動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)評(píng)述

尹肖，王宇，楊軍

(中航工業(yè)北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所，北京100095)

摘要：動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，其測(cè)量結(jié)果的精度要求越來(lái)越高，因此對(duì)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的研究具有十分重要的意義。本文簡(jiǎn)單介紹了實(shí)際工程中動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用與需求，指出了動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)研究的重要性，總結(jié)了目前動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)的主要體系，并對(duì)各種動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)方法的原理、主要特點(diǎn)以及校準(zhǔn)裝置進(jìn)行了分類介紹。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)力；校準(zhǔn)；力傳感器；激勵(lì)源

中圖分類號(hào)：TB935文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)嗎：A

doi：10.11823/j.issn.1674-5795.2015.02.02

收稿日期：2015-03-18

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目(JSJC2012205B002)

作者簡(jiǎn)介：尹肖(1989-)男，碩士，從事動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)方面的研究；王宇(1978-)高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)榱W(xué)量動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)激勵(lì)源設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià)方法研究。

Review of the Calibration Technique for Dynamic Force

YIN Xiao，WANG Yu，YANG Jun

(Changcheng Institute of Metrology & Measurement，Beijing 100095，China)

Abstract：The calibration technique of dynamic force is widely used，and the measurement accuracy becomes increasingly demanding.It is important to study the calibration technique of dynamic force.This article introduces application and demand of the calibration technique in practical engineering，points out the importance of the study，sums up the main system of the calibration for dynamic force，and describes the principles，main characteristics and devices of dynamic calibration.

Key words：dynamic force；calibration；force sensor；excitation source

0引言

動(dòng)態(tài)力是隨時(shí)間變化的力，通常采用各種力傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)力測(cè)量。目前，對(duì)絕大多數(shù)力傳感器僅進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)，由此導(dǎo)致動(dòng)態(tài)力測(cè)量準(zhǔn)確度很低(有時(shí)測(cè)量誤差甚至達(dá)到實(shí)際力值的幾倍)。因此，針對(duì)力傳感器的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)具有十分重要的意義。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)的各種方法以及相應(yīng)裝置，并就動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展給出了具體建議。

1動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用與需求

動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，幾乎涉及到建筑工程、交通運(yùn)輸、機(jī)械加工、儀器儀表等各個(gè)領(lǐng)域，特別是在飛行器和武器裝備研制與生產(chǎn)過(guò)程中，動(dòng)態(tài)力測(cè)量的需求更是不斷增加。主要領(lǐng)域包括：

1)飛行器控制。嫦娥工程飛行器空間對(duì)接試驗(yàn)中，需要根據(jù)測(cè)量的動(dòng)態(tài)力值進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整從而實(shí)現(xiàn)對(duì)接，動(dòng)態(tài)力是關(guān)鍵的控制參數(shù)；戰(zhàn)略導(dǎo)彈及其它飛行器采用舵機(jī)進(jìn)行飛行控制，動(dòng)態(tài)力是重要的反饋量，力值的相位準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到飛行控制的精度。

2)武器系統(tǒng)試驗(yàn)。各種火炮、導(dǎo)彈發(fā)射過(guò)程中，武器各部位動(dòng)態(tài)力測(cè)量對(duì)提高武器系統(tǒng)的性能和可靠性具有重要意義；新型飛機(jī)及導(dǎo)彈空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中，動(dòng)態(tài)力是重要的被測(cè)量；武器系統(tǒng)威力、人員及設(shè)施安全防護(hù)試驗(yàn)中，動(dòng)態(tài)力是主要參數(shù)之一。

3)材料性能試驗(yàn)。材料機(jī)械性能試驗(yàn)中，試件的各類疲勞及沖擊試驗(yàn)需要測(cè)量動(dòng)態(tài)力。

4)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制。機(jī)械裝配過(guò)程壓裝力的控制；焊接、鉚接過(guò)程力的監(jiān)測(cè)；高精度機(jī)械加工過(guò)程力的監(jiān)測(cè)與控制等對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。許多零部件在完成加工或組裝后很難進(jìn)行全面質(zhì)量檢測(cè)，在產(chǎn)品加工過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量控制是非常重要的。在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)力測(cè)量不僅可以提高加工水平和效率，而且對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本具有重要意義。

2動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)體系

動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，出現(xiàn)了相對(duì)完備的校準(zhǔn)體系，從實(shí)際應(yīng)用中主要可以分為絕對(duì)法(激光干涉)校準(zhǔn)[1]、比較法校準(zhǔn)[1]、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。

1)絕對(duì)法(激光干涉)校準(zhǔn)

絕對(duì)法(激光干涉)是通過(guò)激光多普勒系統(tǒng)直接測(cè)量安裝在被校傳感器上的質(zhì)量塊上表面，當(dāng)質(zhì)量塊受到振動(dòng)或沖擊作用時(shí)，通過(guò)激光干涉儀來(lái)確定運(yùn)動(dòng)體速度隨時(shí)間的變化情況，其復(fù)現(xiàn)的加速度量值直接溯源到計(jì)量的基本量——時(shí)間和長(zhǎng)度，再利用質(zhì)量作為可靠的中間量，就可完成動(dòng)態(tài)力的絕對(duì)復(fù)現(xiàn)。此過(guò)程中有關(guān)的運(yùn)動(dòng)量與被校傳感器的輸出完全無(wú)關(guān)，該測(cè)量過(guò)程符合計(jì)量學(xué)對(duì)絕對(duì)法的定義和要求。在完成力值復(fù)現(xiàn)后，通過(guò)比較將力值傳遞給被校傳感器，可以對(duì)被校傳感器的計(jì)量性能和動(dòng)態(tài)特性做出完整客觀的評(píng)定。力傳感器絕對(duì)法校準(zhǔn)框圖如圖1所示。

圖1　力傳感器絕對(duì)法校準(zhǔn)方框圖

2)比較法校準(zhǔn)

比較法校準(zhǔn)是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)測(cè)量質(zhì)量塊的加速度，利用質(zhì)量作為可靠中間量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)力值的復(fù)現(xiàn)，將復(fù)現(xiàn)的力值與被校力傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)得到校準(zhǔn)結(jié)果。用該方法校準(zhǔn)時(shí)質(zhì)量塊作用在被校力傳感器上，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)信號(hào)，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)加速度測(cè)量系統(tǒng)與被校力傳感器測(cè)量系統(tǒng)同時(shí)響應(yīng)，并記錄下動(dòng)態(tài)力值。該方法易受到標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)自身誤差的影響，因而其校準(zhǔn)不確定度的要求不易得到滿足；該方法測(cè)量比較簡(jiǎn)單方便，主要適用于校準(zhǔn)精度要求不太高或者實(shí)地校準(zhǔn)條件較復(fù)雜的情況。力傳感器比較法校準(zhǔn)框圖如圖2所示。

3)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

動(dòng)態(tài)力現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)是利用現(xiàn)場(chǎng)條件，將儀器或設(shè)備的待測(cè)力部位接入標(biāo)準(zhǔn)力傳感器進(jìn)行測(cè)量，將其與儀器設(shè)備自帶的力傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)得到校準(zhǔn)結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)主要適用于儀器較大或較精密不易移動(dòng)的情況。下面以疲勞試驗(yàn)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)[2]為例作簡(jiǎn)單介紹。對(duì)動(dòng)態(tài)力的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)實(shí)際就是對(duì)試樣實(shí)際承受的力值與試驗(yàn)機(jī)自帶的傳感器所顯示的力值的偏差進(jìn)行動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)，這也是疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)的主要目的。產(chǎn)生力值誤差的主要原因是：試樣與試驗(yàn)機(jī)自帶傳感器之間的單元也有一定質(zhì)量，該質(zhì)量在動(dòng)態(tài)載荷作用下會(huì)在試驗(yàn)機(jī)自帶的傳感器上產(chǎn)生附加慣性力。在對(duì)疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)時(shí)，會(huì)根據(jù)疲勞試驗(yàn)機(jī)的頻率范圍及力值測(cè)量范圍來(lái)選取標(biāo)準(zhǔn)力傳感器，因此選擇的力傳感器剛度較高、力值較大、中低頻特性較好。用疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)如圖3所示。

圖2　力傳感器比較法校準(zhǔn)方框圖

圖3　用疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

3動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)方法及裝置介紹

目前根據(jù)校準(zhǔn)裝置的激勵(lì)源的不同可將動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)方法分為脈沖式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)、穩(wěn)態(tài)正弦動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)、階躍式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)。

3.1脈沖式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)

脈沖式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)是利用脈沖信號(hào)寬的幅頻特性研究被校力傳感器的動(dòng)態(tài)特性，而脈沖信號(hào)是通過(guò)各種激勵(lì)源產(chǎn)生的，最典型的一類為半正弦脈沖信號(hào)。國(guó)內(nèi)外許多計(jì)量機(jī)構(gòu)和大學(xué)都建立了不同的脈沖式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置，下面對(duì)幾種具有代表性的校準(zhǔn)裝置進(jìn)行介紹。

1)中國(guó)計(jì)量院的脈沖力校準(zhǔn)裝置

中國(guó)計(jì)量院在上世紀(jì)80年代采用自由下落的重錘與力傳感器碰撞的方式產(chǎn)生波形為半正弦的動(dòng)態(tài)力，并使用標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)進(jìn)行脈沖力值測(cè)量，該裝置可以產(chǎn)生500 N~1 MN的脈沖式動(dòng)態(tài)力輸入。近些年，中國(guó)計(jì)量院研發(fā)了可以產(chǎn)生500 N~200 kN的脈沖式動(dòng)態(tài)力輸入的新裝置[3]，其力值上升時(shí)間大于等于0.3 ms，擴(kuò)展不確定度為2%(k=3)，基本結(jié)構(gòu)與原裝置相似，如圖4所示。新裝置用激光干涉儀取代了標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)，并安裝在裝置的頂端；新裝置具有自動(dòng)調(diào)整落錘對(duì)中、可以適應(yīng)不同大小尺寸標(biāo)準(zhǔn)落錘的能力，其自動(dòng)化水平也較老裝置有所提高。

圖4　200 kN激光絕對(duì)法動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置

2)德國(guó)PTB的脈沖力校準(zhǔn)裝置

德國(guó)PTB在2003年建立了瞬態(tài)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置[4]，2012年對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造時(shí)，利用激光干涉絕對(duì)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)，校準(zhǔn)裝置[5]如圖5所示。該校準(zhǔn)裝置可以產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間約為0.5 ms且力值為20 kN的最大瞬態(tài)脈沖。兩質(zhì)量塊安置在氣浮軸承內(nèi)，其中一質(zhì)量塊在運(yùn)動(dòng)發(fā)生器作用下與安裝在另一質(zhì)量塊上的力傳感器發(fā)生對(duì)中碰撞，他們的速度變化由按V形放置的兩組激光測(cè)振儀分別測(cè)出，此時(shí)力傳感器所受的動(dòng)態(tài)力可溯源到質(zhì)量和加速度。該裝置消除了安裝精度、質(zhì)量塊制造、氣浮軸承自身的精度所導(dǎo)致的橫向運(yùn)動(dòng)分量，因此可以認(rèn)為被校力傳感器只受質(zhì)量塊與氣浮軸承之間產(chǎn)生的摩擦力及激勵(lì)源產(chǎn)生的脈沖力。德國(guó)PTB在2010年研究完成了250 kN力沖擊校準(zhǔn)裝置[6]，如圖6所示，其主要工作原理與20 kN瞬態(tài)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)的原理類似。

圖5　德國(guó)PTB 20 kN瞬態(tài)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置

圖6　德國(guó)PTB 250 kN力沖擊校準(zhǔn)裝置

3)日本研究的脈沖力校準(zhǔn)裝置

日本GUNMA大學(xué)研究人員研制了基于質(zhì)量塊碰撞與激光干涉測(cè)量的脈沖式動(dòng)態(tài)力發(fā)生裝置[7]。其主要結(jié)構(gòu)包括三部分：一個(gè)基于線性氣浮導(dǎo)軌支撐的移動(dòng)質(zhì)量塊、用于安裝被測(cè)傳感器的基座和激光測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。其原理與德國(guó)PTB基本一致，都是將脈沖式動(dòng)態(tài)力溯源到質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間三個(gè)基本量，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量塊對(duì)被測(cè)傳感器施加脈沖力激勵(lì)，再通過(guò)激光干涉技術(shù)對(duì)沖擊過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而得出施加脈沖力大小，系統(tǒng)對(duì)被測(cè)傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。日本研究人員研制的這套系統(tǒng)也是通過(guò)質(zhì)量塊碰撞被測(cè)傳感器產(chǎn)生脈沖式動(dòng)態(tài)力，通過(guò)激光測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，該裝置還可以在添加其他配件后產(chǎn)生正弦式及階躍式的動(dòng)態(tài)力。

圖7　日本研究的脈沖式動(dòng)態(tài)力裝置

4)中航工業(yè)計(jì)量所正在建立的脈沖力校準(zhǔn)裝置

根據(jù)現(xiàn)有的脈沖力發(fā)生器的原理以及使用一套脈沖力發(fā)生裝置很難覆蓋項(xiàng)目研究的全部力值范圍，在設(shè)計(jì)脈沖力校準(zhǔn)裝置時(shí)，考慮到了根據(jù)不同的量程范圍、采用不同原理的大小兩套脈沖力發(fā)生器。其中：小幅值脈沖力發(fā)生器采用氣動(dòng)上拋質(zhì)量塊的沖擊方法，力值范圍控制在100 N~2 kN，如圖8(a)所示；大幅值脈沖力發(fā)生器采用自由落錘沖擊方法，力值范圍控制在2~120 kN，如圖8(b)所示。激光干涉測(cè)量系統(tǒng)采用激光多普勒測(cè)速原理，直接測(cè)量質(zhì)量塊、錘體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(位移、速度、加速度)，通過(guò)對(duì)脈沖力發(fā)生器的動(dòng)力學(xué)分析，轉(zhuǎn)化為力的變化；安裝在砧體或基座上的被校力傳感器(測(cè)試系統(tǒng))感受力脈沖，其輸出電信號(hào)被同步采集。電信號(hào)的輸出峰值與激光干涉測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試計(jì)算得到的力脈沖峰值進(jìn)行比較即可得到被校力傳感器(測(cè)試系統(tǒng))的動(dòng)態(tài)靈敏度。

圖8　中航工業(yè)計(jì)量所在研的脈沖力校準(zhǔn)裝置

3.2穩(wěn)態(tài)正弦動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)

穩(wěn)態(tài)正弦動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)是以振動(dòng)臺(tái)為激振力源產(chǎn)生正弦力信號(hào)，通過(guò)掃頻的方法得出力傳感器的動(dòng)態(tài)特性[8]。標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)由信號(hào)源產(chǎn)生，通過(guò)改變信號(hào)源輸出的幅值及頻率來(lái)得到不同的標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)，其經(jīng)功率放大器放大后推動(dòng)振動(dòng)臺(tái)工作。被校力傳感器一端安裝在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上另一端連接負(fù)載質(zhì)量塊，可以通過(guò)安裝在質(zhì)量塊上的標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)或隔振平臺(tái)上的激光干涉儀來(lái)測(cè)量質(zhì)量塊的加速度。

各國(guó)的穩(wěn)態(tài)正弦力校準(zhǔn)裝置的工作原理基本上是一致的。中航工業(yè)計(jì)量所在“十一五”期間研制了基于激光干涉法的10 kN正弦力校準(zhǔn)裝置[9]，頻率范圍20~2000 Hz，力值范圍1 N~10 kN，如圖9(a)所示；德國(guó)PTB在JRP項(xiàng)目中研制了三套力值范圍不同的正弦力校準(zhǔn)裝置[10]，頻率范圍10~1000 Hz，如圖9(b)所示；西班牙CEM和法國(guó)LNE也在JRP項(xiàng)目中共同研制了一套正弦力校準(zhǔn)裝置[10]，頻率范圍10~1000 Hz，如圖9(c)所示。

圖9　各國(guó)穩(wěn)態(tài)正弦力校準(zhǔn)裝置

3.3階躍式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)

階躍類力信號(hào)和脈沖類力信號(hào)類似，但階躍式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)方法的可校頻帶更寬，因?yàn)殡A躍信號(hào)在較寬的頻率范圍內(nèi)都有頻譜分量。除此之外，階躍式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)較大的動(dòng)態(tài)力幅值，且該力源易于實(shí)現(xiàn)，尤其是負(fù)階躍力。階躍力校準(zhǔn)裝置一般通過(guò)脆性梁的瞬間斷裂獲得正階躍或負(fù)階躍力[11]，例如直壓式落錘沖擊或剪切式卸載的方法等。

浙江大學(xué)研制的1200 kN標(biāo)準(zhǔn)負(fù)階躍力源系統(tǒng)[12]是一種比較具有代表性的階躍式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置，該裝置采用直壓式落錘沖擊卸荷法來(lái)產(chǎn)生負(fù)階躍力，如圖10所示。在該裝置中可以將落錘在不同高度落下，來(lái)改變其沖擊能量，以此來(lái)產(chǎn)生不同力值及頻率的階躍力信號(hào)，再通過(guò)激光干涉儀測(cè)量動(dòng)態(tài)激勵(lì)力，同時(shí)用數(shù)據(jù)采集卡采集力傳感器輸出電壓，將獲得的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，以此來(lái)獲得被校力傳感器的動(dòng)態(tài)特性。

圖10　浙江大學(xué)研制的1200 kN標(biāo)準(zhǔn)負(fù)階躍力源系統(tǒng)

北京航空航天大學(xué)研制的196 kN動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置[13]是另一種階躍力校準(zhǔn)發(fā)生裝置的代表，如圖11所示。該裝置通過(guò)壓力控制系統(tǒng)對(duì)液壓油缸進(jìn)行加壓，油缸內(nèi)的壓強(qiáng)變大推動(dòng)活塞桿對(duì)托板進(jìn)行加力，這個(gè)力通過(guò)支撐塊、脆性材料以及壓塊最終傳遞到力傳感器，在這個(gè)力傳遞的過(guò)程中脆性材料會(huì)受到彎曲載荷，此時(shí)力傳感器受到的是靜態(tài)力。這套裝置產(chǎn)生負(fù)階躍力的原理是通過(guò)脆性材料片發(fā)生斷裂使力傳感器受到的力會(huì)突然變?yōu)榱?。該校?zhǔn)系統(tǒng)中力傳感器實(shí)際應(yīng)受到的力值可以通過(guò)壓力表測(cè)量液壓油缸內(nèi)的壓力得到。

圖11　北京航空航天大學(xué)的196 kN動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝

除此之外，北京理工大學(xué)在2006年“動(dòng)態(tài)力值校準(zhǔn)新技術(shù)新方法研究”中實(shí)現(xiàn)了100 kN負(fù)階躍力下力傳感器動(dòng)態(tài)性能測(cè)試[14]。中航工業(yè)計(jì)量所在“七五”、“八五”期間采用負(fù)階躍力實(shí)現(xiàn)力傳感器動(dòng)態(tài)特性研究[15-16]，階躍式動(dòng)態(tài)力標(biāo)準(zhǔn)采用快速卸荷的方法產(chǎn)生負(fù)階躍力[17]，其最大力值可以達(dá)到1.2 MN，負(fù)階躍力的下降時(shí)間為10μs至100μs。合肥工業(yè)大學(xué)等也對(duì)階躍力校準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行了一些有價(jià)值的研究[18]。

4結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)實(shí)際工程中動(dòng)態(tài)力測(cè)量技術(shù)應(yīng)用與需求的例舉，說(shuō)明了動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的重要性。在此基礎(chǔ)上，本文歸納了動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)的校準(zhǔn)體系，重點(diǎn)介紹了動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)裝置，并從各裝置中發(fā)現(xiàn)存在且需要改善的問(wèn)題。

正弦力校準(zhǔn)中由于質(zhì)量塊的大小及形狀會(huì)影響加速度分布[19]，會(huì)對(duì)加速度的測(cè)量產(chǎn)生0.5%以上的誤差；在不同激勵(lì)條件下，會(huì)因?yàn)榧?lì)或加載裝置等結(jié)構(gòu)的不同使獲得的傳感器靈敏度存在較明顯的差異；動(dòng)態(tài)力現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的需求日益增多，但由于校準(zhǔn)環(huán)境復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)不確定因素多，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)力現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)發(fā)展緩慢；隨著動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)所涉及領(lǐng)域的擴(kuò)大，現(xiàn)有裝置的可校準(zhǔn)力值及頻率已無(wú)法達(dá)到實(shí)際要求。根據(jù)當(dāng)前動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展所存在的這些問(wèn)題，本文認(rèn)為應(yīng)重視以下幾個(gè)方面的研究：質(zhì)量塊大小形狀以及加速度分布的研究；傳感器靈敏度一致性問(wèn)題的研究；現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)技術(shù)的研究；校準(zhǔn)的力值范圍及頻率響應(yīng)范圍的擴(kuò)展。

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