JJG(交通) 029-2017 钢弦式孔隙水压力计.docx

中华人民共和国交通运输部部门计量检定规程JJG（ 交通） 0292017钢弦式孔隙水压力计Vibrating Wire Piezometer2017- 09- 29 发布2018- 02- 01 实施中华人民共和国交通运输部发 布JJG（ 交通） 0292017目录引言  1范围  12引用文件  13概述  14计量性能要求  25通用技术要求  26计量器具控制  2附录 A钢弦式孔隙水压力计计量检定记录表  6附录 B检定证书内页格式  7附录 C检定结果通知书内页格式  9JJG（ 交通） 0292017引言本规程的编写符合 JJF 10022010 国家计量检定规程编写规则 的要求。本规程代替 JJG（ 交通） 0292004 水运工程 钢弦式孔隙水压力计 。 与 JJG（ 交通）0292004 相比，主要技术变化如下：修改了计量性能的项目及要求（ 见第 4 章，2004 年版的第 4 章） ；修改了主要检定设备的品种和要求（ 见 6. 1. 2，2004 年版的 6. 1. 3） ；修改了检定项目，增加了使用中检查的要求和项目（ 见 6. 2，2004 年版的 6. 2） ；正文增加了相关参数的计算方法和校核曲线与工作直线示意图，删除了原附录 B的有关内容（ 见 6. 3. 2. 2，2004 年版的附录 B） ；修改了钢弦式孔隙水压力计计量检定记录表的填写内容（ 见附录 A，2004 版的附录 A ）。JJG（ 交通） 0292004 为首次发布。JJG（ 交通） 0292017钢弦式孔隙水压力计检定规程1范围本规程适用于钢弦式孔隙水压力计的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件本规程引用下列文件：GB / T 13606土工试验仪器岩土工程仪器振弦式传感器通用技术条件JT / T 580钢弦式孔隙水压力计凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（ 包括所有的修改单） 适用于本规程。3概述钢弦式孔隙水压力计（ 简称孔隙水压力计） 是一种安装在土木工程内部，利用钢弦的固有频率的变化测量孔隙水压力或渗透水压力的传感器。 孔隙水压力计分钻孔埋入型和填方埋入型两种：钻孔埋入型孔隙水压力计由屏蔽电缆、盖帽、壳体、支架、线圈、钢弦、承压膜、底盖、透水体和锥头组成；填方埋入型孔隙水压力计由屏蔽电缆、盖帽、壳体、支架、线圈、钢弦、承压膜、底盖和透水体组成。 孔隙水压力计的结构示意如图 1 所示。当孔隙水透过透水石（ 体） 作用到承压膜上引起孔隙水压力计内部钢弦的张力发生改变，导致钢弦自振频率发生变化时，由二次仪表通过线圈对钢弦激振并接收其自振频率信号，便可求得作用在承压膜上水压力的值。 其工作原理如图 2 所示。说明：1屏蔽电缆；5线圈；9透水体；2盖帽；6钢弦；10锥头。3壳体；7承压膜；4支架；8底盖；图 1 钢弦式孔隙水压力计结构示意1性能参数允许误差滞后（ ）|1. 0% F·S重复性（ ）|0. 5% F·S线性度（ L）|L|2. 0% F·S综合误差（ C）|C|2. 5% F·S注：F·S 表示满量程测值。JJG（ 交通） 0292017说明：1孔隙水压力；3钢弦；5激振电压。2承压膜；4线圈；图 2 钢弦式孔隙水压力计传感器工作原理示意4计量性能要求孔隙水压力计计量性能要求见表 1。表 1 孔隙水压力计计量性能参数5 通用技术要求5. 1外观孔隙水压力计各部分应连接牢固，其表面在防腐处理后应无锈斑或裂痕，引出的电缆、护套应无损伤。5. 2标志孔隙水压力计应在其显著部位标明其型号、名称、生产厂家、出厂编号及日期等内容。6计量器具控制计量器具控制适用于首次检定、后续检定和使用中检查。6. 1检定条件6. 1. 1检定环境条件检定环境条件要求如下：a）环境温度为 20 ± 2 ；b）相对湿度为不大于 85% ；2序号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观+2滞后+-3重复性+-4线性度+-5综合误差+注：“ + ” 表示应检定，“ - ” 表示可不检定。JJG（ 交通） 0292017c）应在周围无影响测量的机械振动、冲击、电磁干扰等环境下进行检定。6. 1. 2检定设备检定设备要求如下：a）精密压力表，测量范围覆盖孔隙水压力计量程，准确度等级为 0. 1 级；b）钢弦式仪器读数仪，分辨力为 0. 01Hz，频率测量相对误差 ± 0. 5% 。6. 2检定项目孔隙水压力计的检定项目见表 2，计量检定记录表格式见附录 A。表 2 孔隙水压力计检定项目6. 3 检定方法6. 3. 1外观用目测和手检进行外观检验，检定结果应符合 5. 1 的规定。6. 3. 2滞后、重复性、线性度和综合误差6. 3. 2. 1检定步骤a）在检定环境条件下，孔隙水压力计预先放置 24h 以上；b）将孔隙水压力计装入压力容器中，静置 20min；c）在量程范围内，按 10% F·S 逐级加荷至满量程压力值，每级压力至少保持 1min后再读取输出频率值；d）加压到满量程压力值后，按 10% F·S 逐级卸荷至零点压力，每级压力至少保持1min 后再读取输出频率值，退回零点压力值后，保持 3min，读取零点压力输出频率值；e）按步骤 c）  d） 至少进行 3 次试验。6. 3. 2. 2计算方法6. 3. 2. 2. 1孔隙水压力计所承受压力孔隙水压力计所承受压力（ P） 按式（1） 进行计算：iPi = k f 20 -  f 2 + B（ T0 - Ti ）  （1）由于试验时 T0 = Ti ，所以：iPi = k（ f 20 - f 2 ）（2）式中：Pi i 时刻作用在孔隙水压力计承受膜上的压力（ MPa） ；k孔隙水压力计传感器系数（ MPa / Hz2 ） ，按式（3） 计算；f0 零点压力输出频率（ Hz） ；3mi =1   i                    （3）ki =2f 0 -  f i + B（ T0 - Ti ）              （4）ki =2f 0 - f 2i                 （5）式中： N输出频率的平方差（ Hz ） ；JJG（ 交通） 0292017fi 对应于 Pi 的输出频率（ Hz） ；B孔隙水压力计传感器温度影响系数（ Hz2 /  ） ；T0 孔隙水压力计传感器标定时温度（  ） ；Ti 孔隙水压力计传感器观测时环境温度（  ） 。6. 3. 2. 2. 2孔隙水压力计传感器系数孔隙水压力计传感器系数（ k） 按式（3） 进行计算：mk = 1 k式中：ki 对应于 Pi 时的孔隙水压力计传感器系数（ MPa / Hz2 ） ，按公式（4） 计算；m试验的次数（ i = 1，2，m） 。Pi2由于试验时 T0 = Ti ，所以：Pi6. 3. 2. 2. 3校核曲线与工作直线校核曲线按式（1） 进行计算，工作直线按式（6） 、（7） 进行计算；校核曲线与工作直线如图 3 所示。iN =  + bPi（6）N = f 20 - f 2（7）2最小二乘法直线的截距（ Hz2 ） ；b最小二乘法直线的斜率。说明：1校核曲线；5重复度（FR）；2平均校核曲线；6线性度（FL）；3工作直线；7综合误差（FC）。4滞后（FH）；4图 3 校核曲线与工作直线示意图            F   × 100% F·S（8）  = FR L = FL C = FCJJG（ 交通） 02920176. 3. 2. 2. 4滞后滞后（ ） 按式（8） 进行计算： = FH式中：FH 回程平均校准曲线与进程平均校准曲线在压力相同测试点输出频率平方偏差最大值（ Hz2 ） ；F零点压力 输 出 频 率 与 满 量 程 压 力 时 输 出 频 率 的 平 方 差 （ Hz2 ） ， 按 式 （ 9 ）计算。F = f 20 - f 2nr（9）式中：fnr 满量程压力时输出频率（ Hz） 。6. 3. 2. 2. 5重复度重复度（ ） 按式（10） 进行计算：F × 100% F·S（10）式中：FR 进程和回程重复校准时，各测试点输出频率平方偏差的最大值（ Hz2 ） 。6. 3. 2. 2. 6线性度线性度（ L） 按式（11） 进行计算：F × 100% F·S（11）式中：FL 平均校准曲线与工作直线偏差的最大值（ Hz2 ） 。6. 3. 2. 2. 7综合误差综合误差（ C ） 按式（12） 进行计算：F × 100% F·S（12）式中：FC 进程平 均 校 准 曲 线 和 回 程 平 均 校 准 曲 线 二 者 与 工 作 曲 线 偏 差 的 最 大 值（ Hz2 ） 。6. 4检定结果处理所有检定项目经过检定均合格的孔隙水压力计，发给检定证书，其内页格式见附录 B；经过检定其中有一项不合格的孔隙水压力计，发给检定结果通知书，并注明不合格项目，其内页格式见附录 C。6. 5检定周期孔隙水压力计检定周期一般不超过 1 年。5仪器编号规格制造日期出厂日期生产单位送检单位检定单位检定日期证书号计量性能参数计算结果：滞后                           重复度                           线性度 L                           综合误差 C荷载第一次加荷示值第一次卸荷示值第二次加荷示值第二次卸荷示值第三次加荷示值第三次卸荷示值01 × 10% F·S2 × 10% F·S3 × 10% F·S4 × 10% F·S5 × 10% F·S6 × 10% F·S7 × 10% F·S8 × 10% F·S9 × 10% F·S10 × 10% F·S备注JJG（ 交通） 0292017附录 A钢弦式孔隙水压力计计量检定记录表室温：        相对湿度：        检定员：       核验员：6检定机构授权说明检定环境条件及地点温度地点相对湿度%其他检定使用的计量（ 基） 标准装置名称测量范围不确定度 / 准确度等级 / 最大允许误差计量（ 基） 标准证书编号有效期至检定使用的标准器名称测量范围不确定度 / 准确度等级 / 最大允许误差计量（ 基） 标准证书编号有效期至JJG（ 交通） 0292017附录 B检定证书内页格式检定证书第 2 页证书编号 ×  ×  ×  ×  ×  ×  -  ×  ×  ×  ×第 2 页 共 3 页7序号被检项目检定结果结论1外观2滞后3重复性4线性度5综合误差注：1    本报告检定结果仅对该计量器具有效；2    本证书未加盖“ × × × × × × ”无效；3    下次检定时请携带（出示）此证书。未经授权，不得部分复印本证书。JJG（ 交通） 0292017检定证书第 3 页证书编号 × × × × × × - × × × ×检  定  结  果以下空白第 3 页 共 3 页8检定机构授权说明检定环境条件及地点温度地点相对湿度%其他检定使用的计量（ 基） 标准装置名称测量范围不确定度 / 准确度等级 / 最大允许误差计量（ 基） 标准证书编号有效期至检定使用的标准器名称测量范围不确定度 / 准确度等级 / 最大允许误差计量（ 基） 标准证书编号有效期至JJG（ 交通） 0292017附录 C检定结果通知书内页格式检定结果通知书第 2 页证书编号 ×  ×  ×  ×  ×  ×  -  ×  ×  ×  ×第 2 页 共 3 页9序号被检项目检定结果结论1外观2滞后3重复性4线性度5综合误差注：1    本报告检定结果仅对该计量器具有效；2    本证书未加盖“ × × × × × × ”无效；3    下次检定时请携带（出示）此证书。未经授权，不得部分复印本证书。JJG（ 交通） 0292017检定结果通知书第 3 页证书编号 × × × × × × - × × × ×检  定  结  果附加说明说明检定结果不合格项以下空白第 3 页 共 3 页10