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中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1550—2015
钻孔测斜仪校准规范
Calibration Specification for Borehole Clinometers
2016-03-07实施
2015-12-07发布
国家质量监督检验检疫总局发布
JJF1550—2015
钻孔测斜仪校准规范
JJF 1550—2015
Calibration Specification for Borehole Clinometers
归口单位:全国惯性技术计量技术委员会主要起草单位:上海市计量测试技术研究院
中航工业北京长城计量测试技术研究所
参加起草单位:上海地学仪器研究所
航天科工惯性技术有限公司北京通联四方科技有限公司
本规范委托全国惯性技术计量技术委员会负责解释
JJF1550—2015
本规范主要起草人:
马建敏(上海市计量测试技术研究院)董雪明(中航工业北京长城计量测试技术研究所)
参加起草人:
井然 (上海地学仪器研究所) 杨 卓(航天科工惯性技术有限公司)欧阳静芳(北京通联四方科技有限公司)
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目
录
引言
(IⅡ) (1 ) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (5) (5) (5) (6) (7) (10) (11)
范围… 2 引用文件. 3 概述··
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计量特性 4. 1 外观及各部分相互作用 4.2 灵敏度·. 4.3 示值误差· 4. 4 示值漂移. 4. 5 绝缘电阻.. 5 校准条件. 5. 1 环境条件 5. 2 校准用标准及其他设备 6 校准方法· 6.1 外观 6.2 灵敏度. 6.3 示值误差…. 6.4 示值漂移
4
绝缘电阻· 校准结果的表达·
6.5 7 8 复校时间间隔,附录A 钻孔测斜仪示值误差测量不确定度评定示例附录 B 示值误差校准安装方式附录 C 校准证书内页格式
I
JJF1550—2015
引
钻孔测斜仪主要用于地质灾害监测、公路桥梁地基安全监测、水电大坝监测、地震预报研究等领域。本规范参照JJF1083一2002《光学倾斜仪校准规范》编写。
本规范为首次发布。
ⅡI
JJF1550—2015
钻孔测斜仪校准规范
1范围
本规范适用于测量范围为一30°~30°,最大允许误差为士0.025%FS的基于重力加速度传感器的测斜仪校准,其他测斜仪可以参照执行。
2引用文件
本规范引用下列文件: JJF1083一2002光学倾斜仪校准规范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
钻孔测斜仪是根据铅垂方向受重力作用,重力加速度传感器输出电压值线性对应于传感器倾斜角度后的竖直方向重力加速度分量(余弦分量),同样可以转换成水平位移分量(正弦分量)。
从结构上可分为两种:深埋式和滑移式。深埋式钻孔测斜仪是将加速度传感器安装在探头内,几十个钻孔测斜仪以列阵的方式永久深埋固定在监测关键位置。滑移式钻孔测斜仪可沿竖直预埋管道分段测量,测斜探棒(探头)轴线和重力铅垂线之间的夹角,即为钻孔倾斜角。倾斜角的变化量由测读仪(显示装置)进行数据采集,经计算机软件统计分析,可以直接或间接地反映地质结构稳定状况。这类仪器主要用于地质灾害监测、公路桥梁地基安全监测、水电大坝监测、地震预报研究等领域。
钻孔测斜仪的典型结构如图1所示。
电缆电缆连接头
滑轮组件
加速度仪腔室 -滑轮组件一底部缓冲垫
图1钻孔测斜仪示意图
测量模型:
X,=L sin αi
-
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Y =S sin αi
式中: X, 位移示值;
导轮间距,一般为500mm;对应角度示值,当α;≤
L
元时(5° rad),sinα:~α;(相对误差≤0.13%);
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α Y:一一电压(或与sinα:呈线性关系的无量纲数值); S——灵敏度。
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4计量特性 4.1 外观及各部分相互作用
钻孔测斜仪外观完好,无影响使用的缺陷,导轮转动灵活无晃动,测头的防水密封胶圈完好无损,并符合出厂说明书中承诺的环境和功能 4.2灵敏度
钻孔测斜仪输出灵敏度按式(1)、式(2)计算:
AY AA
S=
(1)
S= △X
(2)
式中: △Y一与电压呈线性关系的示值变化量, V (V为输出电压,K为标度因数);
K
AX位移示值变化量,mm; A入一角位移变化量,(")。
4.3示值误差
钻孔测斜仪的最大允许误差: ±0.025%FS(测量范围:一30°~+30°)
4.4示值漂移
示值漂移在1h内不大于4"(位移量0.01mm)。 4.5绝缘电阻
绝缘电阻≥50MQ。 注:校准工作不判断合格与否,上述计量特性要求仅供参考。
5校准条件 5.1环境条件
校准时室内温度为(20士5)℃;室温变化≤1℃/h;相对湿度≤70%,被校准钻孔测斜仪和校准用仪器设备在实验室内均衡时间≥3h。避震环境,无强电磁场干扰。 5.2校准用标准及其他设备
校准用标准及其他设备见表1。
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表1校准项目和校准设备校准项目灵敏度示值误差示值漂移绝缘电阻
序号 1 2 3 4
校准设备优于4"的分度台优于4"的分度台优于4"的分度台 1000V兆欧表
6校准方法
6.1外观
检查外观,应符合4.1要求。确定没有影响校准计量特性的因素。 6.2灵敏度
将钻孔测斜仪固定在分度台上,示值调至0位。分度台编码器归零,然后分别旋转 0~1,1'~2",2~3',3~4,4~5°,5~6°,产生6组△入,,观察仪器示值电压输出的对应变化量,每个角位置分别记录6组数据(位移△X,或电压△Y,)。
2s:
分别计算6组灵敏度S;,将S:
作为该仪器的灵敏度测量值,其中,n=6。
6.3示值误差
用分度台预置25个标准角度测量点:0°,土0.1°,士0.2°,士0.3°,士0.4°, ±0.5°,±1°,±2°,±5°,±10°,±15,±20°,±30°。
校准测量顺序:依次从0°为起始点,沿加速度传感器灵敏方向插入仪器导杆,夹持位置为导杆的中部(参考导轮方向。即四个扁平圆盘导轮组成的平面与转轴垂直)定位装夹钻孔测斜仪,详细安装方式参见附录B。
调整钻孔测斜仪角度,将仪器示值调整为0°,记录分度台初始角度值(或将绝对式编码器示值归零)。然后将分度台依次向逆时针和顺时针方向分别旋转,即逆时针方向角度设定为:0,0.1°,0.2,0.3°,0.4°,0.5°,1°,2°,5°,10°,15°, 20°,30°。顺时针方向角度设定为:0°,一0.1°,一0.2°,一0.3°,一0.4°, -0.5°,-1,-2,-5°,-10°,-15°,-20°,-30°。
钻孔测斜仪测杆须沿加速度敏感方向装夹,位置如图2所示,即初始位置0°或沿
测杆主轴线旋转180°位置,装夹位置确定后须作标记并在证书报告中予以说明。
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