国际上振动冲击计量基本上是依据国际标准化组织机械振动、冲击与状态监测技术委员会(ISO/TC 108)制定的ISO 5347和ISO 16063系列标准进行的。国际计量局声学、超声和振动咨询委员会(CCAUV)及亚太地区计量规划组织声学、超声和振动技术委员会(APMP TCAUV)等负责国际比对、同行评审等维护国际上振动冲击单位统一、量值准确可靠的活动。各国经过评审和互认的振动校准和测量能力(CMCs)在国际计量局关键比对数据库(BIPM KCDB)中公布。中国的振动冲击校准和测量能力已经进入国际前列。
20世纪八九十年代ISO/TC108制定了指导振动和冲击测量仪器校准的ISO 5347系列标准。随着振动冲击校准技术的不断进步,ISO 5347系列标准正在转换为ISO 16063系列标准。ISO 16063系列标准体系中,ISO 16063-1“基本概念”是整个ISO 16063系列标准的指导性文件,ISO 16063-1X系列标准是振动和冲击传感器绝对法校准的标准体系,ISO 16063-2X系列标准是振动和冲击传感器比较法校准的标准体系,ISO 16063-3X系列标准是振动和冲击传感器各种特性参数测试的标准体系,ISO 16063-4X系列标准是振动和冲击计量领域新校准技术的标准。ISO/TC108//WG34是具体负责振动与冲击传感器校准国际标准制修订的工作组。
按照ISO/TC108的规划,振动冲击计量方法可分为4类。
主要包括5种:①激光干涉绝对法振动校准,采用激光干涉原理实现振动量值的原级校准,通过激光波长直接溯源到长度和时间。ISO 16063-11标准中推荐了3种激光干涉信号解调和测量不确定度评估方法。②互易法绝对法振动校准,利用互易原理实现振动测量仪器的原级校准。对应国际标准为ISO 16063-12。③激光干涉绝对法冲击校准,利用激光干涉原理实现冲击量值的原级校准,直接溯源到长度和时间。对应国际标准为ISO 16063-13。④激光干涉绝对法角振动校准,利用激光干涉原理实现角振动量值的原级校准,直接溯源到长度和时间。对应国际标准为ISO 16063-15。⑤地球重力法加速度校准,利用地球重力实现加速度量值的原级校准。对应国际标准为ISO 16063-16。
此外还有离心机、双离心机等绝对法振动校准方法。
采用可以溯源到绝对法振动冲击标准装置的参考加速度传感器,传递振动冲击量值,实现振动冲击测量仪器的次级校准,分为比较法振动校准、比较法冲击校准和比较法角振动校准。
用于测试振动冲击传感器的各种特性参数,确定振动冲击校准中各影响因素所引入的测量不确定度分量。振动冲击传感器的特性参数包括横向振动灵敏度、横向冲击灵敏度、基座应变灵敏度、安装扭矩灵敏度、磁灵敏度、声灵敏度、固定温度灵敏度、瞬变温度灵敏度、安装谐振频率等。
随着振动冲击计量的需求和技术的发展,出现了一些新的振动冲击校准方法,如激光干涉仪的校准、地震仪的重力法校准、传感器模型参数的校准、现场振动校准仪的校准及具有内建校准线圈振动传感器的原位校准等新兴校准技术。
振动检测随着光学测量技术、动态信号分析技术的发展进步,国际上对振动冲击测量中的各种影响因素的认识逐步加深,振动冲击测量不确定度的评估越来越细致、清晰,测量精度将进一步提高。
随着微机电系统(MEMS)、光学测量、系统辨识等技术的发展,需要发展重力法、模型参数识别等振动冲击计量方法。随着振动监测系统的极速发展,需要发展原位和现场校准振动冲击计量方法。