《橋梁動態(tài)小信號測量分析儀》編制說明

交通運輸部部門計量檢定規(guī)程

《橋梁動態(tài)小信號測量分析儀》

編制說明

（征求意見稿）

規(guī)程編制組

2018年11月

一、任務來源

據(jù)《交通運輸部關于下達2017年交通運輸標準化計劃的通知》（交科技函〔2017〕412

號）的要求，由交通運輸部公路科學研究所主持承擔《橋梁動態(tài)小信號測量分析儀》檢定

規(guī)程的編寫工作，計劃編號為JJG2017-3。

在本規(guī)程的制定過程中，得到了相關單位的支持、協(xié)助與配合，多次組織行業(yè)專家進

行了研討并開展了必要的試驗驗證工作，取得了大量具有建設性的意見、建議和試驗數(shù)據(jù)，

主要協(xié)作單位名單如下：

國家道路與橋梁工程檢測設備計量站。

二、項目背景

目前，動態(tài)信號分析儀可用作常規(guī)信號分析、旋轉(zhuǎn)機械分析、機械故障診斷、結構分

析、聲學分析、試驗模態(tài)分析、運行模態(tài)分析、橋梁結構檢測、結構健康監(jiān)測、振動控制

等，能夠廣泛應用于土木、橋梁、機械以及汽車、航天航空、軍事、地震、勘測、電子、

通訊等高科技領域"。隨著科技的進步，尤其是微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，動態(tài)信號分析儀也朝著

多功能、高集成度、易于現(xiàn)場測試等趨勢發(fā)展，產(chǎn)生了同時具備信號采集分析、數(shù)據(jù)存儲、

內(nèi)置信號源等功能的動態(tài)信號分析儀，其具有數(shù)據(jù)分析功能豐富、處理速度快、體積小、

重量輕、易于攜帶等優(yōu)勢，可方便的用于現(xiàn)場的動態(tài)信號的采集、存儲以及數(shù)據(jù)的實時分

析。

其中橋梁動態(tài)小信號測量分析儀在橋梁工程領域應越來越廣泛，但是，目前由于橋梁

動態(tài)小信號測量分析儀沒有相應的檢定規(guī)程，使得儀器生產(chǎn)廠家不能實現(xiàn)技術參數(shù)的控制；

沒有相應的計量檢定規(guī)程，導致計量部門無法對專用儀器設備進行真正有效的全面計量。

為了防止質(zhì)量低劣及不符合橋梁工程領域需求的頻率式、橋梁動態(tài)小信號測量分析儀進入

檢測活動，必須要制定橋梁動態(tài)小信號測量分析儀的行業(yè)標準及計量檢定規(guī)程，以規(guī)范橋

梁專用檢測儀器的制造工業(yè)。

鑒于以上情況，有必要在交通行業(yè)內(nèi)編寫完整的橋梁動態(tài)小信號測量分析儀行計量檢

定規(guī)程，為使用單位提供有保證的計量途徑，滿足橋梁基礎設施建設的需要。

本項目為制定橋梁動態(tài)小信號測量分析儀的檢定規(guī)程。

1

本規(guī)程適用于橋梁動態(tài)小信號測量分析儀的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。

三、編制過程

1、編制原則

（1）本規(guī)程根據(jù)現(xiàn)有橋梁動態(tài)小信號分析儀的特點，按范圍、引用文件、概述、計

量性能要求、通用技術要求和計量器具控制等方面進行編寫；

（2）各項技術指標以實際產(chǎn)品技術指標為依據(jù)提出；

（3）編制具有適應性、可操作性和適當引領性的技術法規(guī)文件。

2、工作進程

（1）2017年06月~2017年08月，成立標準起草組，對橋梁動態(tài)小信號測量分析儀

主要計量技術指標進行梳理，并編寫草案稿；

（2）2017年09月~2017年12月，試驗完善檢定規(guī)程草案；

（3）2018年01月~2018年08月，編制征求意見稿，征求意見稿發(fā)送檢測機構、生

產(chǎn)廠家等廣泛征求意見。

（4）2018年09月~2018年10月，將征求意見稿掛網(wǎng)并定向征求意見，修改完成送

審稿。

（5）2018年11月~2018年12月，召開審查會，并根據(jù)專家意見對送審稿進行修改

完成報批稿。

3、人員分工

人員單位所做工作

周毅姝交通運輸部公路科學研究所試驗方案研究

橋梁動態(tài)小信號分析儀的規(guī)程相關內(nèi)容

曹瑾瑾交通運輸部公路科學研究所

調(diào)研及現(xiàn)狀分析研究

盧達義交通運輸部公路科學研究所規(guī)劃安排開展編制過程涉及的實驗

蔡曙日交通運輸部公路科學研究所部分實驗驗證

王鵬飛交通運輸部公路科學研究所部分實驗驗證

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四、編制依據(jù)

規(guī)程編制格式依據(jù)JJF1002—2010國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則。

根據(jù)橋梁動態(tài)小信號測量分析儀使用的實際情況及未來的發(fā)展趨勢，對行業(yè)內(nèi)目前的

使用范圍及需求進行了廣泛的調(diào)研，了解了該儀器主要需要的計量參數(shù)進行規(guī)程制定，本

規(guī)程確定了主要內(nèi)容為計量性能要求、通用技術要求、計量器具檢定控制等部分組成。

編制此規(guī)程的目的及依據(jù)：

橋梁動態(tài)小信號測量分析儀適用分析頻率范圍在0～200Hz范圍內(nèi)動態(tài)信號，主要應

用于橋梁模態(tài)、索力頻率、沖擊系數(shù)的測量與分析。橋梁動態(tài)小信號測量分析儀在使用用

時，需結合其配套數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成工程檢測，其功能及使用與常見的動態(tài)信號分析有較

大的不同；因此有必要編制適用于交通運輸行業(yè)的檢定規(guī)程，為實現(xiàn)橋梁動態(tài)小信號測量

分析儀的有效溯源提供依據(jù)。

本規(guī)程主要是以實現(xiàn)橋梁動態(tài)小信號測量分析儀的整體計量為目的，經(jīng)過調(diào)研，以及

大量的實驗數(shù)據(jù)研究，對儀器直接輸出參數(shù)電壓、頻率、應變、加速度、頻率測量重復性、

應變測量重復性和加速度測量重復性六個主要計量技術指標進行了規(guī)范。

五、技術內(nèi)容論據(jù)

按照《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則（JJF1002-2010）》的要求制定橋梁動態(tài)小信號測量

分析儀規(guī)程。在內(nèi)容與格式上保持一致，規(guī)程的具體內(nèi)容有范圍、引用文件、術語、概述、

計量性能要求、通用技術要求、計量器具檢定控制（包括檢定條件、檢定項目、檢定方法、

檢定結果的處理及檢定周期）。

1）范圍

本規(guī)程適用于分析頻率范圍在0～200Hz范圍內(nèi)橋梁動態(tài)小信號分析儀的首次檢定、

后續(xù)檢定和使用中的檢驗。這里明確橋梁動態(tài)小信號分析儀的頻率范圍是0～200Hz。

2）引用文件

規(guī)程引用了下列文件：

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JJG233壓電加速度計

JJG602低頻信號發(fā)生器

JJG623電阻應變儀

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)程。

檢定器具：低頻信號函數(shù)發(fā)生器，范圍為1mHz～1MHz；頻率準確度為±0.02%～2%；

頻率穩(wěn)定度為±1.0×10-3/h，其參數(shù)引用JJG602-2014；納伏源表，測量范圍為（0～99999）

με，準確度等級為0.02級，工作頻率范圍:0～50KHz，其參數(shù)引用JJG623-2005；加速度

檢定裝置包含標準振動臺和加速度標準器，其中標準振動臺頻率示值誤差不大于±0.1%。

加速度標準器頻率測量范圍為應不小于200Hz。其靈敏度幅值和相移測量不確定度不大于

1.0%。靈敏度頻率響應不大于±2%。其參數(shù)引用JJG233-2008。

3）概述

在實際工程應用中，諸如噪聲聲壓、噪聲壓強、機械結構振動導致的位移、沖擊產(chǎn)生

的速度及加速度等物理量都是隨著時間變化而變化的，這些物理量都可稱為動態(tài)參數(shù)。為

了分析這些動態(tài)參數(shù)，并能夠捕獲及處理其攜帶的信息，動態(tài)信號測試技術應運而生。動

態(tài)信號測試技術是一門綜合技術，它既可以準確反映出被測對象在其運動狀態(tài)下所產(chǎn)生的

動態(tài)行為，又可以在一定程度上測試出被測對象的動態(tài)性能。在目前的實際應用中，動態(tài)

信號測試技術已經(jīng)覆蓋了眾多領域如雷達、地震預警、遙測遙感、機械自動化、生物醫(yī)學

等，并以其出色的性能及準確的判斷在現(xiàn)代科學技術中占據(jù)了相當重要的地位。

其中橋梁動態(tài)小信號測量分析儀不僅可以完成頻率為0～200Hz信號的動態(tài)測試，還

可以實現(xiàn)相關的信號處理，為測試的完整性提供了良好的應用典范。近年開發(fā)的橋梁動態(tài)

小信號分析儀集信號產(chǎn)生、采集、處理于一體，可以進行不同領域多種信號的分析。橋梁

動態(tài)小信號測量分析儀功能強大，攜帶便捷，因此能夠廣泛應用于橋梁工程領域。

4）計量性能要求

編制組通過文獻調(diào)研和實地考察，了解了橋梁動態(tài)小信號測量分析儀的主要生產(chǎn)廠家

及產(chǎn)品型號，根據(jù)橋梁動態(tài)小信號測量分析儀的實際情況及大量的實驗結果，確定了計量

性能參數(shù)，見表1：

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表1計量性能要求

參數(shù)示值誤差示值重復性

電壓±1.0%-

頻率±1.0%2.0%

應變±2.0%3.0%

加速度±5.0%3.0%

5）通用技術要求:

橋梁動態(tài)小信號測量分析儀應有清晰的銘牌，銘牌內(nèi)容包括儀器名稱、型號、制造廠

和出廠編號等。橋梁動態(tài)小信號測量分析儀各部件齊全完好，外表不應有明顯的損傷、缺

陷和銹蝕。

6）計量器具控制

根據(jù)計量性能要求以及通用技術要求，綜合考慮了并調(diào)研了目前的試驗方法，兼顧現(xiàn)

有技術一定程度創(chuàng)新的基礎上確定了檢定環(huán)境條件、檢定器具、檢定項目和檢定方法等。

其中：

a）標準源表

標準源表電壓范圍為20mV-200V；分辨率不大于1μV。

b）納伏表

納伏表P-P噪聲應不大于50nV。

c）低頻信號發(fā)生器

低頻信號發(fā)生器的頻率范圍為1mHz～1MHz；頻率最大允許誤差±0.02%～±2%；頻率

穩(wěn)定度（頻率漂移）為±1.0×10-3/h，其參數(shù)引用JJG602-20144.1頻率的計量性能要

求。

d）模擬應變量標準器

模擬應變量標準器測量范圍為（0～99999）με，準確度等級為0.02級，工作頻率范圍

為（0～50）kHz，其參數(shù)引用JJG623-2005。

e）低頻振動標準裝置

低頻振動標準裝置頻率示值誤差不大于±0.1%。

f）加速度標準器

加速度標準器頻率測量范圍為應不小于200Hz，其靈敏度幅值和相移測量不確定度不

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大于1.0%，靈敏度頻率響應不大于±2%，其參數(shù)引用JJG233-2008。

6）檢定項目

檢定項目見表2，檢定記錄表格式見附錄A。

表2檢定項目

檢定項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查

通用技術要求++-

電壓示值誤差+++

頻率示值誤差+++

頻率示值重復性++-

加速度示值誤差+++

加速度示值重復性++-

應變示值誤差+++

應變示值重復性+