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    直升機(jī)旋翼錐體頻閃燈校準(zhǔn)技術(shù)研究

    2023-12-07 08:21:46張建國(guó)侯秀波杜德森徐慶玉李田甜
    計(jì)測(cè)技術(shù) 2023年5期
    關(guān)鍵詞:分辨力動(dòng)平衡計(jì)數(shù)器

    張建國(guó),侯秀波,杜德森,徐慶玉,李田甜

    (航空工業(yè)哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,黑龍江 哈爾濱 150066)

    0 引言

    直升機(jī)旋翼槳葉的揮舞軌跡被形象地稱(chēng)為“旋翼錐體”,是直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的重要參數(shù)[1],它集中反映了直升機(jī)所有槳葉動(dòng)態(tài)參數(shù)和氣動(dòng)參數(shù)的一致性,是槳葉空氣動(dòng)力和飛行控制等綜合作用的最終體現(xiàn)[2],槳葉的不平衡是直升機(jī)振動(dòng)的主要來(lái)源之一[3]。直升機(jī)旋翼錐體頻閃燈(本文簡(jiǎn)稱(chēng)頻閃燈)是直升機(jī)相位動(dòng)平衡測(cè)量系統(tǒng)(一般由轉(zhuǎn)速和振動(dòng)傳感器、相位動(dòng)平衡儀、頻閃燈等三部分組成且相對(duì)獨(dú)立工作)的主要組成部分[4-5],主要用于對(duì)單層直升機(jī)旋翼等多槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)椎體平面性的測(cè)試檢查[6],從而能初步判斷是否由于槳葉的不平衡引起直升機(jī)令人不舒適的振動(dòng)。此類(lèi)頻閃燈的工作原理是基于頻閃效應(yīng),在外部信號(hào)(工作時(shí)信號(hào)由主軸的轉(zhuǎn)速磁傳感器通過(guò)相位動(dòng)平衡儀間接提供)激勵(lì)下,頻閃燈以對(duì)應(yīng)的旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)頻率閃動(dòng),此時(shí),人眼觀(guān)察到的旋翼(槳葉)將是靜止不動(dòng)的,可以籍此觀(guān)察各槳葉的振動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡等。直升機(jī)旋翼錐體頻閃燈因其使用方便,環(huán)境適應(yīng)性好,可視程度高等優(yōu)點(diǎn),多年來(lái)一直在生產(chǎn)試驗(yàn)和維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)使用。

    直升機(jī)旋翼錐體頻閃燈屬于專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備,無(wú)法歸類(lèi)于轉(zhuǎn)速表等通用計(jì)量器具進(jìn)行校準(zhǔn),沒(méi)有適用的國(guó)家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范可以參照。實(shí)際工作中,會(huì)遇到頻閃燈閃爍頻率不隨輸入的激勵(lì)頻率閃動(dòng)的狀況(頻閃燈自身故障),因此有必要對(duì)其定期校準(zhǔn)。

    本文通過(guò)研究脈沖頻率法校準(zhǔn)直升機(jī)旋翼錐體頻閃燈的閃爍頻率計(jì)量特性,給出了一種可以用通用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對(duì)頻閃燈進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)的實(shí)用方法,使頻閃燈的量值溯源更可靠,并且符合《國(guó)防科技工業(yè)專(zhuān)用測(cè)試設(shè)備計(jì)量管理辦法》第十四條關(guān)于溯源性的要求。

    1 直升機(jī)旋翼錐體頻閃燈校準(zhǔn)現(xiàn)狀

    因頻閃燈的校準(zhǔn)沒(méi)有國(guó)家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范可以參照,僅有少量相關(guān)校準(zhǔn)方法研究。目前,一般基于自制的轉(zhuǎn)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)頻閃燈的校準(zhǔn)[7-8]。

    圖1 為頻閃燈主要生產(chǎn)廠(chǎng)家之一CHADWICK HELMUTH 公司配套生產(chǎn)的一個(gè)測(cè)試用轉(zhuǎn)臺(tái)Model 11,此轉(zhuǎn)臺(tái)可以在900 r/min 和1 800 r/min 兩個(gè)轉(zhuǎn)速下,定性的觀(guān)察頻閃燈鎖定狀態(tài)[8]。

    圖1 測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)Model 11Fig.1 Test turntable Model 11

    檢查直升機(jī)相位動(dòng)平衡設(shè)備工作狀態(tài)時(shí)按圖2方式連接,轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)相位動(dòng)平衡儀與頻閃燈連接,當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),相位動(dòng)平衡儀得到轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度信號(hào)并以此驅(qū)動(dòng)頻閃燈閃亮,若可以觀(guān)察到清晰穩(wěn)定的單定像,且定像標(biāo)志方向(代表相位角)符合說(shuō)明書(shū)技術(shù)要求。這種方式可以檢查整套直升機(jī)相位動(dòng)平衡設(shè)備的工作狀態(tài),但不適用對(duì)頻閃燈進(jìn)行校準(zhǔn)。

    圖2 Model 11轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)試直升機(jī)相位動(dòng)平衡設(shè)備連接示意圖Fig.2 Connection diagram for testing helicopter phase dynamic balance equipment using turntable Model 11

    圖3 中的HBD 型直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)制造的相位動(dòng)平衡設(shè)備校準(zhǔn)裝置。仿真實(shí)驗(yàn)器由大小兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)組成,大小轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)皮帶連接,轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以在60~800 r/min調(diào)節(jié),小轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速是大轉(zhuǎn)盤(pán)的5倍。對(duì)頻閃燈可以在60~4 000 r/min進(jìn)行校準(zhǔn),其中,800 r/min 以下用大轉(zhuǎn)盤(pán)直接校準(zhǔn),800~4 000 r/min 用小轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn),轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)顯示的是大轉(zhuǎn)盤(pán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

    圖3 HBD型直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器Fig.3 HBD Helicopter dynamic balance simulation tester

    圖4是使用直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器校準(zhǔn)頻閃燈時(shí)的接線(xiàn)方式,由信號(hào)發(fā)生器為被校頻閃燈提供驅(qū)動(dòng)信號(hào),調(diào)節(jié)直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,直至通過(guò)被校頻閃燈可以觀(guān)察到反光貼清晰穩(wěn)定的單定像,此時(shí)直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器顯示的轉(zhuǎn)速值即為頻閃燈的實(shí)際轉(zhuǎn)速。

    圖4 動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器校準(zhǔn)連接示意圖Fig.4 Connection diagram of calibration using dynamic balance simulator

    使用直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器校準(zhǔn)頻閃燈可以基本滿(mǎn)足頻閃燈使用單位的技術(shù)要求,存在的問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面:一是校準(zhǔn)點(diǎn)無(wú)法覆蓋被校設(shè)備的工作范圍。頻閃燈的實(shí)際工作范圍可以達(dá)到120~12 000 r/min(即2~200 Hz),直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器受電機(jī)轉(zhuǎn)速及人眼觀(guān)察能力的限制只能實(shí)現(xiàn)300~4 000 r/min范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速校準(zhǔn)。二是校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度較大。從校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)看,直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器校準(zhǔn)頻閃燈的不確定度來(lái)源主要有:直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器不準(zhǔn)引入的不確定度;測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度;測(cè)量分辨力引入的不確定度以及人眼視覺(jué)影響引入的不確定度等。其中,測(cè)量分辨力引入的不確定度因大小轉(zhuǎn)盤(pán)分辨力不同,需要分別考慮,經(jīng)過(guò)計(jì)算驗(yàn)證,直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器校準(zhǔn)頻閃燈的相對(duì)不確定度一般都在10-3以上。

    近年來(lái),隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,將校準(zhǔn)精度較低的特殊參數(shù)轉(zhuǎn)化為校準(zhǔn)精度較高的電學(xué)通用參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)成為計(jì)量研究的一個(gè)熱門(mén)方向。應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換技術(shù),實(shí)現(xiàn)脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈,可以大幅度提升頻閃燈的校準(zhǔn)精度,切實(shí)提高重要設(shè)備的校準(zhǔn)保障能力。

    2 校準(zhǔn)方法

    2.1 脈沖頻率法原理[9-11]

    頻閃燈的工作原理是通過(guò)頻閃效應(yīng),利用人眼的視覺(jué)暫留,對(duì)轉(zhuǎn)速直接測(cè)量。由此可知,頻閃燈測(cè)量轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確度與閃爍頻率的準(zhǔn)確度直接相關(guān)。因此若校準(zhǔn)時(shí)可以直接測(cè)量頻閃燈的閃爍頻率的準(zhǔn)確度,將會(huì)大幅度提升測(cè)量精度,同時(shí)還可以有效減少頻閃效應(yīng)讀數(shù)時(shí)引入的不確定度。

    用脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈,須引入光電轉(zhuǎn)換元件——光電傳感器。按照?qǐng)D5接線(xiàn),通過(guò)信號(hào)發(fā)生器驅(qū)動(dòng),產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)頻率一致的頻閃光,將其作為光源對(duì)準(zhǔn)光電傳感器,利用光電轉(zhuǎn)換元件,將接收到的頻閃光轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào),輸入到通用計(jì)數(shù)器進(jìn)行脈沖頻率的測(cè)量。校準(zhǔn)過(guò)程無(wú)需利用頻閃效應(yīng)測(cè)量轉(zhuǎn)速,直接讀取通用計(jì)數(shù)器的測(cè)量值并計(jì)算頻閃燈的示值誤差。

    圖5 脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈連接示意圖Fig.5 Connection diagram for calibrating strobe using pulse frequency method

    用脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈的不確定度來(lái)源主要有:通用計(jì)數(shù)器頻率測(cè)量不準(zhǔn)引入的不確定度;通用計(jì)數(shù)器顯示分辨力引入的不確定度以及測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

    2.2 校準(zhǔn)實(shí)施

    實(shí)施頻閃燈的校準(zhǔn),首先應(yīng)了解驅(qū)動(dòng)其閃爍的信號(hào)特征。實(shí)際使用中,頻閃燈與相位平衡儀配套使用,其驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)頻率是相位平衡儀通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器得到的旋翼轉(zhuǎn)速信號(hào)在跟蹤狀態(tài)下從頻閃燈的驅(qū)動(dòng)端口輸出設(shè)置的槳葉數(shù)量的乘積。圖6是當(dāng)相位平衡儀的轉(zhuǎn)速信號(hào)為360 r/min(6 Hz),槳葉數(shù)量為1 片時(shí)頻閃燈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。可以看到,頻閃燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)是占空比為50%的方波,幅度在1Vp-p值以上,上升時(shí)間3~4 ms。

    圖6 頻閃燈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Fig.6 Drive signal of strobe

    以135M-12 型頻閃燈為例對(duì)脈沖頻率法的校準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明。其說(shuō)明書(shū)中給出的測(cè)量允許誤差為±2%,量程范圍為120~12 000 r/min,由函數(shù)發(fā)生器提供驅(qū)動(dòng)頻率,驅(qū)動(dòng)信號(hào)為方波,峰峰值幅度為1 V。光電傳感器由直流穩(wěn)壓電源提供驅(qū)動(dòng),供電電壓為5 V,信號(hào)輸出端與示波器或通用計(jì)數(shù)器連接。當(dāng)頻閃燈閃爍并對(duì)準(zhǔn)光電傳感器時(shí),由光電傳感器轉(zhuǎn)換頻閃燈閃爍頻率得到脈沖信號(hào),與光電傳感器連接的示波器顯示連續(xù)的脈沖波形。圖7 為頻閃燈驅(qū)動(dòng)頻率為40 Hz 時(shí),示波器顯示的脈沖信號(hào)波形。

    圖7 頻閃燈40 Hz閃爍頻率時(shí)脈沖波形Fig.7 Pulse waveform of strobe at 40 Hz flicker frequency

    圖7 及圖8 中,光電傳感器得到的頻閃燈閃爍頻率波形非常好,有很好的上升沿(4 μs以下)和基線(xiàn)長(zhǎng)度,脈沖幅值峰峰值可達(dá)500 mV 左右,完全能夠滿(mǎn)足通用計(jì)數(shù)器測(cè)量的觸發(fā)靈敏度要求,可以保證通用計(jì)數(shù)器應(yīng)該穩(wěn)定的測(cè)量頻率值。此外,因測(cè)量脈沖來(lái)自普通光源,光線(xiàn)較為分散,為保證頻閃燈閃爍頻率的測(cè)量,可將頻閃燈盡量對(duì)正并靠近光電傳感器,也可以嘗試降低環(huán)境亮度,同時(shí)設(shè)置通用計(jì)數(shù)器100 kHz低通濾波開(kāi)啟。

    圖8 頻閃燈閃爍脈沖波形細(xì)節(jié)圖Fig.8 Details of strobe flicker pulse waveform

    圖8 中的頻率波形是在一個(gè)高電平上疊加的,經(jīng)測(cè)量,該電平值約為0.5 V。因此在通用計(jì)數(shù)器上測(cè)量頻閃燈閃爍頻率時(shí),需要將觸發(fā)電平提升至0.5 V才能獲得正確的頻率測(cè)量數(shù)據(jù)。

    當(dāng)頻閃燈的驅(qū)動(dòng)頻率增大時(shí),如圖9,當(dāng)頻閃燈的驅(qū)動(dòng)頻率分別為100、200 Hz 時(shí),示波器顯示的頻閃燈閃爍脈沖信號(hào)的波形狀態(tài)。由圖9 可知,雖然頻閃燈驅(qū)動(dòng)頻率在增大,但脈沖信號(hào)的上升時(shí)間依然保持在4 μs 以下,保持了一個(gè)陡峭的上升沿,同時(shí)幅值也保持在450 mV 以上,通用計(jì)數(shù)器可以很好的測(cè)量得到信號(hào)的頻率值。

    圖9 不同頻率的頻閃脈沖信號(hào)Fig.9 Stroboscopic pulse signals of different frequencies

    當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率小于2 Hz 時(shí),由于頻閃燈的閃爍頻率過(guò)低,環(huán)境對(duì)脈沖信號(hào)的干擾明顯增加,使通用計(jì)數(shù)器的測(cè)量顯示誤差顯著增大,且易產(chǎn)生數(shù)據(jù)跳變;驅(qū)動(dòng)頻率大于200 Hz 時(shí),頻閃燈的閃爍亮度急劇下降,脈沖信號(hào)的幅值也相應(yīng)大幅度降低,這顯著影響通用計(jì)數(shù)器的測(cè)量顯示,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)并結(jié)合使用實(shí)際情況,確定該方法可以保證結(jié)果準(zhǔn)確性的頻率(轉(zhuǎn)速)校準(zhǔn)范圍為2~200 Hz(120~12 000 r/min)。

    此外,對(duì)頻閃燈的校準(zhǔn)除閃爍速度的校準(zhǔn)外還包括驅(qū)動(dòng)靈敏度的校準(zhǔn)、燈聚焦?fàn)顟B(tài)的校準(zhǔn)及調(diào)整,其中燈聚焦?fàn)顟B(tài)的校準(zhǔn)及調(diào)整是針對(duì)頻閃燈的光學(xué)特性的有效校準(zhǔn)項(xiàng)目(不在本文討論)。

    3 不同方法測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比

    為驗(yàn)證脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈的準(zhǔn)確性和可靠性,采用直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器和通用計(jì)數(shù)器分別作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,對(duì)同一頻閃燈進(jìn)行校準(zhǔn),對(duì)比兩種方法的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量用到的被校設(shè)備和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具信息見(jiàn)表1。

    表1 被校設(shè)備及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具信息[4,7,12]Tab.1 Information on calibrated equipment and measuring standards[4,7,12]

    根據(jù)實(shí)際情況,在120~12 000 r/min(即2~200 Hz)內(nèi)選取9 個(gè)頻率點(diǎn),用同一個(gè)函數(shù)發(fā)生器為被校頻閃燈提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。分別用直升機(jī)動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器和通用計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的示值誤差結(jié)果見(jiàn)表2。

    表2 不同方法校準(zhǔn)頻閃燈的測(cè)量誤差Tab.2 Measurement errors of strobe calibration by different methods

    從表2的數(shù)據(jù)可以看出,脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈相比于動(dòng)平衡仿真實(shí)驗(yàn)器校準(zhǔn),其可測(cè)量的轉(zhuǎn)速范圍可以提升至120~12 000 r/min(即2~200 Hz),能夠完全覆蓋135M-12 頻閃燈的頻閃工作范圍。事實(shí)上,脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈的校準(zhǔn)范圍取決于通用計(jì)數(shù)器的測(cè)量范圍,這就為今后校準(zhǔn)更大工作范圍的頻閃類(lèi)設(shè)備提供有效的技術(shù)支撐。

    此外,脈沖頻率法校準(zhǔn)的示值誤差可以達(dá)到10-6量級(jí),遠(yuǎn)高于動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器的校準(zhǔn)結(jié)果。這是因?yàn)橥ㄓ糜?jì)數(shù)器進(jìn)行頻率測(cè)量時(shí)的分辨力很高,測(cè)量200 Hz頻率時(shí),也可以分辨到1 μHz,而動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)器的轉(zhuǎn)速顯示分辨力只有1 r/min,甚至在小轉(zhuǎn)盤(pán)讀數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)速的分辨力是5 r/min。

    綜上所述,脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈不僅可以覆蓋頻閃燈工作范圍,而且可以大幅度提高校準(zhǔn)精度,另外因通用計(jì)數(shù)器可以溯源至?xí)r間頻率的計(jì)量基準(zhǔn),所以脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈可以保證頻閃燈量值溯源的準(zhǔn)確可靠。

    4 不確定度評(píng)定示例[13-14]

    對(duì)脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈的測(cè)量結(jié)果不確定度進(jìn)行評(píng)定時(shí),數(shù)學(xué)模型見(jiàn)公式(1)。

    式中:Δf為被校頻閃燈的示值誤差;為頻率實(shí)測(cè)平均值;f0為頻閃燈標(biāo)稱(chēng)值。

    用脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈的不確定度來(lái)源主要有:通用計(jì)數(shù)器頻率測(cè)量不準(zhǔn)引入的不確定度;通用計(jì)數(shù)器顯示分辨力引入的不確定度以及測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

    當(dāng)選取頻閃儀6、60、200 Hz 三個(gè)閃爍頻率點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí),對(duì)其測(cè)量結(jié)果分別進(jìn)行不確定度計(jì)算。

    4.1 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

    對(duì)頻閃燈的三個(gè)閃爍頻率點(diǎn)分別測(cè)量10 次,得到的測(cè)量值見(jiàn)表3。

    表3 頻閃燈不同頻率下重復(fù)性測(cè)量值Tab.3 Repeatability of strobe at different frequencies

    表3 中的測(cè)量數(shù)據(jù),按公式(2)計(jì)算得到重復(fù)性引入的不確定度分量u1。

    4.2 通用計(jì)數(shù)器頻率測(cè)量不準(zhǔn)引入的不確定度

    從通用計(jì)數(shù)器的說(shuō)明書(shū)可知,通用計(jì)數(shù)器SP3386 晶振準(zhǔn)確度A = 1 × 10-7,通用計(jì)數(shù)器各頻率點(diǎn)最大允許誤差引入的不確定度u2按B 類(lèi)方法評(píng)定,均勻分布取包含因子k=,按公式(3)計(jì)算。

    4.3 通用計(jì)數(shù)器顯示分辨力引入的不確定度

    使用的通用計(jì)數(shù)器在各頻率下的測(cè)量分辨力fδ分別為10 nHz、100 nHz、1 μHz,通用計(jì)數(shù)器顯示分辨力引入的不確定度分量u3按公式(4)計(jì)算。

    4.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度

    經(jīng)過(guò)計(jì)算,在選取的3個(gè)頻率點(diǎn)上,被校頻閃燈測(cè)量不確定度分量見(jiàn)表4。

    表4 被校頻閃燈測(cè)量不確定度分量Tab.4 Uncertainty components of calibrated strobe Hz

    由于不確定度的各分量獨(dú)立不相關(guān),則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可用方和根法計(jì)算。根據(jù)JJF1033-2023《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》[15],當(dāng)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度分量大于被檢定或校準(zhǔn)儀器的分辨力所引入的不確定度分量時(shí),此時(shí)重復(fù)性中已經(jīng)包含分辨力對(duì)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的影響,故不應(yīng)當(dāng)再考慮分辨力所引入的不確定度分量。所以頻閃燈校準(zhǔn)結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是由測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u1和通用計(jì)數(shù)器頻率測(cè)量不準(zhǔn)引入的不確定度u2構(gòu)成的。得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度后,取包含因子k= 2,可以得到相對(duì)擴(kuò)展不確定度。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

    表5 測(cè)量不確定度的合成及擴(kuò)展Tab.5 Combination and expansion of measurement uncertainty

    5 結(jié)論

    從本文上述的數(shù)據(jù)對(duì)比和驗(yàn)證中可以看出,采用脈沖頻率法校準(zhǔn)頻閃燈比采用仿真試驗(yàn)器進(jìn)行校準(zhǔn)可校準(zhǔn)的頻率(轉(zhuǎn)速)范圍更大,完全可以覆蓋被校頻閃燈的能力范圍,而測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度大幅度提高,示值誤差達(dá)到10-6量級(jí),比原來(lái)小了3個(gè)數(shù)量級(jí),不確定度也減小了,同時(shí)脈沖頻率法用通用計(jì)數(shù)器作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),將頻閃燈的溯源直接與時(shí)間頻率基準(zhǔn)連通,使頻閃燈的量值傳遞和量值溯源更可靠和有效,同時(shí)具有一定推廣價(jià)值。

    此外,通過(guò)本文的研究也表明,利用傳感器件可將校準(zhǔn)精度低且不易提升的特性參數(shù)轉(zhuǎn)化成校準(zhǔn)精度高的通用參數(shù),其研究方向是一種可以有效提升計(jì)量能力的思路,值得計(jì)量同仁根據(jù)實(shí)際需要開(kāi)展相關(guān)研究工作。

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