GB T 3410.1-2008 大坝监测仪器 测缝计 第1部分：差动电阻式测缝计.pdf

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1、ICS 07.060 P 10 道B和国国家标准11: ./、中华人民GB/T 3410. 1-2008 代替GB/T3410-1994 大坝监测仪器测缝计第1部分:差动电阻式测缝计Instrument for dam monitoring-Joint meter一Part 1 : Unbonded elastic wire resistance joint meter 2008-02-15发布2008-05-01实施fJ飞寸叭j中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 3410.1-2008 目次前言.皿1 范围-2 规范性引用文件.3 术语、定义、符号和单

2、位4 产品结构、主要参数.2 5 技术要求.3 6 试验方法.4 7 检验规则.7 8 标志和使用说明书.7 9 包装、运输、贮存.8 附录A(规范性附录)差动电阻式测缝计测量温度的参数.10 A.1 差动电阻式测缝计(以下简称传感器电阻值与温度之间的校准曲线.10 A.2 校准曲线的拟合折线.10 A.3 差动电阻式测缝计的温度计算I G/T 3410. 1-2008 前言GB/T 3410(大坝监测仪器测缝计分为五个部分z一一第1部分z差动电阻式扭g缝计;一一第2部分z振弦式沮缝计;一一第3部分z电容式测缝计z一一第4部分z电位器式测缝计F一一第5部分z差动变压器式测缝计。本部分为GB/T

3、3410的第1部分，是对GB/T3410一1994(差动电阻式测缝计的修订。与GB/T 3410-1994相比主要变化如下:一一增加了前言、术语、定义、符号和单位，可靠性要求等的相关内容;一一修订了适用范围;-一修订了绝缘电阻、稳定性要求、耐运输颠振性能等内容;一-在主要参数中，增补了新的规格尺寸及测量范围;一一删除了GB/T3410-1994中的纵向刚度K、抗剪切能力、变形过范围限;一一在试验方法中，修改了参比试验条件、正常试验大气条件等环境试验条件限定内容;二一对检验规则中，出厂检验和型式检验规定的有关合格性判定内容进行了调整;一一修改并补充了标志、使用说明书、包装飞运输及贮存等相关内容。

4、本部分与GB/T15406(岩土工程仪器基本参数及通用技术条件等标准在技术内容上相互协调一致。本部分中的附录A为规范性附录。本部分由中华人民共和国水利部提出。本部分由中华人民共和国水利部归口。本部分主要起草单位:水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、国家电力公司南京电力自动化设备总厂、国网南京自动化研究院、水利部南京水利水文自动化研究所。本部分参加起草单位:全国工业产品生产许可证办公室水文仪器及岩土工程仪器审查部。本部分主要起草人z张德康、林薇、章一新、卢有清、石明华。本部分参加起草人z陆旭。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:一一一GB3410-1982 ,GB/T 3410-

5、1994. E GB/T 3410. 1-2008 大坝监测仪器测缝计第1部分:差动电阻式测缝计1 范围GB/T 3410的本部分规定了差动电阻式测缝计的产品结构、规格及主要参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志和使用说明书，以及包装、运输、贮存等。本部分适用于埋设在各种岩土工程中监测结构物位移或伸缩缝开合度(变形的差动电阻式测缝计。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T3410的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文

6、件，其最新版本适用于本部分。GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 5080.7 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案GB/T 6388 运输包装收发货标志GB 9969. 1 工业产品使用说明书总则GB/T 15406 岩土工程仪器基本参数及通用技术条件GB/T 15464 仪器仪表包装通用技术条件GB/T 50279 岩土工程基本术语标准3 术语、定义、符号和单位3. 1 3.2 3.3 3.4 GB/T 50279确立的以及下列术语、定义、符号和单位适用于GB/T3410的本部分。测缝计joint meter 能够长期测量结构物位移或伸缩缝的开合度(变

7、形)的传感器。差动电阻式测缝计unbonded elastic wire resistance type joint meter 以一对差动变化的金属丝作为敏感元件测量变形的测缝计。电阻比(Z)resistance ratio 敏感元件中两个差动变化的金属丝电阻值乱和凡之比。z=是自由状态电阻比(Zo)free state resistance ratio 差动电阻式测缝计在与电阻比变化量相对应的输入量为零时的电阻比测值。1 GB/T 3410.1-2008 3.5 ot电阻值(Ro)ot r四istancevalue 差动电阻式测缝计在OC时的实测电阻值。3.6 ot计算电阻值(R)ot c

8、alculated resistance value 对差动电阻式测缝计OC以上部分的电阻值与温度之间的校准曲线，用独立线性度方法拟合的直线在电阻值轴上的截距表示，单位为欧姆(0)。3. 7 ot以上的温度常鼓(K)temperature constant above ot 对差动电阻式测缝计OC以上部分的电阻与温度之间的校准曲线，用独立线性度方法拟合的直线的斜率表示，单位为摄氏度每欧姆(C/O)。3.8 ot以下的温度常数(K勺temperature constant under ot 用于计算差动电阻式测缝计OC以下温度用的温度常数，单位为摄氏度每欧姆(C/O)。3.9 最小读数(/)mi

9、nimum reading 差动电阻式测缝计在全量程内相应于输出电阻比变化0.01%时的被测量的值。4 产晶结构、主要参数4. 1 结构测缝计由带波纹管的变形敏感元件、密封亮体和引出电缆三个主要部分组成(见图1)。1一一变形敏感元件52一一密封壳体z3一一引出电缆。L 2 图1差动电阻式测缝计结构示意图4.2 电路简固测缝计电路简图如图2所示。RI 元件2RI一-与测缝计变形同向的钢丝电阻，单位为欧姆(0);R2-一与测缝计变形反向的钢丝电阻，单位为欧姆(0);rl、，r3一一引出电缆芯线电阻，单位为欧姆(0)。R2 固2差动电阻式测缝计电路简固2 3 r3 GB/T 3410. 1-2008

10、 4.3 主要参鼓测缝计的规格及其主要参数应符合表1的规定。表1主要参数长度L!mm260 尺寸参数端部直径D!mm37、40拉伸(+)5 12 25 40 测量范围压缩(一1 1 。性能参数最小读数j!(mm!O.Ol%)O. 012 0.022 0.05 0.08 。时自由状态电阻比Zo0.900 0-1. 100 0 温度测量范围/C一25-605 技术要求5. 1 工作环境条件测缝计应能在以下气候环境中正常工作za) 温度:一25C60C; b) 大气压力:86kPa106 kPa; c) 在规定的水压力下。5.2 外观要求测缝计的外观应符合下列要求:a) 仪器密封亮体不应有锈斑、明显

11、划痕及凹陷损伤;b) 仪器两端部表面应光洁，引出电缆橡胶套应元损伤zc) 各类标志、标识应齐全，清晰无误。5.3 变形性能5.3.1 最小读数f最小读数应符合表1中的规定。5. 3.2 0C时自由状态电阻比Zo测缝计在OC时自由状态电阻比Z。应在O.900 O 1. 100 0范围内。5.3.3 端基线性度误差a测缝计的端基线性度误差a应不超过满量程的土2%。5.3.4 滞后a测缝计的滞后aF应不超过满量程的1.0%。5.3.5 不重复度a测缝计的不重复度a应不超过满量程的1.0%。5.4 温度测量误差测缝计的测量温度误差应不超过土0.5C。5.5 绝缘性能在下列条件下测缝计的绝缘电阻均应大于

12、50MO: a) 在温度为OC冰水中;b) 在温度为60C水中;c) 在0.5MPa或规定的压力水中。5.6 温度过范围限测缝计应具有承受-30C及70C的温度过范围限能力。当环境温度自然恢复至常温后，其性能仍GB/T 3410.1-2008 应满足5.3、5.4、5.5的要求。5. 7 稳定性要求5.7. 1 高温稳定性测缝计在经受环境温度为60C历时48h的高温试验后，其性能应满足如下要求zu 实测的O.C电阻值变化量不应超过士0.1.0;b) 最小读数f值的相对变化量不应超过士2%;。在0.5MPa或规定的压力水中绝缘电阻应符合5.5的规定。5.7.2 长期稳定性在正常试验大气条件下，测

13、缝计在经受拉伸至测量范围上限值恒定8h，再压缩至测量范围下限值恒定8h的7次反复循环试验后，其性能应满足如下要求:a) 实测的O.C电阻值变化量不应超过士0.1.0;b) 最小读数f值相对变化量不应超过:f:2%;c) 在0.5MPa或规定的压力水中绝缘电阻仍应符合5.5的规定。5.8 机械环撞适应性在包装状态下，测缝计应能承受运输、装卸、搬运过程中可能出现的振动、跌落等意外情况，其各项性能及功能应正常。经机械环境适应性试验后，其性能仍应满足如下要求:a) 实测的OC电阻值变化量不应超过土0.1.0;b) 最小读数f值相对变化量不应超过士2%;c) 在0.5MPa或规定的压力水中绝缘电阻仍应符

14、合5.5的规定。5.9 可靠性要求测缝计的可靠性要求用平均寿命(MTTF)来描述，其MTTF值应不小于40000 ho 6 试验方法6. 1 试验设备主要试验设备如下zu 测缝计校准仪;b) 高低温湿热试验箱5c) 0级百分表zd) 二等标准水银温度计Fe) 差阻式读数仪Ef) 恒温水浴zg) 冰点试验槽ph) 压力容器、压力表及加压设备;i) 绝缘电阻测试仪或100V 欧表Fj) 振动试验台;k) 跌落试验台;1) 冲击试验台;m) 碰撞试验台。6.2 试验条件6.2. 1 参比测试条件4 测缝计的参比性能试验应在以下大气条件下进行za) 温度:18C22C; b) 相对湿度:60%-75%

15、; 。大气压力:86kPa-106 kPa。6.2.2 正常试验大气条件正常试验的大气条件如下za) 温度:15.C-35.C(在每项试验期间，允许的温度变化每小时不大于1.C); M 相对湿度z不大于85%;c) 大气压力:86kPa-106 kPa。6.3 试验要求除条文中另有规定外，测缝计进行试验时应满足下列条件:a) 测缝计应在正常试验大气条件下预先置放24h以上;GB/T 3410. 1-2008 b) 测缝计安装在校准仪上之后的电阻比与安装之前的自由状态电阻比之间，相差不应超过士20XO.01%; c) 校准点通常应包括基点和满量程点，并均匀取布6-11点;校准循环不少于3次。6.

16、4 试验方法6.4.1 工作环境条件必要时，在5.1规定环境下，测缝计的气候环境适应性按GB/T15406相关条款进行试验，结果应工作正常，表面元锈蚀、剥落等。6.4.2 外观用卡尺检验标距，其他用目测检查。结果应符合5.2的要求。6.4.3 变形性能6.4.3.1 端基线性度误差a先将测缝计压至下限值，测量其电阻比Zo之后，逐渐拉伸测缝计(上行)，每到一测试点测读一个电阻比，全量程共测得n个电阻比。然后，反向(下行)重复上述过程，同样测得n个电阻比，共完成三次循环。分别计算上行及下行各测试点电阻比测值的平均值(Zu)i;及(Zd)i。而后，按下式计算各点总平均值E式中zZu)i + (Zd)

17、 (ZJt=2a (Z.)i-上、下行第i测试点电阻比测值的总平均值;(Zu)i-一上行第i测试点电阻比测值的平均值;(Zd)i一一下行第i测试点电阻比测值的平均值。各测试点的理论值Z，由下式确定:式中zi一一测试点序数(i=O，l，的;6.ZX i (Z)i =一一: + (Z.)o n-l 6.Z-测量范围上限值及下限值各自的三次电阻比测值的平均值之差。各测试点电阻比测值的偏差q由下式确定zi = (Z.)i一(Z)i偏差值乱中最大者令为6.1，则测缝计的端基线性度误差由下式确定。a=金X1测缝计的端基线性度误差应符合5.3.3的要求。5 GB/T 3410. 1一20086.4.3.2

18、滞后a滞后可结合6.4.3.1(端基线性度误差a)同时进行。计算出端基线性度误差检验时的每一次循环中各测试点上行及下行两个电阻比测值之间的差值，其中最大差值令为岛，则滞后a由下式确定。a=全bX 100% .Z 测缝计的滞后误差应符合5.3.4的要求。6.4.3.3 不重复度aw不重复度可结合6.4.3.1(端基线性度误差a)同时进行。计算出端基线性度误差检验时的三次循环中各测试点上行及下行各自的三个电阻比测值之间的最大差值;令最大差值为乌，则不重复度a，由下式确定。r=垄叫测缝计的不重复度应符合5.3.5的要求。6.4.3.4 最小读数f最小读数f值由下式确定，结果应符合5.3.1的要求。f

19、-AL 一-.Z 式中:t:，L-相应于全量程的变形量，单位为毫米(mm)。测缝计的最小读数应符合表l的要求。6.4.4 温度测量误差测缝计在一25C、OC、30C、60C4个温度点附近的任一测试点的实际温度与通过实测电阻比和电阻值所计算的温度(测量温度的参数见附录A)之间的最大差值应符合5.4的要求。6. 4. 5 0C时自由状态电阻比Zo在温度测量误差检验时，实测的测缝计OC时自由状态电阻比Zo应符合5.3.2的要求。6.4.6 绝缘性能测缝计在5.5规定的各项试验条件下，分别进行历时0.5h的试验(试验时引出电缆端部应防止进水)，然后用绝缘电阻测试仪或100V兆欧表测量引线与密封壳体之间

20、的绝缘电阻，结果应符合5.5的要求。6.4.7 温度过范围限将测缝计先后置于一30C及70C两种环境温度下，各恒温6h，当环境温度自然恢复至常温后，检测其性能应符合5.6的要求。6.4.8 稳定性6.4.8.1 高温稳定性将测缝计置于高低温湿热箱内，逐渐升温至60C，恒温48h后随箱恢复至常温，其性能应符合5.7.1的要求。6.4.8.2 长期稳定性将测缝计安装在校准仪上，在正常试验大气条件下拉伸至测量范围上限值后恒定8h，再压缩至测量范围下限值后恒定8h，如此循环7个周期。试验后，其性能应符合5.7.2的要求。6.4.9 机械环境适应性6.4.9. 1 振动在运输包装状态下，设置振动系统的扫

21、频振动频率为10Hz-150 Hz-10 Hz，扫频速度为1个倍6 G/T 3410.1-2008 频程/min，加速度为2g，对测缝计每单轴进行循环3个周期振动试验。试验后测试其性能，应能符合5.8的要求。6.4.9.2 自由跌落(选做在运输包装状态下，设置自由跌落机的跌落高度为300mm，将扭缝计自由跌落在平滑、坚硬的混凝土面或钢质面上，共进行三次跌落试验。试验后测试其性能，应能符合5.8的要求。6.4.10 可靠性可靠性试验参照GB/T5080.7规定执行。7 检验规则7. 1 出厂检验7. 1. 1 测缝计应逐台进行出厂检验。7. 1. 2 出厂检验由制造厂的质量检验部门按本部分6.4

22、.2、6.4.3、6.4.5、6.4.6的规定分别进行检验，检验结果应完整保存、备查。7.1.3 每台测缝计检验合格后，应有合格证方能出厂。7.2 型式检验7.2. 1 型式检验条件测缝计有下列情况之一时，应进行型式检验za) 新产品提交技术(定型鉴定或产品科技成果(项目)鉴定前;b) 新产品试生产或老产品转厂生产后;c) 产品结构、材料、工艺有重大改变，可能影响产品性能时;d) 正常生产时，定期或积累一定产量后;的产品长期停产(3年以上)后，需要恢复生产时;f) 出厂检验结果与上一次型式检验有较大差异时zg) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时zU 根据合同规定双方有约定时。7.2.2

23、型式检验内容型式检验由制造厂质量检验部门按6.4规定的全部试验项目(可靠性试验除外)进行全性能检验。可靠性试验为非型式检验项目，可通过专项试验进行，也可以在运行或鉴定移交时进行统计。7.2.3 抽样规则型式检验的样品应从经出厂检验中随机抽样，产品抽样不少于3台。若样品总数不足3台，则应全部检验。7.2.4 判定规则在型式检验中有2台或2台以上不合格时，则判该批产品型式检验不合格。有一台不合格时，则应加倍抽样进行不合格项目复检，其后仍有不合格时，则判该批产品型式检验不合格。若全部检验合格，则除去第一批抽样不合格的产品，该批产品应判为合格。7.2.5 易损件更换经过型式检验的仪器，需要更换易损件，

24、在更换后应再经出厂检验合格后方能出厂。8 标志和使用说明书8. 1 标志8. 1. 1 产品标志测缝计产品标志的内容有za) 产品型号和名称s7 GB/T 3410. 1-2008 b) 制造单位和商标;c) 制造日期及编(批号:d) 其他。8. 1.2 包装标志8. 1. 2. 1 外包装测缝计外包装标志的内容有za) 产品型号、名称及数量zb) 箱体尺寸:长宽高，mm或cm;c) 净重及毛重:kg; d) 装箱日期;e) 到站(港)及收货单位;f) 发站(港)及发货单位;g) 国家工业产品生产许可证标志及编号。8. 1. 2. 2 肉包装测缝计内包装标志的内容有za) 产品型号及名称;b)

25、 制造单位或商标;c) 其他。8. 1. 3 图示标志包装储运图示标志应按GB/T191和GB/T6388的有关规定正确选用。8. 1. 4 国家工业产品生产许可证标识对于获得国家生产许可证的差动电阻式测缝计，其产品随机文件及包装箱上应明确标注产品生产许可证编号。8. 1. 5 文字标识产品标志中所使用的各种文字、符号、计量单位等，均应符合有关标准的规定。8.2 使用说明书测缝计使用说明书的内容按GB9969.1的规定。9 包装、运输、贮存9. 1 包装9. 1. 1 要求测缝计的包装应符合下列要求:a) 包装箱应牢固可靠，美观和经济的要求，应做到结构合理、紧凑、防护可靠，在正常储运、装卸条件

26、下，应保证设备不致因包装不善而引起产品损坏、结构松动、散失和降低准确度等;b) 包装箱应有措施保证产品在运输或携带使用途中不发生窜动、碰撞、摩擦;c) 包装箱防震、防潮、防尘等防护措施，应符合GB/T15464的有关规定。9. 1. 2 随机文件产品随机文件应装入专用包装袋中，并放置在产品包装箱内。产品随机文件应齐全，应有如下内容:a) 装箱清单:b) 产品出厂合格证;c) 产品使用说明书;d) 产品检验卡片，卡上应填有如下数据z8 1) 产品型号、规格、出厂编号及制造日期;2) 测量范围上限值、下限值及其相应的电阻比值23) 最小读数f;的安装埋设电阻比Z;5) 温度测量范围;的OC时实测电

27、阻值凡，OC时计算电阻值屈;7) OC以上的温度常数K，OC以下的温度常数K飞的绝缘电阻。9.2 运输包装好的测缝计应能适应各种运输方式。9.3 贮存测缝计应能适应下列贮存要求za) 温度:一30C-70C;b) 相对湿度:不大于85%;c) 测缝计应不受日光直接照射，附近不应有酸性、碱性及其他腐蚀性物质;d) 在存放半年内，测缝计不应出现锈蚀、长霉或其他妨碍功能的现象。GB/T 3410.1-2008 9 GB/T 3410. 1-2008 附录A(规范性附录差动电阻式测缝计测量温度的参数A.1 差动电阻式测缝计(以下简称传感器)电阻值与温度之间的校准曲线当传感器的电阻不变时，传感器的电阻值

28、与温度之间的校准曲线在其温度测量范围内用下式的二次方程拟合时，可以得到小于O.l.C的一致性误差。Rt = Ro C1 +t+卢t2) 式中:Rt -传感器在t.C时的电阻值，单位为欧姆(0); Ro-传感器在O.C时的实测电阻值，单位为欧姆(0); 一-一次项电阻温度系数，单位为每摄氏度CC-1); t一一被测温度，单位为摄氏度CC);卢一-二次项电阻温度系数，单位为每摄氏度二次方CC-勺。同一种规格的传感器，一次及二次项的电阻温度系数和卢值取决于所用钢丝及传感器内部引线材料的性质，同一批材料做成的同一种规格的传感器具有相同的系数和卢值。A.2 校准曲线的拟合折结?L- R , (0) q

29、R, =Ro (1 +at+t2) 节叫。民e: 牛。句。何(节叩-H)。但Tz 。tCC) T, 固A.1二次的拟合曲线在使用上很不方便，而采用直线拟合在整个温度测量范围内误差太大。因此，根据温度测量精度的要求，并考虑到应用上的方便，对差动电阻式测缝计系列产品的电阻温度校准曲线的拟合作如下规定za) 在零上温度测量范围内，以独立线性度方法作拟合直线，如图A.l中直线q，其方程式为:10 GB/T 3410. 1-2008 R，=叶-: T +Ro(+ fI) 式中zT j -温度测量范围的上限值，单位为摄氏度CC);卜一被测温度，应OC。这样，在零上温度范围内，最大误差出现在0、号及Tj三处

30、，误差的绝对值均为Ro杠。b) 从等精度的原则出发，将温度量程下限值卫处的实测电阻值RT2分别加上及减去民杠。，得到m及n两点(见图A.D。于是，射线pm及n所界限的锐角范围内的任一条射线，例如图A.1中pr，在整个零下温度测量范围内与校准曲线之间在同一温度下的电阻差值均不大于RofT 00射线pm的方程式为z(_ ._( 一卢TnR, = Ro 11 - -:-T 1 + Ro 1+T+一一Itl 8 J l 4T2 J 式中zT2-一温度测量范围的下限值(负值)，单位为摄氏度CC);t-一被测温度，tOC。射线pn的方程式为:R，=叫-f叶Ro叫川射线pm的斜率K阳与零上拟合直线的斜率K间

31、之比为:/K问=(训+21仙同样可得射线pn的斜率K阳与零上拟合直线的斜率K问之比为z/K问=(+fT2)/(十fTj)式中zT2=一25C;T j =60C; 和卢值根据不同材料获得。A.3 差动电阻式测缝计的温度计算根据A.2的原则。本部分规定差动电阻式测缝计的温度测量参数及测量温度的计算式如下za) 传感器的温度测量参数z1) OC时计算电阻值R由下式决定:R=叫一俨l2) OC以上的温度常数K由下式决定zK= 1 Ro(a+ Tj ) 3) OC以下的温度常数K由下式决定:K = (Kpq/K归-Kpq/K归)K11 GB/T 3410. 1-2008 12 b) 传感器测量温度的计算

32、公式z。当温度t注OC时z2) 当温度tOC时zt = K(Rt -R) t = K(Rt -R) CON-.OFZH阁。华人民共和国家标准大坝监测仪器测缝计第1部分z差动电阻式测缝计GB/T 3410. 1 2008 国中 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1.25 字数25千字2008年4月第一次印刷开本880X12301/16 2008年4月第一版导定价18.元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 1-31052 GB/T 3410.1