2.3.5 Градуировка абсолютным методом

Градуировка с использованием лазерной интерферометрии

Три различных метода используются для получения ин­формации на основе сигнала от фотодиода интерферометра Майкельсона. Простейший из них применяется в диапазоне частот ниже 1000 Гц. Он основан на подсчете числа изменений интенсивности сигнала за период механиче­ских колебаний R_f. Этот метод также называют методом «счета интерференционных полос».

Система для градуировки методом лазерной интерферометрии на рисунке 5.

Амплитуда перемещения механических колебаний определена выражением

(6*)

R_f – число полос за период; - длина волны излучения лазера

Для синусоидальных механических колебаний с угловой частотой , для которых перемещение описывается зависимостью

(7*)

– угловая частота;

- амплитуды перемещения

ускорение задается выражением

(8*)

А₀, А – амплитуды ускорения

На основе этого выражения можно определить значение амплитуды ускорения

(9*)

Отсюда следует, что необходимо учитывать погрешности счета полос и определения частоты механических колеба­ний. Необходимо учиты­вать угловые колебания преобразователя во время цикла вибрации, поперечную составляющую вибрации, искаже­ния гармонического движения и влияние температуры. С учетом этих факторов можно оценить погрешность метода.

Рисунок 5 – Система для градуировки методом лазерной интерферометрии

Так оценки погрешностей, относящиеся к осуществляемой на частоте 160 Гц градуировке эталонного акселерометра 8305 фирмы Брюль и Къер, приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Погрешности осуществляемой методом лазерной ин­терферометрии градуировки эталонного акселерометра 8305 фирмы Брюль и Къер на частоте 160 Гц

е1	Вольтметр + усилитель заряда	± 0,08 %
е2	Счетчик х 2	± 0,002%
е3	Счет полос (Rf)	± 0,02 %
е4	Нелинейность	± 0,1%
e5	Угловые колебания	± 0,2 %
е6	Температура	± 0,1 %
е7	Поперечная составляющая (макс. 5%)	± 0,1 %
	Оценка стандартного отклонения (для 3 измерений)	± 0,02 %

Случайная составляющая погрешности для доверитель­ного уровня 99% определяется по формуле (2*) при n = 3, t = 9,92 и из последней строки таблицы 3.Следовательно,

U_r=0,12% (10*)

Систематическая составляющая погрешности определятся по формуле (3*) с использованием табличных значений и коэффициента нормального распределения К = 2,58 (доверительный уровень 99%), т.е.

U_s= (11*)

Следовательно, общая погрешность составляет

U_t= (12*)

Международные градуировки методом круговых сличений показали, что погрешности, вычисленные в соответствии с описанными принципами, находятся в хорошем соответ­ствии с наблюдаемыми отклонениями и подтверждают, что более консервативные методы определения погрешно­стей, например, принцип непосредственного сложения со­ставляющих, не могут быть оправданы [9].