备,采用数字示波器,将被校仪器电洁共16页第4页 JJG 854-93 号作模拟一数字变换,并经标准接口传送给计算机。 注: (1) 3.1到3.4款为绝对复现冲击加AAM A的设备. (2) 3.5和3.6款为校淮装置校准被校加速度计和信号适调仪配置的设备。 二技术要求 4 校准装置的总体技术要求 4.1冲击加速度范围:40到200 MM ; 4.2冲击脉冲持续时间:140到240 ms; 4.3校准冲击波形。波形可调,满足弹射、开伞和浪击的冲击试验要求, 4.4复现冲击加速度峰值的总不确定度:土20o (置信度为 95%)。

5 气炮冲击机 5.1气炮冲击机应能产生第4.1到第4.3款所要求的光滑的冲击运动加速度波形。 5.2弹体(含运动反射镜、传感器、传感器保护套和信号电缆插座)的固有频率应在大于JOLT Hz. T是冲击脉冲持续时间,单位为s. 5.3弹体外径与炮体封闭段的配合公差应优于。

05 mm。炮体封闭段不应有接头,以避免弹体与炮体内壁磕碰产生机械干扰。炮体封闭段与弹体外表面之间的摩擦噪声最低频率应高于10/THz. 5.4炮体内圆的直线性应能保证测量光斑和参考光斑重合程度达 70%以上。 5.5炮体和光学系统安装在同一隔振地基上。隔振地基应能保证环境振动引起的弹体在光轴方向的运动速度与校准加速度峰值对应的速度之比小于。1%. 5.6弹体旋转和横向运动引起的复现加速度峰值偏差应小于 0.2%。

6 激光一多普勒光学系统 6.1单模氦氖激光器,R=0.6328 x10'em,波长稳定度为2x Jac 854- s3 共16页第5页 10'0,波长相对误差<0.3%. 6.2光学系统的测量景深大于2。

5 m,并保证在弹体2.5-行程内的信号噪声比)30 dB. 6.3光电倍增管应对红光具有较高的灵敏度,上升时间<2. 5ns。

7 多普勒信号处理设备 7.1频率响应范围:5 kHz到80 MHz(一3dB截止频率). 7.2信号噪声比:>30 dB. 7.3放大器增k: >40 dB. 7.4计数器采样引入的加速度度峰值相对误差<士1 %. 7.5采样脉冲时间相对误差<土0.4%。

8 数据处理设备 8.1采用通带平坦,相位线性型数宇低通滤波软件,截止频率 >10/T(一3 dB)‘过滤带的衰减率为12 dB/oct. 8.2致据处理方法引入的加速度峰值相对误差<土1%. ,其他要求(与复现峰值加速度量值无关) 9.1模拟低通滤波器 - 3 dB的载止频率> 10/T Hz,过渡带的衰减率为12 dB/oct. 9.2加速度一时间记录设备 9.2.1测量范围:时间,200 i ts到300 ms;电压,110 V. 9.2.2相对测量误差: 时间.小于最大读数的士100. 电压:小于最大读数的士。。5%。 9.2.3线性误差:对于最佳拟合直线的最大偏离<11Y Q. 9.2.4如果记录设备内有滤波作用的部件,对滤波器的规定同 9.1条毅。 9.2.5记录设备应在0.008/T Hz到10/T Hz( -3 dB截止频率)的范围内有平坦的频响特性。 9.3被校加速度计和信号适调仪。 9,3,1加速度计和信号适调仪配套进行校准。 9,3,2被校加速度计的横向灵敏度比低于2%,加速度计的安装共16页第6页 JJG 854- 93 共振频率应高于201T Hz. 9.3.3如果信号适调仪内设滤波器,要求同第9.1条款。 三检定条件和检定项目 10 检定环境条件 10.1室温:20士5'C. 10.2相对湿度:<80 %。

11 检定项目和检定用设备检定项目和检定用仪器如表is 检定项目。

1 刃激光器橄光波长由生产厂(A7)检定,检定结果符合本规程‘.!条款的要求柔样计数器弦测且频率信号发生器数字颇率计颇串范围。

5 kHz到100 MHz1 最小轴出电压峰位.5mV 颇率范围1 5 kHz到100 MHZI 频串测最的相对澳差. 士0.1% 荣样计数器数字频率计荣样时间频率范围。

1 MHz 时间测t 的相对澳差. < 士0.1% 友现峰值加速度且值的随机不确定度标准r或精密)加速度计和信号适调仪见本规程9.3条款 12 检定项目的选择 12.1新建校准装置必须进行11条款的全部检定项目,并作复现峰值加速度量值的系统不确定度和总不确定度的分析和计算。 12.2使用中的受检装置进行n条款的全部检定项目,但不作复 ” G 854- 93 共16贾第7贾现峰值加速度量值的系统不确定度的分析和计算. 12.3更换激光器 12.3.1进行11条款表1序号1的检定项目. 12.3.2调整激光器。使参考光斑与测量光斑在弹体行程2.5 m 范围内的重合程度达本规程5.4条款的要求. 12.4维修光电放大器 12.4.1测试维修后的光电放大器的增益和频率响应范围,并达到本规程7.1和7.3条款要求。 12.4.2进行本规程11条款表1序号4的检定项目。 12.5维修采样计数器 12.5.1进行本规程11条款表1序号2和4的检定项目。 12.6 5到8条款的其他要求不属于本规程检定范围。 四检定方法 13 冲击加速度量值的复现方法低加速度长持续时间激光一多普勒冲击校准装置绝对复现的冲击加速度量值和单位,采用直接测聋方法,溯源干长度和时间的计量基准器具或通过比对与冲击加速度国家基准装置量值一致(参看JJO 2072-90国家冲击加速度计量器具检定系统)。