试验系统主要技术指标校准技术研究的详细说明如下： 1）试验台输出的冲击加速度
本项目采用冲击加速度测量系统实时采集冲击加速度—时间信号，得到冲击加速度峰值及重复性和冲击加速度脉冲的上升时间等技术参数；通过对冲击加速度—时间历程进行时域积分即可得到该试验系统的速度变化量。
2）试验台急推率
急推率是指试验台输出的加速度的时间变化率，该项指标多用在冲击、乘座舒适性曲线等应用中。在该试验系统中是用来评估冲击加速度变化过快时，形成的冲击过载对人体的伤害，以及人体所承受的过载的范围。该项指标可以通过对冲击加速度—时间历程进行微分获得，其中微分算法的选择是技术难点之一。
3）试验台台面横向运动比、台面加速度幅值不均匀度
由于试验时将在冲击台面上安装假人试验系统，这将对激励的负载、试验台面的重心位置以及试验台面的谐振频率造成一定的影响，这些影响将导致试验控制量级的测量误差，试验台整个台面量级分布的不均、试验台倾覆力矩的增加、试验台输出波形上机械噪声的叠加。这些影响在试验过程中，表现为试验台测量系统与样件实际承受的试验量级的差异。这两项指标是所有冲击、碰撞试验台都需要关注的两项基本指标。台面横向运动比通过测量试验台面同一测量位置点三个相互垂直方向的加速度峰值。其主运动方向的加速度峰值和与其相互垂直的另两个运动方向的加速度峰值进行比较，得到与主运动方向相垂直的另两个运动方向的加速度对主运动方向的影响。台面加速度峰值不均匀度则通过分别测量试验台面上试验控制点及其它位置试验点的加速度峰值，获得试验台面不同点的加速度峰值相对控制点的偏差。
试验台结构较为复杂，在安装上假人试验系统后，整个试验台的固有特性会受到假人试验系统自身载荷及安装位置的影响而发生变化，导致整个试验台在承受过载的过程中加速度在台面各个位置产生较大差异，以及横向加速度对主运动方向影响的增加。因此在校准技术研究中测量传感器安装位置的确定是技术难点之一。 3.1.2 结构水平冲击试验台测量系统校准技术研究
试验系统配套的测量传感器包括冲击加速度传感器、力传感器、角度传感器、位移传感器。为了保证试验过程中试验系统测量数据的准确可靠，需要对这些设备进行相应的校准。
对于加速度传感器、力传感器、角度传感器、动态位移传感器，试验现场无法提供
标准激励源，需要通过实验室相应的校准装置进行校准。目前角度传感器的测量范围和计量特性已经在我所相应专业的计量覆盖范围之内，具备相应的校准能力。加速度传感器由于其脉冲持续时间较长，需要研制新的校准装置，满足其校准需求。 3.1.3 结构水平冲击试验系统校准装置研制
校准装置包括试验台的现场校准装置及测量系统的实验室校准装置。其中试验台的现场校准装置包括冲击加速度现场校准系统，本项目拟采用虚拟仪器技术研制便携式数据采集系统进行现场数据采集，通过处理得到校准结果。而实验室校准装置，需要根据其测量系统的测量范围及技术指标等特点使用适合的测量仪器。试验台测量系统包含了动态加速度、动态载荷等多项参数，校准装置需要结合多个测量专业，分别对试验系统的整体性能指标进行检验。
1）现场校准系统
冲击加速度现场校准系统本项目拟采用虚拟仪器技术研制便携式冲击加速度采集系统进行现场数据采集，并现场处理得到整个试验系统的校准结果。其中后续数据处理过程中急推率的计算是技术难点之一。
主要技术指标：
? 加速度峰值校准范围：≤200g； ? 加速度脉冲持续时间：≤200ms； ? 加速度上升时间：≤90ms；
? 加速度校准结果的相对扩展不确定度：2）冲击加速度传感器校准装置
由于试验台体在撞击过程，冲击加速度变化持续时间较长，冲击加速度信号的低频响应接近于直流，通用的压电式冲击加速度测量系统低频响应无法满足，在测量时会产生加速度波形的低频失真，影响测量结果的准确可靠。因此本项目拟采用压阻式加速度传感器及适调仪进行测量，此类传感器测量系统具有零频响应，能够更加准确的反映试验台的整个速度变化过程。我所目前拥有的弹射加速度激光多普勒校准装置所能提供的校准加速度范围和校准持续时间范围不能完全满足该测量系统校准范围的要求，需要研制新的冲击源，为冲击加速度测量系统的校准提供冲击激励。
主要技术指标：
? 加速度峰值校准范围：≤200g；
Urel?5%(k?2)；
? 加速度脉冲持续时间：≤200ms； ? 加速度上升时间：≤90ms；
? 加速度校准结果的相对扩展不确定度：
3.1.4 结构水平冲击试验系统校准规范的编写
本项目研制的最终目的期望可以为结构水平冲击试验系统提供量值溯源可靠的校准依据，满足其校准需求。本项目将通过验证试验和校准技术方法研究，依据国内外试验标准，编制试验系统的校准规范，保证我国民机工业及国防科技工业中该项试验设备的正常使用。校准规范中包括：试验系统的校准项目、校准条件、校准用仪器设备技术要求、校准方法、校准结果及校准周期等。
Urel?5%(k?2)；
3.2本课题的关键技术及实施途径
3.2.1结构水平冲击试验台校准技术研究
1）急推率的校准
由于该试验系统的技术指标中的急推率，实际是对加速度时域信号的再次微分，可通过软件设计来实现。即对实时测量的加速度-时间历程进行微分，其微分方程如公式(1):
u0(t)?dui(t) (1) dt式中：ui(t)—微分器的输入信号；
u0(t)—微分器的输出信号。
微分器的频率响应函数为： H(j?)?u0(?)?j? (2) ui(?) H(j?)?? (3)
由于微分器的带宽是无限的，其增益是随频率线性增加的，微分后的信噪比会明显变差，因此本项目拟采用线性相位有限带宽的数字微分方法，以保证微分过程不附加相位失真。
2）校准时传感器安装位置的确定
由于该试验系统结构较为复杂，在安装上假人试验系统后，整个试验台面的固有特性会受到假人试验系统自身载荷及安装位置的影响而发生变化，导致整个试验系统在运
动过程中台面各个位置的加速度差异较大，且增加了横向加速度对主运动方向的影响。
本项目拟根据试验台面和假人试验系统自身的结构以及安装方式，对整个试验系统的结构模型进行合理简化，并通过分析找到台面上的一些关键点，通过试验以确定台面上加速度分布差别最大的位置及横向运动比最大的位置，并将其作为横向运动比及不均匀度校准时传感器的安装位置。
3）校准结果的计算方法
针对重复性、横向运动比和台面不均匀度等项目校准结果的处理方法，本项目拟参照国家关于冲击试验台的相关计算方法，以试验控制点为基准分别进行处理评定。并通过试验验证。
3.2.2结构水平冲击试验系统校准装置研究
目前国内的冲击加速度校准装置校准频率范围能够从直流开始的只有我所的弹射激光多普勒冲击加速度标准装置，其加速度范围：4g～20g；脉冲持续时间：140ms～240ms。校准范围不能覆盖，需要研制新的冲击源。本项目拟依据校准需求，采用落体冲击源实现传感器校准。
3.3不确定度分配及评估 /
4．关键因素和薄弱环节 4.1薄弱环节及解决措施 /
4.2重大保障条件及其解决方案 /
二、设计和开发计划 1.设计开发阶段划分
阶 段 进度计划 设计内容 成果形式 （例如：装置套数、论文、报告、规范等份数） 方案阶段 设计阶段 样机阶段 2012年1月-2012年8月 2012年9月-2012年12月 2013年1月-2013年12月 实施方案编写及论证 实施方案报告1份 结构水平冲击试验系统校准方案设计 结构水平冲击试验台校准装置研制 结构水平冲击试验系统校准方案设计说明书1份 结构水平冲击试验台校准装置1套
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