路面材料強度試驗儀校準規(guī)范

JJF(鄂)**-****湖北省地方計量技術(shù)規(guī)范JJF（鄂）143－2024路面材料強度試驗儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforTestingApparatusofPavementMaterialStrength 2024-07-24發(fā)布2024-10-01實施湖北省市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(鄂)143－2024JJF(鄂)143－2024路面材料強度試驗儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于對路面材料（地基土、填筑土）進行物理性能試驗用的路面材料強度試驗儀（以下簡稱路強儀）的校準。2引用文件本規(guī)范引用以下文件：JJG34指示表（指針式、數(shù)顯式）JJG379大量程百分表JJG455—2000工作測力儀JJF1071—2010國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則JJF1305—2011線位移傳感器校準規(guī)范JT/T943—2014路面材料強度試驗儀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（包括所有的修改單）使用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1術(shù)語3.1.1路面材料強度試驗儀testingapparatusforpavementmaterialstrength在規(guī)定的模式和加載速率下，檢測路面材料的壓縮、彎曲、剪切等力學(xué)性能的試驗儀器。3.1.2加載速率loadingrate路強儀空載時工作臺的上升速率。3.2計量單位加載速率的單位為毫米每分鐘（mm/min），位移的單位為毫米（mm），力的單位為牛頓（N）或千牛頓(kN）。4概述路強儀廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、水利、建筑等行業(yè)，是一種多功能路基、路面材料試驗儀器，可利用多種附件來測定各種地基土、填筑土、路面材料試件的無側(cè)限抗壓強度、回彈模量、承載比（CBR），還可用于其它施加垂直載荷的試驗。路強儀的基本結(jié)構(gòu)包括加載裝置、測力裝置、位移測量裝置等部分。根據(jù)測力方式的不同，路強儀分為應(yīng)力環(huán)式和數(shù)顯式。典型路強儀的結(jié)構(gòu)示意簡圖見圖1和圖2。圖1應(yīng)力環(huán)式路強儀結(jié)構(gòu)示意簡圖圖2數(shù)顯式路強儀結(jié)構(gòu)示意簡圖路強儀的工作原理：將試樣、測力裝置、位移測量裝置按照試驗的要求安裝在路強儀上，電機或搖桿驅(qū)動工作臺按試驗要求的速率上升，試樣上升接觸測力裝置后，試樣開始受壓變形，測力裝置顯示試樣承受的力，位移測量裝置顯示試樣的變形，通過測量試樣受力和變形量得到材料的強度等力學(xué)性能指標。5計量特性5.1加載速率以電動機作為動力源加載時，加載速率一般能調(diào)節(jié)至1mm/min和50mm/min，且兩檔速率最大允許誤差為±10%。5.2測力裝置的回零誤差、示值誤差、重復(fù)性測力裝置為應(yīng)力環(huán)式(示值以長度單位表示)：回零誤差不大于±0.5%FS，重復(fù)性不大于1.0%。測力裝置為數(shù)顯式(示值以力值單位表示)：回零誤差不大于±0.5%FS，示值誤差不大于±1.0%，重復(fù)性不大于1.0%。5.3位移測量裝置的示值誤差、重復(fù)性5.3.1使用指示表測量位移應(yīng)符合JJG34《指示表（指針式、數(shù)顯式）》或JJG379《大量程百分表》計量特性要求。5.3.2使用位移傳感器測量位移示值誤差不大于±0.20%FS，重復(fù)性不大于0.08%FS。注：以上技術(shù)指標不適用于合格性判別,僅供參考。6校準條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：10℃~40℃。相對濕度：不大于85%RH。安裝基礎(chǔ)穩(wěn)固，周圍無振動，無腐蝕性介質(zhì)。6.2測量標準器及其它設(shè)備6.2.1標準測力儀：測量范圍不小于路強儀測力裝置的測量范圍，準確度等級不低于0.3級。6.2.2秒表：分辨力不低于0.01s。6.2.3高度卡尺：測量范圍為（0～300）mm，分度值不大于0.02mm。6.2.4量塊：測量范圍為（0～20）mm，準確度等級不低于5等或3級。6.2.5絕緣電阻測量儀：直流500V，準確度等級不低于10級。7校準項目和校準方法7.1校準項目校準項目包括加載速率，測力裝置的回零誤差、示值誤差、重復(fù)性，位移測量裝置的示值誤差、重復(fù)性。7.2校準前的準備7.2.1外觀和功能性檢查7.2.1.1路強儀應(yīng)有銘牌，銘牌上應(yīng)標明產(chǎn)品名稱、型號、規(guī)格、制造廠名、出廠編號。7.2.1.2機架應(yīng)有足夠的剛性和試驗空間，試驗時機架變形和空間應(yīng)不影響試驗結(jié)果。開關(guān)、按鈕應(yīng)操作靈活，上下承壓板應(yīng)具有足夠的剛度，承壓板的球面應(yīng)光滑靈活，在加載和卸除試驗力的過程中應(yīng)平穩(wěn)、無沖擊和振動現(xiàn)象。7.2.1.3路強儀應(yīng)配安全保護裝置。壓板升降達到其工作范圍的極限位置時，安全裝置應(yīng)立即動作，使其停止移動。對于數(shù)顯式路強儀，當試驗力超過各級量程最大試驗力的2%時，安全裝置應(yīng)立即動作，使其停止自動加載。7.2.1.4路強儀的電氣設(shè)備應(yīng)安全可靠，無漏電現(xiàn)象，其電源線和外殼間絕緣電阻應(yīng)不小于2MΩ。7.3校準方法7.3.1加載速率7.3.1.1先將升降工作臺置于最低位置，但不使下限位開關(guān)發(fā)生作用，確保壓板不受任何載荷。啟動路強儀，使升降工作臺上升離開最低位置后停頓，用高度卡尺測量此時升降工作臺的初始高度h1，帶球面承壓墊的工作臺應(yīng)取下承壓墊后在工作臺邊緣測量。7.3.1.2設(shè)定好升降工作臺的加載速率，繼續(xù)啟動路強儀工作臺上升，同時秒表開始計時，加載速率50mm/min時計時1min（加載速率1mm/min時計時5min），計時結(jié)束關(guān)停路強儀，讀取在與測量初始高度時相同的位置用高度卡尺測量此時升降工作臺的終了高度h2。加載速率按公式（1）計算：（1）式中： ——加載速率，mm/min；——升降工作臺終了高度，mm；——升降工作臺初始高度，mm；——升降工作臺上升時間，min。7.3.1.3上述每種速率重復(fù)測量三次，取其算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。7.3.2測力裝置的回零誤差、示值誤差、重復(fù)性7.3.2.1將標準測力儀置于壓板與測力裝置之間，包括標準測力儀在內(nèi)只允許用一個帶靈活球面的承壓墊。標準測力儀的安裝應(yīng)保證其受力軸線與路強儀施力軸線相重合，先進行三次測力儀上限預(yù)加載。7.3.2.2在路強儀測力裝置范圍內(nèi)，均勻選擇不少于5個校準點。將標準測力儀和路強儀測力裝置的示值調(diào)至零點（或作為零點的起始位置），讀取路強儀測力裝置的零點示值，以標準測力儀的顯示值為準，沿標準測力儀受力軸線逐點加載至各校準點，保持穩(wěn)定后讀取相應(yīng)進程示值。該校準過程重復(fù)進行三次，每次校準前均應(yīng)將示值調(diào)至零點（或作為零點的起始位置）。7.3.2.3第一次校準結(jié)束卸除標準力值后間隔30s,讀取路強儀測力裝置的零點示值。7.3.2.4測力裝置技術(shù)指標的計算公式：回零誤差、進程示值、示值誤差、重復(fù)性分別按公式（2）、公式（3）、公式（4）、公式（5）計算：（2）（3）（4）（5）式中：——路強儀測力裝置的回零誤差，%；——卸除試驗力后路強儀測力裝置的零點示值，mm（長度單位表示）或N（力值單位表示）；——路強儀測力裝置加力前的零點示值，mm（長度單位表示）或N（力值單位表示）；——路強儀測力裝置測量上限，mm或N；——在第i個校準點，標準測力儀示值，N；——在標準力作用下，路強儀測力裝置第i個校準點的進程示值，mm（長度單位表示）或N（力值單位表示）；——在標準力作用下，路強儀測力裝置第i校準點、第j次測量的進程示值，mm（長度單位表示）或N（力值單位表示）；——路強儀測力裝置第j次測量進程零負荷下的零點示值，mm（長度單位表示）或N（力值單位表示）；——路強儀測力裝置在第i個校準點的示值誤差，%；——路強儀測力裝置在第i個校準點的重復(fù)性,%；，——在第i個校準點，路強儀測力裝置3次進程示值的最大值和最小值，mm（長度單位表示）或N（力值單位表示）。7.3.3位移測量裝置（使用位移傳感器測量位移）的示值誤差、重復(fù)性7.3.3.1校準點的選擇，在測量范圍內(nèi)一般不少于5個點，各點均勻分布。7.3.3.2將位移傳感器安裝于專用支架上，保證其與支架底座平板的垂直。將量塊置于支架底座平板與位移傳感器之間，預(yù)壓位移傳感器至有效測量范圍下限后置零。按照選定的校準點逐點使用量塊進行測量，讀取位移傳感器相應(yīng)示值。該過程重復(fù)進行三次，每次測量前應(yīng)進行清零。7.3.3.3位移相對滿量程的示值誤差、重復(fù)性分別按公式（6）、公式（7）計算。（6）（7）式中：——在第i個校準點，位移傳感器的示值誤差，%FS；——在第i個校準點，位移傳感器3次示值的算術(shù)平均值,mm；——在第i個校準點，量塊的實際長度,mm；——位移傳感器滿量程,mm；——在第i個校準點，位移傳感器的重復(fù)性,%FS；，——在第i個校準點，位移傳感器3次進程示值的最大值和最小值,mm?！獦O差系數(shù),3次測量取值為1.69。8校準結(jié)果表達經(jīng)校準后的路強儀出具校準證書，校準結(jié)果應(yīng)在校準證書上反映。校準證書包括的信息應(yīng)符合JJF1071—2010中5.12條款要求。校準原始記錄格式參照附錄A，校準證書內(nèi)頁格式參照附錄B，路強儀測力裝置示值誤差的測量不確定度評定參照附錄C，路強儀位移測量裝置示值誤差的測量不確定度評定參照附錄D，路強儀加載速率的測量不確定度評定參照附錄E。9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)量等諸多因素所決定的，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。附錄A路面材料強度試驗儀校準原始記錄推薦格式委托單位記錄編號儀器名稱型號規(guī)格出廠編號制造廠校準依據(jù)校準地點溫度℃濕度%RH主要標準器具名稱型號規(guī)格出廠編號準確度等級或最大允許誤差或不確定度溯源證書編號有效期至1加載速率1.1加載速率50mm/min檔(升降工作臺上升時間為1min）校準項目123平均值擴展不確定度U(k=2)初始高度h1（mm）//終了高度h2（mm）時間（min）加載速率v(mm/min)1.2加載速率１mm/min檔(升降工作臺上升時間為5min）校準項目123平均值擴展不確定度U(k=2)初始高度h1（mm）//終了高度h2（mm）時間（min）加載速率v(mm/min)2測力裝置加力前的零點示值：；卸除試驗力后的零點示值：；回零誤差Zr（%FS）：標準力值（）路強儀測力裝置示值（）平均值（）示值誤差（%）重復(fù)性（%）擴展不確定度U(k=2)（%）1233位移測量裝置標準值（mm）位移傳感器示值（mm）平均值（mm）示值誤差（%FS）重復(fù)性（%FS）擴展不確定度U(k=2)（%FS）123校準員核驗員校準日期附錄B校準證書內(nèi)頁格式1加載速率設(shè)定值（mm/min）實測值（mm/min）擴展不確定度U(k=2)（mm/min）5012測力裝置回零誤差Zr（%FS）：標準力值（）測力裝置示值（）示值誤差（%）重復(fù)性（%）擴展不確定度U(k=2)（%）4位移測量裝置量塊標稱值（mm）位移測量裝置示值（mm)示值誤差（%FS）重復(fù)性（%FS）擴展不確定度U(k=2)（%FS）附錄C路強儀測力裝置示值誤差的測量不確定度評定示例C.1概述C.1.1測量標準標準測力儀，準確度等級：0.3級，測量范圍：（10～100）kN。C.1.2被測對象數(shù)顯式路強儀測力裝置，測量范圍：（0～100）kN。C.1.3測量方法將標準測力儀置于壓板與力傳感器之間，平穩(wěn)施加力值至標準測力儀20kN力值點，讀取路強儀力值示值，重復(fù)測量3次。C.2測量模型（A.1）式中：——在第i個校準點，標準測力儀示值，N；——在標準力作用下，路強儀測力裝置第i個校準點的進程示值，N；——路強儀測力裝置在第i個校準點的示值誤差，%。對測量模型輸出量的靈敏系數(shù)：（A.2）對測量模型輸出量的靈敏系數(shù)：（A.3）C.3不確定度來源標準測力儀示值誤差引入的不確定度分量；測量重復(fù)性引入的不確定度分量；被校儀器分辨力引入的不確定度分量；C.4標準不確定度的評定C.4.1已知標準測力儀準確度等級為0.3級，最大允許誤差為±0.3%，服從均勻分布，取包含因子k=,標準測力儀引入的標準不確定度為：靈敏系數(shù)：C.4.2測量重復(fù)性引入的不確定度分量，在校準點20kN處對力值進行3次測量，測量結(jié)果見表A.1。表A.1重復(fù)3次測量的結(jié)果測量次數(shù)i123測力裝置示值（kN）20.0620.0520.03采用極差法計算單次測量實驗標準偏差s：s=式中：R——極差；——極差系數(shù)。以三次測量的平均值作為測量結(jié)果，則重復(fù)性引入的標準不確定度為：靈敏系數(shù)：C.4.3被校儀器分辨力引入的不確定度分量，分辨力為0.01kN，服從均勻分布，取包含因子k=，被校儀器分辨力引入的標準不確定度為：=靈敏系數(shù)：C.4.4不確定度分量一覽表不確定度分量見表A.2表A.2不確定度分量一覽表不確定度分量靈敏系數(shù)（kN）-1標準不確定度分量值kN-0.050.0350.050.0100.050.0029C.5合成標準不確定度的計算重復(fù)性與分辨力引入的不確定度分量取較大值，各輸入量之間相互獨立，互不相關(guān)，因此： C.6擴展不確定度的確定取包含因子k=2，則在測量點20kN處,示值誤差的擴展不確定度為：其他校準點均按上述方法評定。

附錄D路強儀位移測量裝置示值誤差的測量不確定度評定示例D.1概述D.1.1測量標準量塊，規(guī)格：10mm,準確度等級：5等。D.1.2被測對象路強儀的位移測量裝置，測量范圍：（0～10）mm,分辨力：0.001mm。D.1.3測量方法將位移傳感器垂直安裝于專用支架上，將量塊置于支架底座平板與位移傳感器之間，預(yù)壓位移傳感器使位移測量裝置有顯示數(shù)據(jù)后清零。將10mm的5等量塊置于升降工作臺與位移傳感器之間，讀取位移傳感器示值。重復(fù)測量3遍，每組測量前應(yīng)進行清零。D.2測量模型（B.1）式中：——在第i個校準點，位移傳感器的示值誤差，%FS；——在第i個校準點，位移傳感器3次示值的算術(shù)平均值,mm；——在第i個校準點，量塊實際值,mm；——位移傳感器滿量程,mm；對測量模型輸出量的靈敏系數(shù)：（B.2）對測量模型輸出量的靈敏系數(shù)： （B.3）D.3不確定度來源a）量塊示值誤差引入的不確定度分量；b）位移測量裝置分辨力引入的不確定度分量；c）測量重復(fù)性引入的不確定度分量。D.4標準不確定度的評定D.4.1根據(jù)檢定證書，10mm的5等量塊擴展不確定度為0.6μm，置信概率p=0.99，包含因子k=2.7，量塊引入的標準不確定度為：=靈敏系數(shù)：D.4.2位移傳感器的分辨力為0.001mm，服從均勻分布，取包含因子k=,分辨力引入的標準不確定度為：=靈敏系數(shù)：D.4.3測量重復(fù)性引入的不確定度分量對校準點10mm進行3次測量，測量結(jié)果見表B.1。表B.1重復(fù)3次測量的結(jié)果第i次測量123實測值(mm)10.00310.00310.005采用極差法計算單次測量實驗標準偏差s：式中：R——極差；——極差系數(shù)。以三次測量的平均值作為測量結(jié)果，則重復(fù)性引入的標準不確定度為：靈敏系數(shù)：D.4.4不確定度分量一覽表不確定度分量見表B.2表B.2不確定度分量一覽表不確定度分量靈敏系數(shù)不確定度分量值-0.00010.220.00010.290.00010.68D.5合成標準不確定度的計算各輸入量之間相互獨立，互不相關(guān)，重復(fù)性與分辨力引入的不確定度取較大者，因此：D.6擴展不確定度的確定取包含因子k=2，則在測量點10mm處，擴展不確定度為2×0.0071%≈0.02%其他校準點均按上述方法評定。

附錄E路強儀加載速率的測量不確定度評定示例E.1概述E.1.1測量標準秒表：分辨力為0.01s。數(shù)顯高度卡尺：測量范圍為（0～300）mm，分辨力為0.01mm。E.1.2被測對象路面材料強度試驗儀。E.1.3測量方法先將升降工作臺置于最低位置，但不使下限位開關(guān)發(fā)生作用，啟動路強儀，升降工作臺上升的瞬間略作停頓，用高度尺測量此時升降工作臺的初始高度h1,并置零；選定路強儀的加載速率50mm/min，同時啟動路強儀和秒表，用秒表計時1min,計時結(jié)束時關(guān)停路強儀，用高度尺測出此時升降工作臺的終了高度值h2。計算兩個高度值之差，其數(shù)值與上升時間之比即為升降工作臺的實際加載速率。E.2測量模型（C.1）式中： ——加載速率，mm/min；——升降