頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)規(guī)范

1頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于分度值為0.04mm、量程不大于200mm的指針式頂板動態(tài)儀和分辨力為0.1mm、量程不大于200mm的數(shù)顯式頂板動態(tài)儀的校準(zhǔn)。2引用文件凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修訂單)適用于本規(guī)范。頂板動態(tài)儀是一種測量巖層位移變化產(chǎn)生頂?shù)装逡平康挠嬃科骶?。按結(jié)構(gòu)型式分為指針式頂板動態(tài)儀和數(shù)顯式頂板動態(tài)儀。指針式頂板動態(tài)儀是通過齒條和齒輪傳動將測桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樈俏灰?，以表盤刻度指示測量值；數(shù)顯式頂板動態(tài)儀是通過位移傳感器和處理顯示部件，將測桿的直線位移轉(zhuǎn)化成數(shù)字顯示。常見結(jié)構(gòu)見圖1、24計量特性4.1測量力指針式頂板動態(tài)儀：測量力一般在(3～100)N范圍內(nèi)。數(shù)顯式頂板動態(tài)儀：測量力一般在(10～250)N范圍內(nèi)。4.2示值變動性頂板動態(tài)儀示值變動性允許限：0.2mm。4.3示值誤差范圍頂板動態(tài)儀示值誤差的范圍允許限應(yīng)符合表1的規(guī)定。量程s示值誤差范圍允許限2344.4回程誤差頂板動態(tài)儀回程誤差允許限：0.6mm。4.5漂移數(shù)顯頂板動態(tài)儀的數(shù)字漂移在1h內(nèi)不大于其分辨力。注：校準(zhǔn)工作不判斷合格與否，上述計量特性要求僅供參考。5.1環(huán)境條件校準(zhǔn)室溫度：(20±10)℃。校準(zhǔn)室相對濕度：≤90%。校準(zhǔn)前，被校頂板動態(tài)儀和測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備平衡溫度時間不少于1h。5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備見表2。允許使用滿足測量不確定度要求的其他測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。序號校準(zhǔn)項目1測量力2頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置：示值誤差范圍允許限：0.2mm(10mm);0.6mm(200mm)回程誤差允許限：0.05mm(也可使用滿足要求的試驗機)3示值誤差范圍4回程誤差5漂移3校準(zhǔn)項目見表2。校準(zhǔn)前首先檢查外觀和各部分相互作用。確定沒有影響校準(zhǔn)結(jié)果因素后再進(jìn)行將頂板動態(tài)儀支撐爪卸掉后裝夾在校準(zhǔn)裝置剛性夾具上，裝夾時確保頂板動態(tài)儀能夠上下自由滑動，左右不能擺動。將工作測力儀的壓力傳感器放置在頂板動態(tài)儀的固定端下面，由于頂板動態(tài)儀的自重對工作測力儀產(chǎn)生一定的壓力，此時工作測力儀需清零。啟動頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置，使頂板動態(tài)儀的測量頭移動約1mm時，在工作測力儀上進(jìn)行讀數(shù)，該讀數(shù)值就定為頂板動態(tài)儀起始位置的測量力。用同樣方法，頂板動態(tài)儀測量桿移動到測量范圍約中、末位置時，分別在工作測量儀上進(jìn)行讀數(shù)，分別得到中、末位置頂板動態(tài)儀的測量力。取始、中、末三位置所得到的測置圓工作臺面垂直接觸，利用頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置設(shè)定10mm的位移量，使頂板動態(tài)儀測量桿壓縮10mm左右，并在頂板動態(tài)儀上進(jìn)行讀數(shù)，再將頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置設(shè)定0mm的位移量，使頂板動態(tài)儀恢復(fù)到起始位置。這樣重復(fù)測量5次，5次中最大讀裝置設(shè)定被測頂板動態(tài)儀量程的一半以及比滿量程小10mm的位移量進(jìn)行測量，分別得到中、未位置的示值變動性，取始、中、末三個位置的最大值為頂板動態(tài)儀示值變后開始測量；對于數(shù)顯式頂板動態(tài)儀，壓縮受校頂板動態(tài)儀測桿0.5零后開始測量。每隔10mm測量一點，并在頂板動態(tài)儀上進(jìn)行讀數(shù)，直到工作行程終頂板動態(tài)測量儀每一個受校點的示值誤差e由公式(1)計算：取各校準(zhǔn)點正向行程中示值誤差的最大值與示值誤差最小值之差為示值誤差范圍(△e),校準(zhǔn)結(jié)果△e由公式(2)計算：4emax——校準(zhǔn)點正向行程中示值誤差的最大值，mmemin——校準(zhǔn)點正向行程中示值誤差的最小值，mm。6.4回程誤差在示值誤差測量完后，取各受校點正、反行程誤差之差的最大值為回程誤差。6.5漂移目力觀察。將數(shù)顯式頂板動態(tài)儀的示值設(shè)定在量程內(nèi)任意數(shù)值上，觀察1h變校準(zhǔn)后的頂板動態(tài)儀出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式見附錄C。8復(fù)校時間間隔由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。5附錄A頂板動態(tài)儀的示值誤差范圍校準(zhǔn)不確定度評定A.1測量方法頂板動態(tài)儀的示值誤差范圍是用頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置測量的。下面分別以分度值為0.04mm、量程為200mm的指針式頂板動態(tài)儀和分辨力為0.1mm、量程為200mm的數(shù)顯式頂板動態(tài)儀為例，對頂板動態(tài)儀示值誤差范圍校準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評定。A.2測量模型e=La-L,考慮到溫度影響，受校點的示值誤差e由公式(A.1)變?yōu)椋篹=La-L,+La·aa·△ta-L,·as·△t?La——頂板動態(tài)儀的示值，mm;L,——頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置的示值，mm;aa、a?——分別為頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置的線脹系數(shù)；△ta、△ts——分別為頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置偏離20℃時的數(shù)值。則公式(A.2)變?yōu)椋嚎紤]到測量力引起的變形對示值影響，公式(A.3)又變?yōu)?A.4):δs——測量力引起的變形對示值的影響。A.3不確定度來源和傳播公式A.3.1不確定度來源A.3.1.1示值變動性以及估讀或分辨力u?頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置u?頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置線膨脹系數(shù)差u?頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置之間溫度差u?測量力引起變形對示值的影響usA.3.2傳播公式引起校準(zhǔn)結(jié)果不確定度的各分量彼此獨立，依據(jù)公式式中，靈敏系數(shù)c:6A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定A.4.1示值變動性以及估讀或分辨力引入不確定度分量u?A.4.1.1示值變動性引入的不確定度u1.1根據(jù)本規(guī)范，頂板動態(tài)儀示值變動性允許限為0.20mm,則R=0.20mm;由于示值變動性是5次重復(fù)測量中最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差，則極差系數(shù)C=2.33,示值變動性引入的不確定度分量u?.1為A.4.1.2估讀或分辨力引入的不確定度u?.2對于分度值為0.04mm的頂板動態(tài)儀，若估讀誤差為±0.01mm,按均勻分布，取k=√3,則估讀引入的不確定度分量u?.z為：經(jīng)分析對于分度值為0.04mm的頂板動態(tài)儀由于估讀引入的不確定度分量很小，對于分辨力為0.1mm的頂板動態(tài)儀，其區(qū)間半寬為0.05mm,按均勻分布，取k=√3,則分辨力引入的不確定度分量u??為：指針式頂板動態(tài)儀：數(shù)顯式頂板動態(tài)儀：u?=√ui.l2+u132=√0.0862+0.0292mm=0.090mmA.4.2頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置示值誤差范圍允許限為0.6mm,按均勻分布，取k=√3,則：A.4.3頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置線膨脹系數(shù)差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u?若δ。的界限為(±2×10-6)℃-1,按三角分布，取k=√6,則：經(jīng)分析頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置線膨脹系數(shù)差引入的不確定度分量很小，7A.4.4頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置溫度差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u兩者之間存在溫度差，以等概率落于區(qū)間±1℃內(nèi)任何處，其區(qū)間半寬為1℃,均c?=L×a=200mm×11.5×10-6℃-1=0.0023經(jīng)分析頂板動態(tài)儀和頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置溫度差引入的不確定度分量很小，可以忽A.4.5測量力引起變形引入不確定度us經(jīng)計算，測量力引起變形引入的不確定us小于頂板動態(tài)儀示值誤差范圍允許限的1/10,可以忽略不計。A.5不確定度一覽表分度值為0.04mm、量程為200mm的指針式頂板動態(tài)儀和分辨力為0.1mm、量程為200mm的數(shù)顯式頂板動態(tài)儀的不確定度分別見表A.1,A.2。表A.1分度值為0.04mm、量程為200mm的指針式頂板動態(tài)儀不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值u(x;)1u.=0.19mm表A.2分辨力為0.1mm、量程為200mm的數(shù)顯式頂板動態(tài)儀不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值u(x;)1分辨力1A.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算指針式頂板動態(tài)儀：ue=√0.0862+0.172mm=0.19數(shù)顯式頂板動態(tài)儀：u.=√0.0902+0.172mm=0.2A.7擴展不確定度計算指針式頂板動態(tài)儀：U=k×ue=2×0.19mm=0.388數(shù)顯式頂板動態(tài)儀：U=k×ue=2×0.20mm=0.40mm(k=2)頂板動態(tài)儀示值誤差范圍△e是正行程中示值誤差的最大值與最小值之差：△e=emax—eminemax——校準(zhǔn)點正向行程中示值誤差的最大值，mm;emin——校準(zhǔn)點正向行程中示值誤差的最小值，mm。不確定度評定時，假設(shè)每一個受校點的不確定度相同，則頂板動態(tài)儀示值誤差范圍的不確定度為每一個受校點不確定度的√2倍。頂板動態(tài)儀示值誤差范圍擴展不確定為指針式頂板動態(tài)儀：數(shù)顯式頂板動態(tài)儀：9附錄B頂板動態(tài)儀校準(zhǔn)裝置B.1測量原理結(jié)構(gòu)示意見圖B.1。B.3主要計量性能要求B.3.1最大測量力：750N;B.3.2示值誤差范圍允許限：0.2mm(10mm);0.6mm(200mm)B.3.3回程誤差允許限：0.05mm。校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁格式C.1校準(zhǔn)證書至少包括以下信息：b)實驗室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(如果不在實驗室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));d)證書或報告的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁的標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接受h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對抽樣程序進(jìn)行說明；i)對校準(zhǔn)所依據(jù)的技