JJF(冀) 178-2020 土工合成材料耐静水压测定仪校准规范.pdf

2020-09-01 发布 2020-11-30 实施 河 北 省 地 方 计 量 技 术 规 范 土工合成材料耐静水压测定仪 校准规范 Calibration Specification for Geosynthetic Hydrostatic Testers 河 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 JJF(冀) 178-2020 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 土工合成材料耐静水压 测定仪校准规范 Calibration Specification for Geosynthetic Hydrostatic Testers 归口单位：河北省市场监督管理局 主要起草单位：河北省计量监督检测研究院 JJF(冀) 178-2020 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 本规范主要起草人： 蔡 岩（河北省计量监督检测研究院） 戴艳梅（河北省计量监督检测研究院） 李 冰（河北省计量监督检测研究院） 程旭超（河北省计量监督检测研究院） 贾丽娟（河北省计量监督检测研究院） 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 I 目 录 引言 . (II) 1 范围 . (1) 2 引用文件 . (1) 3 概述 . (1) 4 计量特性 . (1) 4.1 测量范围 . (1) 4.2 系统密封性 . (1) 4.3 示值误差 . (1) 4.4 设定点控制误差 . (1) 4.5 试样夹持装置几何尺寸误差 . (2) 4.6 绝缘电阻 . (2) 5 校准条件 . (2) 5.1 环境条件 . (2) 5.2 校准用设备 . (2) 6 校准项目和校准方法 . (3) 6.1 外观 . (3) 6.2 功能性检查 . (3) 6.3 系统密封性 . (3) 6.4 示值误差 . (3) 6.5 设定点控制误差 . (4) 6.6 试样夹持装置几何尺寸误差 . (4) 6.7 绝缘电阻 . (4) 7 校准结果的表达 . (4) 8 复校时间间隔 . (4) 附录 A 土工合成材料耐静水压测定仪原始记录（式样） . (6) 附录 B 校准证书内容及内页格式 . (7) 附录 C 土工合成材料耐静水压测定仪示值测量结果的不确定度分析评定示例 . (9) 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 II 引 言 JJF 1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF 1001-2011通用计量术语及 定义、JJF 1008-2008压力计量术语及定义、JJF 1059.1-2012测量不确定度评定 与表示、JJF 1094-2002测量仪器特性评定，共同构成支撑校准规范制订工作的基 础性系列规范。 本规范参考引用了 JJG875-2019数字压力计国家计量检定规程的部分内容、参 照 GB/T 17642-2000土工合成材料 非织造布复合土工膜、GB/T 19979.1-2005土工 合成材料 防渗性能 第 1 部分耐静水压的测定国家标准的部分内容。 本规范为首次制定。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 1 土工合成材料耐静水压测定仪校准规范 1 范围 本规范适用于测量范围为(02.5)MPa 的土工合成材料耐静水压测定仪（以下简称耐 静水压测定仪）的校准。 2 引用文件 JJG875-2019 数字压力计 JJF 1001-2011 通用计量术语及定义 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 JJF 1094-2002 测量仪器特性评定 GB/T 17642-2000 土工合成材料 非织造布复合土工膜 GB/T 19979.1-2005 土工合成材料 防渗性能 第 1 部分耐静水压的测定 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。 3 概述 土工合成材料耐静水压测定仪是用于检测各类土工材料的防渗性能的仪器，是建筑、 交通、水利、水电、建材等领域必备的测量仪器。其工作原理是依据帕斯卡定律，通过压 力仪表及控制器对压力值控制， 实现水压压进试样夹持装置中的土工合成材料， 以测定被 测材料的防渗性能。 4 计量特性 4.1 测量范围 耐静水压测定仪的测量范围为(02.5)MPa。 4.2 系统密封性 对试样夹持装置在其最大标称压力下保压 10min， 后 5 分钟的压力下降应不大于标称 压力的 2%。 4.3 示值误差 耐静水压测定仪示值最大允许误差为测量上限的0.5%。 4.4 设定点控制误差 耐静水压测定仪在耐压工作状态中的设定点控制误差应不超过设定值的-2%2%。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 2 4.5 试样夹持装置几何尺寸误差 试样夹持装置主要由集水器、支撑网和多孔板组成（见图 1） ，集水器一般为圆筒状， 内腔直径为 200mm5mm；多孔板上均匀分布直径为 3mm0.05mm 的小透孔。 图 1 试样夹持装置示意图 4.6 绝缘电阻 耐静水压测定仪电源输入端与外壳之间的绝缘电阻应不小于 20M。 注：上述计量特性不作合格与否的判定。 5 校准条件 5.1 环境条件 环境温度：(205)，相对湿度：不大于 80%。校准过程中，应无影响校准结果的干 扰。 5.2 校准用设备 5.2.1 校准选用不低于 0.05 级且年稳定性合格的数字压力计。 5.2.2 其他设备详见表 1。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 3 表 1 配套设备 序号 仪器设备名称 技术要求 用途 1 手动调压泵 调 压 范 围 不 小 于 (0 2.5)MPa 作为辅助设备用于示值误差和 设定点控制误差的检测。 2 游标卡尺 测量范围：(0300)mm 分度值：0.02mm 用于检测试样夹持装置的几何 尺寸。 3 绝缘电阻表 测量范围：500V 准确度等级：10 级 用于检测耐静水压测定仪的绝 缘电阻值。 4 计时器 分度值：0.01s 用于在系统密封性检测时计时。 6 校准项目和校准方法 6.1 外观 仪器铭牌标识清楚，内容应包括仪器名称、生产厂家、出厂编号、型号规格等。数显 部分笔画清楚，无缺笔画现象，设定功能正常。 6.2 功能性检查 在规定的压力范围内，耐静水压测定仪的加压泵能随时启动和加压，灵活可靠；其阀 门要求可靠、密封性好，不允许有渗漏现象。 6.3 系统密封性 耐静水压测定仪空载时，启动电源，开启进水加压装置，使水缓慢地进入并充满集水 器，至刚好溢出；之后关闭控制阀和供水阀门，使压力达到最大标称压力，稳压 10min， 检查造压部分和试样夹持装置之间的管路有无泄漏，记录后 5min 的压力下降值。 6.4 示值误差 校准前，耐静水压测定仪开机预热 15 分钟或根据厂家要求预热，预热后在大气压下 压力清零。把标准器和可调式稳压装置接入耐静水压测定仪的试样夹持装置（见图 1） ， 设定压力分别为耐静水压测定仪标称压力的 20%、40%、60%、80%和 100%的各压力点 进行加压，在达到设定压力时，停止加压，待压力稳定后，分别读取标准器和耐静水压测 定仪上的显示压力值。 进行二次升压测量， 以平均值作为校准结果， 示值误差按下式计算： 标被 pp= （1） 式中： 被 p 耐静水压测定仪在被测点上的示值，MPa； 标 p数字压力计的标准压力值，MPa； 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 4 耐静水压测定仪的示值误差，MPa。 图 2 检测结构图 6.5 设定点控制误差 6.5.1 一般选择在耐静水压测定仪满量程 60%左右点进行检测。 6.5.2 把标准器和可调式稳压装置接入耐静水压测定仪的试样夹持装置（见图 2），设定 检测压力点，启动耐静水压测定仪，使耐静水压测定仪正常工作，当压力达到设定值附 近并稳定后，调整可调式稳压装置，使压力缓慢下降，直至耐静水压测定仪自动补压， 记录标准器的最小压力值。调整可调式稳压装置，使压力缓缓上升，直至耐静水压测定 仪自动泄压，记录标准器的最大压力值。如此进行三个循环， 可得最小压力值的平均值和 最大压力值的平均值。最小压力值平均值和最大压力值平均值分别与设定点之差为设定 点控制误差。 6.6 试样夹持装置几何尺寸误差 用卡尺的内量爪测量内腔直径， 在圆周上均匀分布的三个位置测量， 取平均值作为校 准结果。在孔板上任意区域测量透孔孔径，随机测量至少 5 个透孔，取误差绝对值最大的 孔径尺寸作为测量结果。 6.7 绝缘电阻 断开电源， 使耐静水压测定仪的电源开关置于接通状态， 用绝缘电阻表测量电源端子 与机壳之间的绝缘电阻。 7 校准结果的表达 校准后的耐静水压测定仪， 出具校准证书。 校准证书应给出校准结果及测量不确定度。 8 复校时间间隔 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 5 由于复校时间间隔的长短是由耐静水压测定仪的使用情况、 使用者、 耐静水压测定仪 本身质量等诸多因素所决定，因此，送校单位可根据实际情况自主决定复校时间间隔。复 校间隔时间建议为 1 年。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 6 附录 A 土工合成材料耐静水压测定仪原始记录（式样） 记录编号： 证书编号： 委托单位： 校准地点： 仪器名称： 型号： 制造厂： 出厂编号： 校准依据： 温度： 相对湿度： 标准器名称： 准确度等级： 测量范围： 1.外观： 2.功能性检查： 3.系统密封性：最大压力下降值： 4.示值误差： 单位：MPa 标准器示值 显示值 示值平均值 示值误差 测量不确定 度(k= ) 第一次 第二次 5.设定点控制误差： 单位：MPa 压力设 定值 压力最小值 压力最大值 控制误 差/% 第一次 第二次 第三次 平均值 第一次 第二次 第三次 平均值 6. 试样夹持装置几何尺寸误差： 单位：mm 内腔直径技术要求 实测值 1 实测值 2 实测值 3 平均值 2005 透孔直径技术要求 透孔 1 透孔 2 透孔 3 透孔 4 透孔 5 误差最大值 30.05 7.绝缘电阻： 校准人员： 复核人员： 校准日期： 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 7 附录 B 校准证书内容及内页格式 B.1 校准证书至少包括以下信息： a) 标题“校准证书” ； b) 实验室名称和地址； c) 进行校准的地点（如果不在实验室内进行校准） ； d) 证书或报告的唯一性标识（如编号） ，每页及总页的标识； e) 客户的名称和地址； f) 被校对象的描述和明确标识； g) 进行校准的日期； h) 对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号； i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明； j) 校准环境的描述； k) 校准结果及测量不确定度的说明； l) 校准证书签发人的签名、职务，以及签发日期； m) 校准结果仅对被校对象有效的声明； n) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 8 B.2 推荐的校准证书（内页）格式见下表。 校准结果（内页）（式样） 1、外观： 2、功能性检查： 3、系统密封性：最大压力下降值： 4、示值校准 单位：MPa 标准器示值 被校仪器示值平均值 示值误差 测量不确定度 5、设定点控制误差： 6、式样夹持装置几何尺寸误差：内腔直径： 透孔直径： 7、绝缘电阻： 注：注：1、校准结果仅对被测对象有效； 2、未经本实验室书面批准，不得部分复印此证书。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 9 附录 C 土工合成材料耐静水压测定仪示值误差的不确定度分析评定示例 C.1 概述 根据 JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示 ，对土工合成材料耐静水压测定仪示值误差的 测量不确定度进行评定。 1测量对象：土工合成材料耐静水压测定仪 测量范围：(02.5)MPa； 最小分辨力：0.001MPa 2标 准 器：数字压力表 测量范围：(02.5)MPa 准确度等级：0.05 级 3测量方法：采用直接比较的方法测量。 4测量环境条件： 温度：20.0，相对湿度：40 C.2 数学模型 SR PP = (C.1) 式中 ：被测测定仪的示值误差，MPa； R P 被测测定仪的示值，MPa； S P 标准数字压力表的示值，MPa； 对(C.1)式微分得灵敏系数为 1c1= = R P ，1 2 = = S P c (C.2) C.3 测量不确定度的来源 测量不确定度的来源主要有： (1)测量重复性对被测测定仪的影响 (2)被测测定仪的分辨力的影响； (3)标准装置中的标准器引入的测量不确定度 (4)测量中当标准器与被测测定仪传感器的取压口不在同一水平面时，形成的液柱差修正不完善造 成的影响； C.4 测量不确定度评定 C.4.1 测量重复性引入的不确定度分量)( 1R Pu的评定 测量重复性引入的不确定度，可以通过在重复条件下连续测量得到的一组数据列，用不确定度的 A 类评定方法得到。获取的数据如表 C.1 所示。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 10 表 C.1 测量重复性实验数据 标准 显示值 压力 MPa MPa 测量次数 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 1 0.506 1.002 1.503 2.012 2.508 2 0.505 1.010 1.510 2.004 2.507 3 0.502 1.002 1.505 2.006 2.501 4 0.501 1.005 1.512 2.009 2.502 5 0.501 1.007 1.510 2.008 2.508 6 0.504 1.009 1.509 2.010 2.502 7 0.502 1.006 1.512 2.010 2.510 8 0.506 1.003 1.503 2.002 2.504 9 0.502 1.008 1.505 2.005 2.510 10 0.507 1.008 1.506 2.012 2.502 平均值 0.504 1.006 1.508 2.008 2.505 各测量点重复性测量的不确定度由(C.3)式计算，计算结果见表 C.2。 =)( 1Ri Pu=)( 1Ri Ps () = n k ii PP nn 1 2 )( 1 1 (C.3) 式中：10=n， 表 C.2 测量重复性引入的不确定度 标准压力值 (MPa) 测量重复性引入的不确定度 )( 1Ri Pu (MPa) 0.5 0.00072 1.0 0.00092 1.5 0.00111 2.0 0.00108 2.5 0.00113 C.4.2 测定仪分辨力引入的不确定度分量)( 2R Pu的评定 测定仪的末位显示分辨力直接影响到测量结果。该台测定仪的最小分辨力为 0.001MPa，且均匀 分布，则由测定仪分辨力误差造成的标准不确定度为： 0003. 0001. 029. 029. 032/)( 2 =RRPu R MPa (C.4) 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 11 由于测定仪显示仪表的分辨率引入的不确定度已经包含在测量重复性引入的不确定度中，所以 由被测仪表引入的不确定分量=)( R Pu)( 1Ri Pu，见表 C.2。 C.4.3 标准器引入的测量不确定度分量)( S Pu的评定 本次测量的标准装置是一台测量范围为(02.5)MPa、 0.05 级数字压力表， 按均匀分布，3=k。 则标准器引入的不确定度： MPa k a Pu S 0.00073)(= (C.5) C.4.4 液柱差修正不完善引入的不确定度分量)( Pu 的评定 测量中当标准器与被测测定仪传感器的取压口不在同一水平面时，形成的液柱差将造成测量误 差。该项测量误差可以通过人工干预得到消除和修正，当不能完全得到消除和修正时，造成测量误差 对测量不确定度的贡献应充分考虑。 而本次测量中标准数字压力计的承压面与被测测定仪传感器承压面之间通过人工干预后估计还 有 100mm 的液柱差，该液柱差产生的测量误差为： ()MPaPamsmmkgghP00098. 097.97910. 0/7997. 9/1000 23 = 液柱差产生的测量误差在测量范围内服从均匀分布。则液柱差引入的不确定度为： MPa k a Pu0.00057 3 0.00098 )(= (C.6) C.5 合成标准不确定度评定 因各分量彼此独立，所以合成标准不确定度按(C.7)式计算，结果见表 C.3 ( )= ic u)()()( 22 2 2 2 2 1 PuPuCPuC SiRi + (C.7) 表 C.3 合成标准不确定度 标准压力值(MPa) 各测量点的合成标准不确定度( ) ic u(MPa) 0.5 0.0012 1.0 0.0013 1.5 0.0014 2.0 0.0014 2.5 0.0015 C.6扩展不确定度的评定 各测量点扩展不确定度按(C.8)式计算，结果见表 C.4 ( ) cii ukU= ()2=k (C.8) 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀)1782020 12 表 C.4 扩展不确定度 标准压力值(MPa) 各测量点的扩展不确定度 i U()2=k(MPa) 0.5 0.0024 1.0 0.0026 1.5 0.0028 2.0 0.0028 2.5 0.0030 C.7 测量不确定度报告 经分析，该台测定仪在测量点的测量结果和测量结果的测量不确定度见表 C.5。 表 C.5 各测量点的测量结果和测量结果的测量不确定度 标准值(MPa) 示值平均值(MPa) 示值误差(MPa) 测量不确定度 i U()2=k(MPa) 0.500 0.504 0.004 0.003 1.000 1.006 0.006 0.003 1.500 1.508 0.008 0.003 2.000 2.008 0.008 0.003 2.500 2.505 0.005 0.003 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF(冀) 1782020 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载