頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)規(guī)范

1頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀和分辨力為0.1mm、量程不大于200mm的數(shù)顯式頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀是一種測(cè)量巖層位移變化產(chǎn)生頂?shù)装逡平康挠?jì)量器具。按結(jié)構(gòu)型式分為指針式頂板動(dòng)態(tài)儀和數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀。指針式頂板動(dòng)態(tài)儀是通過(guò)齒條和齒輪傳動(dòng)將測(cè)桿的直線位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樈俏灰?，以表盤(pán)刻度指示測(cè)量值；數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀是通過(guò)位移傳感器和處理顯示部件，將測(cè)桿的直線位移轉(zhuǎn)化成數(shù)字顯示。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、24計(jì)量特性4.1測(cè)量力指針式頂板動(dòng)態(tài)儀：測(cè)量力一般在(3～100)N范圍內(nèi)。數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀：測(cè)量力一般在(10～250)N范圍內(nèi)。4.2示值變動(dòng)性頂板動(dòng)態(tài)儀示值變動(dòng)性允許限：0.2mm。4.3示值誤差范圍頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀回程誤差允許限：0.6mm。4.5漂移數(shù)顯頂板動(dòng)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(jì)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(duì)濕度：≤90%。校準(zhǔn)前，被校頂板動(dòng)態(tài)儀和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備平衡溫度時(shí)間不少于1h。5.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備見(jiàn)表2。允許使用滿(mǎn)足測(cè)量不確定度要求的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目1測(cè)量力2頂板動(dòng)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(mǎn)足要求的試驗(yàn)機(jī))3示值誤差范圍4回程誤差5漂移3校準(zhǔn)項(xiàng)目見(jiàn)表2。校準(zhǔn)前首先檢查外觀和各部分相互作用。確定沒(méi)有影響校準(zhǔn)結(jié)果因素后再進(jìn)行將頂板動(dòng)態(tài)儀支撐爪卸掉后裝夾在校準(zhǔn)裝置剛性?shī)A具上，裝夾時(shí)確保頂板動(dòng)態(tài)儀能夠上下自由滑動(dòng)，左右不能擺動(dòng)。將工作測(cè)力儀的壓力傳感器放置在頂板動(dòng)態(tài)儀的固定端下面，由于頂板動(dòng)態(tài)儀的自重對(duì)工作測(cè)力儀產(chǎn)生一定的壓力，此時(shí)工作測(cè)力儀需清零。啟動(dòng)頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置，使頂板動(dòng)態(tài)儀的測(cè)量頭移動(dòng)約1mm時(shí)，在工作測(cè)力儀上進(jìn)行讀數(shù)，該讀數(shù)值就定為頂板動(dòng)態(tài)儀起始位置的測(cè)量力。用同樣方法，頂板動(dòng)態(tài)儀測(cè)量桿移動(dòng)到測(cè)量范圍約中、末位置時(shí)，分別在工作測(cè)量?jī)x上進(jìn)行讀數(shù)，分別得到中、末位置頂板動(dòng)態(tài)儀的測(cè)量力。取始、中、末三位置所得到的測(cè)置圓工作臺(tái)面垂直接觸，利用頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置設(shè)定10mm的位移量，使頂板動(dòng)態(tài)儀測(cè)量桿壓縮10mm左右，并在頂板動(dòng)態(tài)儀上進(jìn)行讀數(shù)，再將頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置設(shè)定0mm的位移量，使頂板動(dòng)態(tài)儀恢復(fù)到起始位置。這樣重復(fù)測(cè)量5次，5次中最大讀裝置設(shè)定被測(cè)頂板動(dòng)態(tài)儀量程的一半以及比滿(mǎn)量程小10mm的位移量進(jìn)行測(cè)量，分別得到中、未位置的示值變動(dòng)性，取始、中、末三個(gè)位置的最大值為頂板動(dòng)態(tài)儀示值變后開(kāi)始測(cè)量；對(duì)于數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀，壓縮受校頂板動(dòng)態(tài)儀測(cè)桿0.5零后開(kāi)始測(cè)量。每隔10mm測(cè)量一點(diǎn)，并在頂板動(dòng)態(tài)儀上進(jìn)行讀數(shù)，直到工作行程終頂板動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x每一個(gè)受校點(diǎn)的示值誤差e由公式(1)計(jì)算：取各校準(zhǔn)點(diǎn)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(jì)算：4emax——校準(zhǔn)點(diǎn)正向行程中示值誤差的最大值，mmemin——校準(zhǔn)點(diǎn)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(cè)量完后，取各受校點(diǎn)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(dòng)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(dòng)態(tài)儀出具校準(zhǔn)證書(shū)。校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)容及內(nèi)頁(yè)格式見(jiàn)附錄C。8復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)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(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。5附錄A頂板動(dòng)態(tài)儀的示值誤差范圍校準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.1測(cè)量方法頂板動(dòng)態(tài)儀的示值誤差范圍是用頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置測(cè)量的。下面分別以分度值為0.04mm、量程為200mm的指針式頂板動(dòng)態(tài)儀和分辨力為0.1mm、量程為200mm的數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀為例，對(duì)頂板動(dòng)態(tài)儀示值誤差范圍校準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評(píng)定。A.2測(cè)量模型e=La-L,考慮到溫度影響，受校點(diǎn)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(dòng)態(tài)儀的示值，mm;L,——頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置的示值，mm;aa、a?——分別為頂板動(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置的線脹系數(shù)；△ta、△ts——分別為頂板動(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置偏離20℃時(shí)的數(shù)值。則公式(A.2)變?yōu)椋嚎紤]到測(cè)量力引起的變形對(duì)示值影響，公式(A.3)又變?yōu)?A.4):δs——測(cè)量力引起的變形對(duì)示值的影響。A.3不確定度來(lái)源和傳播公式A.3.1不確定度來(lái)源A.3.1.1示值變動(dòng)性以及估讀或分辨力u?頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置u?頂板動(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置線膨脹系數(shù)差u?頂板動(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置之間溫度差u?測(cè)量力引起變形對(duì)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(dú)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(píng)定A.4.1示值變動(dòng)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(dòng)性引入的不確定度u1.1根據(jù)本規(guī)范，頂板動(dòng)態(tài)儀示值變動(dòng)性允許限為0.20mm,則R=0.20mm;由于示值變動(dòng)性是5次重復(fù)測(cè)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(dòng)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(duì)于分度值為0.04mm的頂板動(dòng)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(duì)于分度值為0.04mm的頂板動(dòng)態(tài)儀由于估讀引入的不確定度分量很小，對(duì)于分辨力為0.1mm的頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀：數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀：u?=√ui.l2+u132=√0.0862+0.0292mm=0.090mmA.4.2頂板動(dòng)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(dòng)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(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)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(dòng)態(tài)儀和頂板動(dòng)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(cè)量力引起變形引入不確定度us經(jīng)計(jì)算，測(cè)量力引起變形引入的不確定us小于頂板動(dòng)態(tài)儀示值誤差范圍允許限的1/10,可以忽略不計(jì)。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(dòng)態(tài)儀和分辨力為0.1mm、量程為200mm的數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀的不確定度分別見(jiàn)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(dòng)態(tài)儀不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來(lái)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(dòng)態(tài)儀不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來(lái)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(jì)算指針式頂板動(dòng)態(tài)儀：ue=√0.0862+0.172mm=0.19數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀：u.=√0.0902+0.172mm=0.2A.7擴(kuò)展不確定度計(jì)算指針式頂板動(dòng)態(tài)儀：U=k×ue=2×0.19mm=0.388數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀：U=k×ue=2×0.20mm=0.40mm(k=2)頂板動(dòng)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(diǎn)正向行程中示值誤差的最大值，mm;emin——校準(zhǔn)點(diǎn)正向行程中示值誤差的最小值，mm。不確定度評(píng)定時(shí)，假設(shè)每一個(gè)受校點(diǎn)的不確定度相同，則頂板動(dòng)態(tài)儀示值誤差范圍的不確定度為每一個(gè)受校點(diǎn)不確定度的√2倍。頂板動(dòng)態(tài)儀示值誤差范圍擴(kuò)展不確定為指針式頂板動(dòng)態(tài)儀：數(shù)顯式頂板動(dòng)態(tài)儀：9附錄B頂板動(dòng)態(tài)儀校準(zhǔn)裝置B.1測(cè)量原理結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖B.1。B.3主要計(jì)量性能要求B.3.1最大測(cè)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(shū)內(nèi)容及內(nèi)頁(yè)格式C.1校準(zhǔn)證書(shū)至少包括以下信息：b)實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));d)證書(shū)或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)的標(biāo)識(shí)；e)客戶(hù)的名稱(chēng)和地址；f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；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(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)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(shí)，應(yīng)對(duì)抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明；i)對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技