仪器的检验与率定.pptx

从岩土工程监测看，内观法建立的测试系统都需要应用传感器，将输入的非电量的物理量（与位移、变形、力、压力等）转换为与之有确定对应关系的电量输出（如电流、电压、电阻、电容、频率等），以便测量、记录、处理物理量的变化。根据传感器的定义，这种转换是按照一定规律进行的，输入与输出之间有明确的对应关系，且满足一定的精度要求。1、在传感器制造完成后，需要给定一系列已知的物理量来确定输入与输出的关系(率定卡片含率定数据、图表及方程）及确定是否满足精度要求（合格证）。2、现场使用根据测定的电量变化，根据率定卡片给定的对应关系计算观测物理量。第第1节节传感器的标定与方法传感器的标定与方法第第1节节传感器的标定与方法传感器的标定与方法2传感器的标定CALIBRATION：是指在明确传感器输入与输出关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度，通过试验建立输入与输出之间的关系，并检验仪器性能及参数的过程。标定曲线：标定试验结果反映的传感器或测试系统输入x与输出y之间关系的曲线。标定曲线可以是线性的，也可是非线性的，但必须是单调和一一对应的。标定系数：根据标定曲线拟合或回归后，得到的传感器输入与输出之间的数学表达式中的常数项。一般来讲，对新研制或生产的传感器进行全面的技术验一般来讲，对新研制或生产的传感器进行全面的技术验定，称为标定；将传感器在使用中或存储后进行的性能复测，定，称为标定；将传感器在使用中或存储后进行的性能复测，称为校准，有时也称为检验。称为校准，有时也称为检验。传感器标定的原则：传感器标定的原则：1、标定需要有、标定需要有长期稳定且精度高的基准长期稳定且精度高的基准；2、精度的传递精度的传递：标定传感器时必须要有比被标定的传感器：标定传感器时必须要有比被标定的传感器精度高的标准器，而该标准的精度还需要精度高的标准器，而该标准的精度还需要比它精度更高比它精度更高的标的标准器进行定期的标定。准器进行定期的标定。3、工作环境的一致性工作环境的一致性：传感器标定时的工作环境（如温度、：传感器标定时的工作环境（如温度、湿度、气压、电压）等应与传感器使用时的工作环境基本一湿度、气压、电压）等应与传感器使用时的工作环境基本一致。如：室温（致。如：室温（205）、相对湿度）、相对湿度85、大气压力、大气压力（1013087998）Pa。4 4、标定的分级（分档标定的分级（分档）：标定应分级进行，在全量程范围）：标定应分级进行，在全量程范围内应至少内应至少分分5 51010个测点个测点，测点间距基本一致。，测点间距基本一致。第第1节节传感器的标定与方法传感器的标定与方法3第第1节节传感器的标定与方法传感器的标定与方法4标定的目的：标定的目的：1、找出输入、输出之间的对应关系（包、找出输入、输出之间的对应关系（包括数据、图表、方程、率定系数及影响系数）括数据、图表、方程、率定系数及影响系数）2、检验传感器的性能指标及传递特性是否满足要求。、检验传感器的性能指标及传递特性是否满足要求。包括：量程、分辨率、精度、稳定性及传递特性（非线性包括：量程、分辨率、精度、稳定性及传递特性（非线性度、滞后、重复性），参照已制定的标准，判断传感器是度、滞后、重复性），参照已制定的标准，判断传感器是否合格。否合格。复习：复习：线性度：线性度：标定曲线与理想直线的接近程度。理想直线可用最小二标定曲线与理想直线的接近程度。理想直线可用最小二乘法近似求得，若标定曲线与理想直线的最大偏差为乘法近似求得，若标定曲线与理想直线的最大偏差为B，全量程为，全量程为A，则线性度为则线性度为B/A100。重复性：重复性：标定过程可能分几个循环过程，进程或回程中在同一输标定过程可能分几个循环过程，进程或回程中在同一输入时，输出的最大差值与全量程的百分比。入时，输出的最大差值与全量程的百分比。滞后滞后(滞迟性、回程误差）滞迟性、回程误差）：在相同测试条件下，当输入从小到：在相同测试条件下，当输入从小到大变换到反向的行程中，对同一输入值所得到的两个输出值之间的最大变换到反向的行程中，对同一输入值所得到的两个输出值之间的最大差值与全量程的百分比。大差值与全量程的百分比。传感器标定（率定）的基本方法：传感器标定（率定）的基本方法：A利用标准设备产生已知的标准值（如标准力、压力、利用标准设备产生已知的标准值（如标准力、压力、位移等）作为输入量，输入到待标定的传感器中，得到传位移等）作为输入量，输入到待标定的传感器中，得到传感器的输出量，然后将传感器的输出量与输入的标准量作感器的输出量，然后将传感器的输出量与输入的标准量作比较，从而得到标定曲线。比较，从而得到标定曲线。如给弹簧秤加如给弹簧秤加标准砝码标准砝码进行标定。进行标定。B用一个标准的测试系统，去观测未知的被测物理用一个标准的测试系统，去观测未知的被测物理量，再用待标定的传感器测量同一被测物理量，将两个结量，再用待标定的传感器测量同一被测物理量，将两个结果进行比较，得到传感器的标定曲线。果进行比较，得到传感器的标定曲线。如用如用天平天平和弹簧秤同时观测一系列重物，一一对应形和弹簧秤同时观测一系列重物，一一对应形成标定曲线。成标定曲线。第第1节节传感器的标定与方法传感器的标定与方法5第第2 2节节监测仪器的现场检验与率定监测仪器的现场检验与率定监测工程（监测工程（INSTRUMENTATIONWORKS)的主要环节的主要环节1、监测设计、监测工程招投标、合同签订等、监测设计、监测工程招投标、合同签订等2、仪器的采购、运输、储存、保管、仪器的采购、运输、储存、保管3、仪器的现场检验与率定、仪器的现场检验与率定4、仪器安装的土建施工（如钻孔等）、仪器安装的土建施工（如钻孔等）5、仪器的安装、埋设、调试、保护等、仪器的安装、埋设、调试、保护等6、初读数的取得与相关记录，、初读数的取得与相关记录，7、日常观测、巡视与记录，随工程进展的电缆铺设、日常观测、巡视与记录，随工程进展的电缆铺设8、资料整理分析与信息反馈、资料整理分析与信息反馈9、工程竣工资料与运行期自动化监测的实施、工程竣工资料与运行期自动化监测的实施 岩岩土土工工程程监监测测一一般般选选用用有有多多年年生生产产历历史史及及多多个个工工程程实实践践应应用用实实例例的的正正规规仪仪器器厂厂家家的的仪仪器器设设备备，仪仪器器出出厂厂时时都都进进行行了了各项检验与标定，并附有标定卡片及合格证。各项检验与标定，并附有标定卡片及合格证。但但从从仪仪器器出出厂厂到到安安装装前前还还有有运运输输、储储存存等等环环节节，仪仪器器的的性能可能会发生变化。性能可能会发生变化。岩岩土土工工程程内内部部监监测测中中，监监测测仪仪器器大大多多在在隐隐蔽蔽的的工工作作环环境境下下长长期期运运行行。仪仪器器一一旦旦安安装装埋埋设设之之后后，一一般般无无法法再再进进行行检检修修和和更更换换。因因此此，对对所所有有将将要要埋埋设设的的仪仪器器必必须须在在现现场场进进行行全全面的检验和率定。其主要的任务是：面的检验和率定。其主要的任务是：(1)(1)校核仪器出厂参数的可靠性。校核仪器出厂参数的可靠性。(2)(2)检验仪器工作的稳定性，以保证仪器性能长期稳定。检验仪器工作的稳定性，以保证仪器性能长期稳定。(3)(3)检验仪器在搬运过程中是否损坏。检验仪器在搬运过程中是否损坏。第第2 2节节监测仪器的现场检验与率定监测仪器的现场检验与率定2 2 现场的常规检验：监测仪器运到现场必须检验，常规检验的内容是：监测仪器运到现场必须检验，常规检验的内容是：(1)(1)出出厂厂时时仪仪器器资资料料参参数数卡卡片片是是否否齐齐全全，仪仪器器数数量量与与发发货货单是否一致。单是否一致。(2)(2)外观检查。仔细查看仪器外部有无损伤痕迹，锈斑等。外观检查。仔细查看仪器外部有无损伤痕迹，锈斑等。(3)(3)用万用表测量仪器线路有无断线。用万用表测量仪器线路有无断线。(4)(4)用兆欧表测仪器本身的绝缘是否达到出厂值。用兆欧表测仪器本身的绝缘是否达到出厂值。(5)(5)用二次仪表试测一下仪器测值是否正常。用二次仪表试测一下仪器测值是否正常。经经检检验验，苦苦有有上上述述缺缺陷陷者者暂暂放放一一边边，待待以以后后详详查查。如发现有缺陷的仪器较多应退货或向厂商交涉处理。如发现有缺陷的仪器较多应退货或向厂商交涉处理。第第2 2节节监测仪器的现场检验与率定监测仪器的现场检验与率定3 3监测仪器的监测仪器的性能检验性能检验包括（一般指差阻式仪器）：包括（一般指差阻式仪器）：1、力学性能检验：变形（受力）与仪器输出的关系、力学性能检验：变形（受力）与仪器输出的关系如：端基线性度检验、非直线度检验；如：端基线性度检验、非直线度检验；不重复性检验、最小读数（分辨率）检验不重复性检验、最小读数（分辨率）检验2、温度性能检验：含、温度性能检验：含0电阻检验、温度系数检验等电阻检验、温度系数检验等3、防水性能检验、防水性能检验4、绝缘性能检验、绝缘性能检验4、长期稳定性检验、长期稳定性检验5、其它性能检验等。、其它性能检验等。第第2 2节节监测仪器的现场检验与率定监测仪器的现场检验与率定4 4第第2 2节节监测仪器的现场检验与率定监测仪器的现场检验与率定5 5一般对重要的监测工程，监测实施单位应在施工现场组一般对重要的监测工程，监测实施单位应在施工现场组建建监测试验室监测试验室，配备必要的仪器设备，在仪器安装埋设前对，配备必要的仪器设备，在仪器安装埋设前对其进行检验和率定。一般需要配备的其进行检验和率定。一般需要配备的检验率定设备检验率定设备包括：包括：1、万用电表、兆欧表、万用电表、兆欧表M、百分表、千分表、水银温度计、百分表、千分表、水银温度计、湿度计、标准压力表、保温桶等通用仪表、设备。湿度计、标准压力表、保温桶等通用仪表、设备。2、专用率定设备：大校正仪、小校正仪、一级活塞式压力、专用率定设备：大校正仪、小校正仪、一级活塞式压力计、压力率定罐、万能材料试验机等。计、压力率定罐、万能材料试验机等。3、二次仪表：比例电桥、频率计及其他读数装置。、二次仪表：比例电桥、频率计及其他读数装置。4、工具：扳手、钳子、起子、砝码、磁性表座等。、工具：扳手、钳子、起子、砝码、磁性表座等。5、附件及材料：垫片、液压油、纯净水、记录表等。、附件及材料：垫片、液压油、纯净水、记录表等。大、小校正仪大、小校正仪活塞式压力计活塞式压力计材料试验机材料试验机恒温水浴恒温水浴压力罐压力罐专业的率定设备专业的率定设备位移传感器的率定第第3 3节节 差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定 3 3、1 1 概述概述 目目前前我我国国使使用用的的差差动动电电阻阻式式仪仪器器主主要要有有：大大小小应应变变计计、钢钢筋筋计计、测测缝缝计计、渗渗压压计计、温温度度计计、应应力力计计、土土压压计计等等，二二次次仪仪表表均均为为水水工工比比例例电电桥桥。现现场场检检验验的的内内容容包包括括力力学学性性能能检检验验、温温度度性性能能检检验验、防防水水性性能能检检验验、绝绝缘缘性性能能检检验验等等。率率定定的的内内容容有有：最小读数最小读数(f f)、温度系数、温度系数()等。等。A A、试验条件：、试验条件：参比工作条件参比工作条件 室温稳定室温稳定 湿度小于湿度小于8080。B B、设备、设备：如前述校正仪、压力计、试验机、比例电桥等。：如前述校正仪、压力计、试验机、比例电桥等。C C、注意事项、注意事项：a a、应将仪器在参比工作条件下预先置放、应将仪器在参比工作条件下预先置放24h24h以上；以上；b b、将将仪仪器器安安放放在在检检验验装装置置上上时时应应控控制制电电阻阻比比的的变变化化不不大大于于200.01200.01。c c、检检验验前前，应应在在测测量量范范围围上上下下限限的的1.21.2倍倍内内预预先先拉拉压压循循环环3 3次以上，直至测值稳定。次以上，直至测值稳定。第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定D、率定的分档、率定的分档：按不同仪器在仪器量程范围内确定测：按不同仪器在仪器量程范围内确定测点数，使各测点的测值间距相等。点数，使各测点的测值间距相等。如：应变计可分为如：应变计可分为79档，间距档，间距0.200.40mm钢筋计可分为钢筋计可分为69档，间距档，间距2540MPa压应力计可分为压应力计可分为6档，间距档，间距0.51.0MPa测缝计可分为测缝计可分为712档，间距档，间距1.0mm渗压计可分为渗压计可分为69档，间距档，间距20200kPa锚索测力计可按量程的锚索测力计可按量程的10进行分档检验。进行分档检验。温度计可考虑按温度计可考虑按0、35、70进行检验进行检验仪器的温度效应可按仪器的温度效应可按0、20、40进行检验进行检验第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定3.2差阻式仪器检验的计算：差阻式仪器检验的计算：A、端基线性度检验：、端基线性度检验：1先将仪器下行至下限值（如应变计的压缩），量测电阻比之后，逐档先将仪器下行至下限值（如应变计的压缩），量测电阻比之后，逐档上行，每档测试全程共测得上行，每档测试全程共测得n个电阻比，再向下逐档测试个电阻比，再向下逐档测试n个电阻比，共个电阻比，共完成完成3个循环，计算如下指标：个循环，计算如下指标：1）各点电阻比总平均值：）各点电阻比总平均值：Za,i(Zu,i+Zd,i)/2Zu,i-i档上行测值平均，档上行测值平均，Zd,i-i档下行测值平均档下行测值平均2）各档测点的理论值计算：）各档测点的理论值计算：Zt，i=zi/(n-1)+Za，ii-测点序号（测点序号（0-n-1),z-量程上下限各自量程上下限各自6次测值平均值之差。次测值平均值之差。3）各测点电阻比测值的偏差计算：）各测点电阻比测值的偏差计算：iZa,iZt，i4）仪器端基线性度误差仪器端基线性度误差计算公式：计算公式：a1=1/z100，1-取取i的最大值的最大值。第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定B B、非直线度、非直线度 a a2 2 的检验的检验a2=2/z1002为每一循环中，各测点上行及下行两个电阻比测值之间的偏差最大值。为每一循环中，各测点上行及下行两个电阻比测值之间的偏差最大值。C C、不重复性误差、不重复性误差a a3 3的检验：的检验：a3=3/z1003为三次循环中各测点上行及下行的各自三个电阻比测值之间的偏差最大值。为三次循环中各测点上行及下行的各自三个电阻比测值之间的偏差最大值。D D、最小读数、最小读数 f f 的检验：的检验：相当于率定系数，对差阻式仪器，最小读数相当于率定系数，对差阻式仪器，最小读数f为全量程的物理量变化除以为全量程的物理量变化除以全量程的电阻比输出全量程的电阻比输出z。如：。如：应变计应变计：fL/L1/z其中其中L为全量程的变形量为全量程的变形量mm，L为应变计的标距为应变计的标距mm。第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定最小读数最小读数f的检验：的检验：钢筋计：钢筋计：fP/A1/zP-检验时的最大拉力检验时的最大拉力N,A-钢筋计截面积钢筋计截面积cm2测缝计：测缝计：fL/zL-全量程的变形量全量程的变形量mm渗压计：渗压计：fP/zP-检验时的最大压强检验时的最大压强kPa最小读数最小读数f的误差计算：的误差计算：af（fTfi）/fTfT、fi分别为分别为厂家和用户检验的厂家和用户检验的f值。值。E E、差阻式仪器的误差限要求差阻式仪器的误差限要求：项目项目a1a2a3af限差限差2113第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定3.3 3.3 差阻式仪器的温度性能检验：差阻式仪器的温度性能检验：主要设备：双层保温桶、标准水银温度计、恒温水浴和水银导电表、主要设备：双层保温桶、标准水银温度计、恒温水浴和水银导电表、水工比例电桥、水工比例电桥、500V500V直流兆欧表等。直流兆欧表等。A、注意事项：1）试验）试验0电阻时，仪器之间需铺电阻时，仪器之间需铺810cm厚、厚、直径小于直径小于3cm的碎冰层，保证仪器在的碎冰层，保证仪器在0情况下情况下恒温恒温2h，测值稳定。，测值稳定。2）试验温度系数时，仪器要侵入水下）试验温度系数时，仪器要侵入水下5cm，保，保证温度变化在证温度变化在0.1以内恒温以内恒温1h，测值稳定。，测值稳定。3）应在测记温度和电阻的同时，测量仪器的电）应在测记温度和电阻的同时，测量仪器的电阻比及绝缘电阻。阻比及绝缘电阻。4）、分档如下：温度计：）、分档如下：温度计：0、35、70差阻式仪器：差阻式仪器：0、20、40、60(渗压计渗压计除外）除外）第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定B、试验步骤试验步骤1)将若干冰块敲碎，冰块小于将若干冰块敲碎，冰块小于30mm备用。备用。2)恒温水浴底均匀铺满碎冰，厚恒温水浴底均匀铺满碎冰，厚100mm，把仪器横卧在，把仪器横卧在冰上，仪器与浴壁不能接触，再覆盖冰上，仪器与浴壁不能接触，再覆盖100mm厚的碎冰，仪厚的碎冰，仪器电线线按上电桥的接线柱，把温度计插入冰中。向放好仪器电线线按上电桥的接线柱，把温度计插入冰中。向放好仪器的碎冰槽内注入自来水，水与冰的比例为器的碎冰槽内注入自来水，水与冰的比例为3：7左右，恒温左右，恒温2h以上。以上。3)0电阻测定每隔电阻测定每隔10分钟读一次温度和电阻值。并记下分钟读一次温度和电阻值。并记下测值。连续三次读数不变后，结束测值。连续三次读数不变后，结束0试验。得到零度时的试验。得到零度时的电阻值电阻值(Ro)。4)再加入水或温水，搅动使温度升到再加入水或温水，搅动使温度升到10左右，恒温左右，恒温30分钟。保持分钟。保持10分钟读一次温度和电阻。连续测读了三次，结分钟读一次温度和电阻。连续测读了三次，结束该级温度测试。再加入温水搅匀，使温度保持恒温后读数。束该级温度测试。再加入温水搅匀，使温度保持恒温后读数。按上述办法，测四级。按上述办法，测四级。温度系数温度系数的计算：的计算：式中式中T i各级实测温度，各级实测温度，；R i各级实测电阻值，各级实测电阻值，；Ro零度电阻值，零度电阻值，。温度温度T的汁算：的汁算：T=a（R1-R0）式中式中R1计算温度时用的电阻值，计算温度时用的电阻值，；第第3节节差阻式仪器的现场检验与率定差阻式仪器的现场检验与率定3.3差阻式仪器的温度性能检验：差阻式仪器的温度性能检验：1、在进行温度试验时应测量仪器的绝缘电阻值，绝缘电阻值应在进行温度试验时应测量仪器的绝缘电阻值，绝缘电阻值应大于大于50M。2、试验结果：温度计的计算温度与实测值的误差应小于、试验结果：温度计的计算温度与实测值的误差应小于0.3,差差阻式仪器的计算温度与实测值的误差应小于阻式仪器的计算温度与实测值的误差应小于0.5。A A、差阻式应变计的现场率定、差阻式应变计的现场率定 (1)(1)率率定定设设备备及及工工具具：大大小小校校正正仪仪各各1 1台台，活活动动搬搬手手2 2把把，尖尖咀咀钳钳1 1把把，起子起子1 1把，磁性表座把，磁性表座2 2个、千分表个、千分表2 2个、记录表。个、记录表。3.4差阻式仪器的现场率定实例：差阻式仪器的现场率定实例：(2)2)率率定定准准备备：在在记记录录表表中中填填好好日日期期、仪仪器器名名称称、仪仪器器编编号号、率率定定人人名名。按按仪仪器器芯芯线线颜颜色色接接入入水水工工比比例例电电桥桥的的接接线线柱柱，测测量量自自由由状状态态电电阻阻比比及及电电阻阻值值。将将大大应应变变计计放放入入校校正正仪仪两两夹夹具具中中，用用扳扳手手旋旋紧紧螺螺丝丝将将两两端端凸凸缘缘夹夹紧紧。拧拧螺螺丝丝时时，四四颗颗要要同同时时缓缓慢慢地地进进行行，边边紧紧螺螺丝丝边边监监视视电电阻阻比比的的变变化化。仪仪器器夹夹紧紧时时，电电阻阻比比读读数数与与自自由由状状态态下下电电阻阻比比之之差差值值应应小小于于2020。否否则则，放放松松后后重重按按上上述述进进行行。而而后后，将将千千分分表表固固定定支支座座内内夹夹紧紧，但但须须注注意意让让千千分分表表活活动动伸伸缩缩杆杆能能自自由由移移动动为为限限。移移动动干干分分表表支支座座，使使千千分分表表活活动动杆杆顶顶住住仪仪器器端端面面，并并顶顶压压0.25mm0.25mm之之后后固固定定千千分分表表支支座座，转转动动表表盘盘使使长长针针指指零零。摇摇动动校校正正仪仪手手柄柄，对对仪仪器器预预拉拉0.15mm0.15mm，回回零零再再压压0.25mm0.25mm。这这样样往往返返3 3次次之之后后，可可正正式式进进行率定行率定。(3)(3)正正式式率率定定：开开始始时时，千千分分表表盘盘上上的的小小针针指指0.05(mm)0.05(mm)，长长针针指指零零。摇摇动动校校正正仪仪手手柄柄，每每拉拉0.05(mm)0.05(mm)读读一一次次电电阻阻比比，并并记记入入表表4 41 1内内。拉拉三三次次后后反反摇摇手手柄柄分分级级拉拉压压。每每级级仍仍为为0.05mm0.05mm读读一一次次。再再继继续续反反摇摇手手柄柄，使使仪仪器器压压0.05(mm)0.05(mm)读读一一次次电电阻阻比比，照照此此继继续续使使仪仪器器压压至至0.25mm0.25mm后后又又分分级级退退压压直直到到回回零零。完完成成三三个个循循环环的的率率定定，即即可可结结束束该该支支应应变变计计的的率率定定。取取下下仪仪器器，测测量量率率定定后后自自由由状状态态电电阻阻比比及及电电阻阻值值。小小应应变变计计率率定定步步骤骤同同上上，拉拉伸伸范范围围为为0.06mm0.06mm，压缩范围为，压缩范围为0.12mm0.12mm。3.4差阻式仪器的现场检验实例应变计：差阻式仪器的现场检验实例应变计：(4)4)率定后最小读数的计算：率定后最小读数的计算：式中式中 LL拉压全量程的变形量，拉压全量程的变形量，mmmm；L L应变计标距长度，应变计标距长度，mmmm；ZmaxZmax拉伸至最大长度时的电阻比，拉伸至最大长度时的电阻比，0.01%0.01%；ZminZmin压缩到最小长度时的电阻比，压缩到最小长度时的电阻比，0.01%0.01%。率定结果，率定结果，f f值与厂家比较相差小于值与厂家比较相差小于3%3%认为合格。认为合格。(5)(5)直线性直线性a a的计算：的计算：a a =式中式中 ZmaxZmax实测电阻比最大级差，实测电阻比最大级差，0.01%0.01%；ZminZmin实测电阻比最小级差，实测电阻比最小级差，0.01%0.01%。若若a a6(0.01%)6(0.01%)为合格。为合格。测测缝缝计计、位位移移计计的的率率定定与与应应变变计计相相同同，但但标标准准器器换换为为百百分分表表，分分档档根根据仪器量程确定。据仪器量程确定。3.4差阻式仪器的现场检验实例应变计：差阻式仪器的现场检验实例应变计：3.4差阻式仪器的现场检验实例钢筋计：差阻式仪器的现场检验实例钢筋计：(二二)钢筋计率定钢筋计率定钢筋计的率定有最小读数的率定，温度率定，防水检验等。钢筋计的率定有最小读数的率定，温度率定，防水检验等。1最小读数率定最小读数率定(1)率定的设备及工具。主要设备为万能材料试验机。率定的设备及工具。主要设备为万能材料试验机。(2)率定步骤：率定步骤：1)把仪器电线按芯线颜色接到水工比例电桥的接线柱上。把仪器电线按芯线颜色接到水工比例电桥的接线柱上。测量钢筋计的自由状态电阻比及电阻值。测量钢筋计的自由状态电阻比及电阻值。2)将钢筋计与拉压接手相连。两端夹在万能材料试验机上。将钢筋计与拉压接手相连。两端夹在万能材料试验机上。3)由万能材料试验机的工作人由万能材料试验机的工作人员操作。按仪器规格决定最大拉员操作。按仪器规格决定最大拉力，分力，分45级预拉，退零，重复级预拉，退零，重复三次。三次。4)等分等分45级拉到最大拉力后，级拉到最大拉力后，分级退回零处，每级都测读电阻分级退回零处，每级都测读电阻比，记录。比，记录。5)取下仪器，去掉接手，测取下仪器，去掉接手，测量仪器的自由电阻比。量仪器的自由电阻比。(3)直线性直线性a的计算：的计算：a=ZmaxZmin式中式中Zmax前级前级Z值减后级值减后级Z值之差的最大数，值之差的最大数，0.01%；Zmin前级前级Z位减后级位减后级Z值之差的最小数，值之差的最小数，0.01%。若若a6(0.01%)为合格。为合格。(4)重复性重复性a的计算：的计算：a为加荷卸荷两次率定过程同档位两个电阻比为加荷卸荷两次率定过程同档位两个电阻比的最大差值的最大差值a6(0.01%)为合格。为合格。(5)最小读数最小读数f计算：计算：式中式中f最大拉力，最大拉力，kN；S钢筋计算标准断面面积，钢筋计算标准断面面积，cm；Zmax最大拉力时的电阻比，最大拉力时的电阻比，0.01%；Zo拉力为拉力为0时电阻比，时电阻比，0.01%。3.4差阻式仪器的现场检验实例钢筋计：差阻式仪器的现场检验实例钢筋计：(1)率定设备及工具。率定设备及工具。活活塞塞式式压压力力计计或或手手摇摇油油泵泵，0.35级级标标准准压压力力表表，水水工工比比例例电电桥桥，起起子子，记录表。记录表。(2)率定步骤：率定步骤：1)在在表表格格上上填填好好校校验验日日期期、人人员员。将将渗渗压压计计电电缆缆按按芯芯线线颜颜色色相相应应地地接到水工比例电桥的接线住上，记好仪器编号，量测自由电阻和电阻比。接到水工比例电桥的接线住上，记好仪器编号，量测自由电阻和电阻比。2)把把渗渗压压计计进进水水口口螺螺丝丝与与油油泵泵螺螺纹纹旋旋紧紧，必必要要时时加加止止水水垫垫圈圈，装装上上压力表。油泵用干净的变压器油，排除油管内空气后与仪器连接。压力表。油泵用干净的变压器油，排除油管内空气后与仪器连接。3.4差阻式仪器的现场检验实例渗压计：差阻式仪器的现场检验实例渗压计：3)试压试压3个循环后，分个循环后，分4-5级级加压和减压，测读各级压力下的加压和减压，测读各级压力下的电阻比，作三个循环后结束。电阻比，作三个循环后结束。(3)计算最小读数计算最小读数(f)、计算直线、计算直线性性a和重复性和重复性a，其计算方法与应，其计算方法与应变计同。变计同。水比工比例电桥率定水比工比例电桥率定 水水工工比比例例电电桥桥是是测测定定差差动动电电阻阻式式仪仪器器的的读读数数仪仪表表，它它的的准准确确性性直直接接影影响响所所测测的的精精度度，必必须须经经常常进进行行率率定定，最最好好每每次次观观测测前前率率定定一一次次。电电桥桥率率定定器器每每年年应应送送厂厂家家鉴鉴定定一一次次。对对SBQSBQ4 4型型一一类类的的电电桥桥率率定定方方法法可可采采用用率率定定器器法法和和简简易易法法两两种种进进行行；对对SQSQ2 2型型一一类类的的数数字字电电桥桥的的率率定定可参照说明书。可参照说明书。率定器法率定（电桥率定器）率定器法率定（电桥率定器）3.4差阻式仪器的现场检验实例差阻式仪器的现场检验实例电电桥桥率率定定器器生生成成标标准准的的电电阻阻比比及及电电阻阻值值，用用比比例例电电桥桥进进行行比比测测并并计计算算误误差差，判判断断读读数数仪仪是是否否正常。正常。第四节第四节振弦式仪器的现场检验与率定振弦式仪器的现场检验与率定振弦式仪器的现场检验与率定项目、检验条件、设备及检验方法与差阻式仪器基本相同，但测量仪表为频率计，另外，差阻式仪器的最小读数f的检验在振弦时仪器中改为灵敏度系数K的检验，另外，为反映物理量与电量的线性关系，一般读数按频率模数记录。电力行业标准混凝土坝安全监测技术规范中关于钢弦式仪器的检验与国家标准振动钢弦式压力传感器有不完全相同的地方，我们按国家考虑。讲解中以多点位移计的现场检验为例，其他仪器的检验基本类似，只是采取了率定设备不同，但计算方法及过程是一样的。工作直线的确定采取的是最小二乘法。4、1钢弦式多点位移计的现场常规检验a、仪器到货后各部件的常规检查、仪器到货后各部件的常规检查资资料料的的完完备备性性检检查查：仪仪器器的的型型号号、尺尺寸寸是是否否与与设设计计或或订订货货的的一一致致，仪仪器器出出厂厂时时的的率率定定卡卡片片是是否否齐齐全全，是是否否有有仪仪器器说说明明书书，仪仪器器上上是是否否有铭牌，仪器的出厂编号是否与率定卡片一致等内容。有铭牌，仪器的出厂编号是否与率定卡片一致等内容。锚锚固固部部分分的的检检查查：检检查查锚锚头头数数量量、型型号号；检检查查锚锚头头与与测测杆杆的的联联接接是是否否可可靠靠；检检查查各各锚锚头头是是否否能能正正常常工工作作；检检查查相相关关配配件件如如密密封封环环等等是是否完备。否完备。测测杆杆部部分分的的检检查查：检检查查各各测测杆杆长长度度是是否否与与定定货货一一致致，检检查查测测杆杆与与传传感器的联接是否可靠，检查测杆及护管是否有损伤。感器的联接是否可靠，检查测杆及护管是否有损伤。测测头头组组件件的的检检查查：检检查查测测头头组组件件是是否否与与定定货货一一致致（4点点式式和和6点点式式），检检查查测测头头组组件件与与传传感感器器的的联联接接与与固固定定是是否否可可靠靠，检检查查测测头头组组件件的的引引出电缆，检查测头组件内的热敏电阻温度计是否正常。出电缆，检查测头组件内的热敏电阻温度计是否正常。其其它它配配件件的的检检查查：是是否否有有专专用用的的安安装装工工具具，是是否否有有专专用用电电缆缆接接头头，是否有备用螺钉、密封环等。是否有备用螺钉、密封环等。b位移传感器的常规检查位移传感器的常规检查仪仪器器的的外外观观检检查查：仔仔细细检检查查仪仪器器外外部部有有无无损损伤伤痕痕迹迹、锈锈斑斑；引引出出的的电电缆缆是是否否有有损损伤伤等等。每每套套BGKA-6型型位位移移计计有有一一支支传传感感器器内内置置有有热热敏敏电电阻阻，引引出出的的电电缆缆为为4芯芯，其其余余传传感感器器不不带带温温度度热热敏敏电电阻阻的的引引出出电电缆缆为为2芯芯；进进口口的的美美国国Geokon公公司司的的A-6型型位位移移计计已已将将热热敏敏电电阻阻内内置置于于测测头头组组件件内内，故故位位移移传传感器不再含有热敏电阻，引出的电缆均为感器不再含有热敏电阻，引出的电缆均为2芯。芯。仪仪器器的的电电阻阻检检查查：用用万万用用表表测测量量仪仪器器的的线线路路有有无无断断线线或或短短路路；用用欧欧姆姆表表测测定定导导线线电电阻阻是是否否合合乎乎要要求求。在在正正常常情情况况下下，仪仪器器引引线线之之间间的的电电阻阻在在18010之间。之间。仪仪器器读读数数的的常常规规检检查查：在在运运输输过过程程中中，BGKA-6传传感感器器的的滑滑动动杆杆上上有有一一尼尼龙龙扎扎带带定定零零位位，一一般般传传感感器器在在零零点点位位置置便便有有输输出出读读数数，部部分分传传感感器器在在滑滑动动杆杆拉拉出出10mm左左右右便便有有输输出出读读数数，读读数数应应在在1600个个数数值值以以上上；进进口口的的GeokonA-6位位移移传传感感器器的的移移动动轴轴处处于于量量程程的的50%，仪仪器器到到货货在在打打开开尼尼龙龙扎扎带带前前，传传感感器器的的读读数数应应在在50006000个个数数值值之之间间，当当打打开开尼尼龙龙扎扎带带后后，将将对对中中销销子子置置于于管管上上缺缺口口时时，读读数数应应在在20003000个个读读数数之之间间。个个别别仪仪器器的的读读数数可可能能会会与与上上述述数数值值有有少少量量出出入入，一一般般不不会会对仪器质量有太大的影响，但测值明显偏高或偏低可能是仪器故障引起的。对仪器质量有太大的影响，但测值明显偏高或偏低可能是仪器故障引起的。4、1钢弦式多点位移计的现场常规检验C、防防水水密密封封性性检检查查：Geokon位位移移传传感感器器经经过过完完全全密密封封并并可可在在250psi的的水水压压环环境境下下工工作作。本本项项检检查查将将仪仪器器浸浸泡泡在在水水中中8小小时时，检检查查其其读读数数是是否否正正常常和和稳定，无渗漏且读数正常的仪器为合格仪器。稳定，无渗漏且读数正常的仪器为合格仪器。D、稳稳定定性性检检验验（零零点点漂漂移移检检查查）：将将位位移移传传感感器器的的对对中中销销子子置置于于管管上上缺缺口口，并并放放置置在在桌桌面面上上，在在72小小时时内内每每8小小时时观观测测一一次次读读数数并并记记录录，读读数数变变化化应小于应小于0.25%FSR。（即。（即12个数值内）个数值内）4、1钢弦式多点位移计的现场常规检验4、2位移传感器的现场率定位移传感器的现场率定主主要要率率定定设设备备和和仪仪器器：大大应应变变计计率率定定架架、特特制制夹夹具具、百百分分表表和和游游标标卡卡尺尺、磁性表座、频率计等。磁性表座、频率计等。率定分级率定分级：在：在100mm量程范围内分为量程范围内分为10级，每级级，每级10mm。率定过程：率定过程：将位移传感器固定在大应变计率定架上的固定夹具上，将其移将位移传感器固定在大应变计率定架上的固定夹具上，将其移动轴与率定架活动的夹具连接好，安装好磁性表座及百分表，摇动率定动轴与率定架活动的夹具连接好，安装好磁性表座及百分表，摇动率定架的手柄使传感器至满量程，然后反方向摇动手柄回零，重复架的手柄使传感器至满量程，然后反方向摇动手柄回零，重复2次后开次后开始率定。始率定。按率定分级，从零点开始，摇动手柄使传感器的移动轴向外拉按率定分级，从零点开始，摇动手柄使传感器的移动轴向外拉伸，每伸，每10mm用频率计读取仪器的读数（读数值为用频率计读取仪器的读数（读数值为f2/1000，f为频率值）。为频率值）。当达到传感器的满量程后，反方向摇动手柄，使传感器的移动当达到传感器的满量程后，反方向摇动手柄，使传感器的移动轴向内压缩。每轴向内压缩。每10mm用频率计读取仪器的读数到零点为止。用频率计读取仪器的读数到零点为止。退回零点后，保持退回零点后，保持3分钟，测取零点读数，然后按分钟，测取零点读数，然后按、步骤进步骤进行下一个率定循环，位移传感器率定共进行两三个拉、压循环。行下一个率定循环，位移传感器率定共进行两三个拉、压循环。率定结果的计算率定结果的计算位位移移传传感感器器由由振振弦弦传传感感单单元元及及经经过过热热处处理理的的弹弹簧簧组组成成，弹弹簧簧的的一一端端连连接接在在钢钢弦弦上上，另另一一端端连连接接在在测测杆杆（移移动动轴轴）上上。当当移移动动轴轴从从传传感感器器体体中中拉拉出出时时，弹弹簧簧伸伸长长引引起起钢钢弦弦的的拉拉力力增增加加从从而而引引起起其其振振动动频频率率的的变变化化，位位移移的的变变化化与与振振动动频频率率的的平平方方成成正正比比。按按403型型读读数数仪仪的的显显示示，其其读读数数值值R为为f2/1000，f为钢弦的自振频率值。故位移与读数之间的换算公式为：为钢弦的自振频率值。故位移与读数之间的换算公式为：Ui=C*（Ri-R0)式中：式中：Ui-i时刻的位移值（时刻的位移值（mm）C-率定系数（率定系数（mm/digit）Ri-i时的读数（时的读数（digit）R0-初始读数值（初始读数值（digit）4、2位移传感器的现场率定位移传感器的现场率定将将两两个个拉拉压压率率定定循循环环的的读读数数与与对对应应位位移移值值在在U-R坐坐标标系系内内，按按率率定定过过程程可可绘绘制制4条条校校准准曲曲线线，将将两两次次拉拉伸伸率率定定过过程程的的读读数数平平均均，可可得得到到进进程程平平均均校校准准曲曲线线。将将两两次次压压缩缩率率定过程的读数平均可得到回程平均校准曲线。定过程的读数平均可得到回程平均校准曲线。将将两两个个率率定定循循环环的的所所有有数数据据按按最最小小二二乘乘法法回回归归，可可得得到到位移传感器的工作特性直线：位移传感器的工作特性直线：R=a-b*U其中：其中：a-最小二乘法直线的截距最小二乘法直线的截距b-最小二乘法直线的斜率最小二乘法直线的斜率在实际应用中，率定系数在实际应用中，率定系数C=1/b4、2位移传感器的现场率定位移传感器