諧振式高加速度振動標(biāo)準(zhǔn)裝置

該項(xiàng)目成功建立了包括諧振式振動發(fā)生系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和激光絕對法測量系統(tǒng)在內(nèi)的高加速度振動標(biāo)準(zhǔn)裝置，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了最高10000 m/s2的振動加速度準(zhǔn)確測量，測量不確定度突破了0.5%（k＝2），整體技術(shù)水平優(yōu)于國外同類裝置，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

裝置的建立滿足了我國高端動力裝備關(guān)鍵部件的性能測試、先進(jìn)傳感器制造等領(lǐng)域?qū)Ω呒铀俣日駝恿恐档臏?zhǔn)確溯源需求，標(biāo)志著我國高加速度振動參數(shù)測量不再受制國外。

共振導(dǎo)致的疲勞損傷是引起航空發(fā)動機(jī)、燃汽輪機(jī)等高端動力裝備關(guān)鍵零部件失效的主要機(jī)制之一，而此類共振通常具有較大的振動加速度——用于航空發(fā)動機(jī)測試的加速度傳感器測量范圍需達(dá)到4900 m/s2，航空發(fā)動機(jī)高壓級壓氣機(jī)葉片的工作加速度幅值更是高達(dá)10000 m/s2以上。然而，此類高加速度振動量值無法在國內(nèi)進(jìn)行溯源，導(dǎo)致飛機(jī)零部件疲勞試驗(yàn)和計(jì)量認(rèn)證等長期受制于國外，嚴(yán)重制約了我國高技術(shù)含量、高國際競爭力的核心產(chǎn)品的開發(fā)與貿(mào)易。解決振動疲勞測試領(lǐng)域高加速度振動量值的傳遞問題迫在眉睫。

為此，中國計(jì)量院在國家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目支撐下，圍繞高加速度振動量值的發(fā)生、控制和高精度測量技術(shù)展開了深入研究。經(jīng)過多年努力，由中國計(jì)量院力聲所振動與重力實(shí)驗(yàn)室蔡晨光副研究員領(lǐng)銜的項(xiàng)目組基于諧振放大原理，創(chuàng)新性地提出了“直推諧振梁固支端”的設(shè)計(jì)，解決了諧振梁附加阻尼的影響，成功研制了最大加速度10000 m/s2的諧振式高加速度振動發(fā)生裝置；采用諧振頻率迭代識別的方法，解決了諧振梁共振頻率的實(shí)時跟蹤問題，建立了諧振式高加速度振動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高加速度振動的精確控制；采用帶通采樣和奈奎斯特采樣結(jié)合的技術(shù)，解決了高加速度振動量值的絕對法測量問題，實(shí)現(xiàn)了17.9 Hz～2968 Hz頻率范圍內(nèi)外差激光干涉信號的直接采集和解調(diào)，建立了絕對法高加速度振動測量和校準(zhǔn)系統(tǒng)。