振动冲击计量属动态计量范畴。振动是围绕某一平衡点,呈周期或随机的变化过程;而冲击则是瞬态变化过程。振动冲击计量中常用的物理量有频率、位移、速度、加速度、时间、电压、电流和电荷等。
振动冲击计量技术所涉及的量值传递关系见图。振动国家基准和冲击加速度国家基准均采用可获得更优测量不确定度的“激光绝对法”测量,其量值可直接溯源至基本国际单位制的长度单位(米)和时间单位(秒)。振动国家基准复现按正弦规律运动的振动加速度、速度、位移的幅值和相位;冲击加速度国家基准复现半正弦或类正弦脉冲形式的冲击加速度。
振动冲击计量的主要对象为各类振动冲击测量仪、振动冲击传感器和振动冲击试验设备。根据被检或被校振动冲击测量仪和传感器特征参数和测量不确定度要求,采用振动或冲击计量技术,在振动或冲击计量基准或标准装置上对其进行检定或校准。使传感器承受一定频率下振幅正弦变化的加速度作用,采用“绝对法”[激光干涉法(条纹计数法、最小点法和正弦逼近法)、互易法和重力加速度法等]或“比较法”的测量称之为振动检定/校准;而使其承受一定冲击加速度峰值和脉宽持续时间的半正弦或类正弦冲击脉冲作用,采用“绝对法”(激光干涉多普勒测速法)或“比较法“的测量称之为冲击检定/校准。
振动冲击计量主要检定/校准的参数有加速度(速度或位移)灵敏度、幅频响应、相频响应、幅值线性度。在工程应用中,由于振动冲击测量仪或传感器工作环境复杂,其对各种物理因素的响应均会对测量准确度带来一定的影响,因此必要时,还需对其进行温度响应、瞬变温度灵敏度、磁灵敏度、声灵敏度、基座应变灵敏度、横向(振动/冲击)灵敏度和安装力矩灵敏度等环境特性参数的测量。此外,为了保证量值测量的准确度,通常要求振动冲击传感器与配套使用的信号适调仪和显示器同时送检或送校。
振动冲击计量技术具有广泛的应用领域,如航空航天、国防兵器、地震观测、地质勘探、建筑工程、能源动力、交通电力、机械制造、环境监测、结构动力学及产品可靠性科学研究,以及载人航天、核电装备、微电子制造、高铁等重大热点工程领域中的振动冲击测量。