JJG 930-1998 基桩动态测量仪检定规程.pdf

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1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 930-1998 基桩动态测量仪Pile Dynamic Measuring Instrument 1998一05-14发布1998一10-01实施国家质量技术监督局发布JJG 930-1998 基桩动态测量仪检定规程Verification Regulation of Pile ?JJG930-1998; Dynamic Measuring Instrument 本检定规程经国家质量技术监督局于1998年05月14日批准，并自1998年10月01日起施行。归口单位:全国振动冲击计量技术委员会起草单位:湖北省计量科学研究所中国计量科学研究院本规

2、程技术条文由起草单位负责解释本规程主要起草人:于明徐殷参加起草人:刘群张浩杨燕军冯晓华JJG 930-1998 (湖北省计量科学研究所)(中国计量科学研究院)(国家地震局地球物理勘探中心)(湖南省计量科学研究所)(武汉岩海工程技术开发公司)(湖北省计量科学研究所)JJG 930- 1998 目录概述(1 ) 一技术要求(1 ) 一检定条件(2 ) 四检定方法(2 ) 五检定结果处理和检定周期(12)附录1检定项目的选择(13)附录2检定证书(背面)格式(14)JJG 930-1998 基桩动态测量仪检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的基桩动态测量仪的检定。一概述基桩动态测量仪(以下简称

3、动测仪)主要应用于桩基工程中基础桩的性能检测。动测仪是由传感器、适配器、信号采集器和显示控制器等几部分组成。测量的物理量主要有:加速度、速度、动态力、动应变等。视物理量的不同，可组成不同的测量系统。二技术要求1 动测仪检定的基本要求1. 1 应具备有动测仪配套后的主要技术资料(包括软件版本号)，并提供系统主要技术性能指标和动测仪连接方法、基本使用方法说明。1.2 动测仪应根据所测物理量和现场工作情况配套齐全(包括测量电缆)，进行系统检定。具有多通道的动测仪，应根据实际使用状况检定。1.3 动测仪各项功能工作正常。2 外观2.1 动测仪应标有名称、型号、编号、制造广名及出厂日期。2.2 传感器的

4、安装面应光滑平整，安装螺孔与螺栓应完好无损。2.3 测量电缆和接头应保持完好和清洁，避免被油和泥土污染。3 动测仪工作状况3.1 动测仪的工作程序应可靠，不应有死机、漏采等现象。3.2 动测仪的面板上应有接地端口，测量电路应接地良好。3.3 显示器应图像清晰，显示稳定。4 技术指标4.1 动测仪的系统参考灵敏度按照4个基本物理量(加速度、速度、动态力、动应变)组成的测量系统，在各自参考频率点，其扩展不确定度(走=3)分别为:加速度3% 速度5% 动态力10% 动应变10% (动应变传感器是指工具式应变传感器)4. 2 动测仪的频率响应特性l JJG 930- 1998 在频率为(10- 2 0

5、00 ) Hz范围内，给出动测仪的系统灵敏度较参考点变化:;10 %的频率范围。4.3 动测仪的幅值非线性度:;10% 4 . 4 动测仪的时间示值误差:;1 % 动测仪的时间分辨力:;0.01ms 4.5 动测仪的频率示值误差:;1 % 动测仪的频率分辨力:;0.01Hz 4.6 动测仪的动态范围注50dB 4 . 7 动测仪的系统噪声电压:;2m V 4 , 8 动测仪的增益误差:;1 dB 4.9 两个或两个以上通道的动测仪通道一致性相位一致性:t3。幅值一致性:;3% 4 . 10 动测仪的通道间窜扰:;1 % 4.11 动测仪的时域、频域幅值误差:;2% 4 . 12 动测仪的微、积

6、分幅值误差:;5% 4.13 动测仪的采样长度二三1024点5 环境条件5 . 1 室温:(20土5)C 相对湿度80%Rh 三检定条件5.2 周围无强电磁场干扰;无腐蚀性气、液体;无振动、冲击源。6 检定用仪器设备根据检定方法的不同和幅值大小的不同，检定用仪器设备分为两大部分。6 . 1 振动法检定见表1(适用于小幅值参数检定)6.2 冲击法检定见表2(大幅值参数检定)四检定方法7 按照本规程第2，3条的要求进行动测仪的外观和工作状况检查。8 传感器的安装各种类型(加速度、速度、动态力、动应变)传感器都应刚性地安装于标准振动台或冲击台的中心，尽可能地与标准传感器背靠背地安装。9 测试电缆的连

7、接检定时传感器与仪器的连接电缆应为实际使用的电缆，并接到实际使用时的仪器通道上。传感器端的电缆线应固定稳妥，以免产生不必要的干扰。2 JJG 930-1998 10 动测仪的系统参考灵敏度检定表1检定用设备检定装置序号检定项目不确定度名称技术要求(k = 3 ) f:(15X 103)Hz d : (2 x 10 7 2 . 25 x 10 2) m 标准加速V : (5 x 10 - 4 4 x 10 1 )m/s 度计传感a : (4 x 10 - 3 -_ 2 X 102) m /s2 器套组，: 0.5% l% 轧:0.5% - 1% 动测仪的系统参考灵敏度3a: 0.5% l% f:

8、 ( 10 2 x 103 ) Hz d:(2XlO-71X10寸)mV : (5 x 10 - 4 1 x 10 - 1 )m/s 1.加速度系统参考灵敏度: (4 x 10 - 3 - 2 x 102) m/s2 标准振动台3d: 1.5% - 3% 8v: 1.5% - 3% 2% 1 2.速度系统参考灵敏度8a: 1.5% - 3% TR: 3% 10% Y: 3% - 5% 3.动态力系统参考灵敏度交流电压表分辨力:1V，误差O.2%频率计分辨力:0.001 Hz 误差运0.05%4.动应变系统参考灵敏度信号频率范围:5 Hz- 20 kHz 发生器失真度:0.2%最高采样频率:10

9、0 kHz 动态信号频率精度:l% 分析仪幅值精度:1%动应变检(l60 1 500) Hz 定装置5% 3 JJG 930-1998 表1(续)检定用设备检定装置序号检定项目不确定度名称技术要求(k = 3) f: (1 - 5 x 103 ) Hz d : (2 x 10 - 7 - 2 . 25 x 10 - 2 ) m 标准加速v:(5XI0 4 _ 4 x 10 - 1 ) m/s 度计传感a: (4 x 10 - 3 - 2 X 102 )m/s2 2 动测仪的频率响应特性器套组d: 0.5% - 1 % v: 0 . 5% - 1% a: 0 .5% - 1% 3 动测仪的幅值非

10、线性度I : (10 - 2 X 103 )Hz d:(2XIO 7- 1 X lO-2)m v : (5XIO 4- 1 X IO 1 )m/s 4 动测仪的系统噪声电压标准a : (4 X 10 - 3 - 2 X 102 ) m/s2 振动台d: 1. 5% - 3% v: 1.5% - 3% a: 1.5% - 3% 5 动测仪的动态范围TR:3% - 10% 2% Y: 3% - 5% 交流分辨力:1 r.LV，误差0.2%6 动测仪的时间示值误差电压表频率计分辨力:0.001 Hz 误差:运0.05%7 动测仪的频率示值误差信号频率范围:5 Hz - 20 kHz 发生器失真度:0

11、.2% 8 动测仪的增益误差动态信号最高采样频率:二三100kHz 频率精度:1% 分析仪幅值精度:1% 4 JJG 930-1998 表1(续)检定用设备序号检定项目一一名称技术要求交流电压表分辨力:1V，误差0.2%9 动测仪时域、频域幅值误差10 动测仪的通道一致性信号频率范围:5 Hz-20 kHz 11 动测仪的微、积分幅值误差发生器失真度:运0.2%12 动测仪的通道间窜扰频率计分辨力:0.001 Hz 误差:0.05% 表2检定用仪器设备序号检定项目名称技术条件冲击a : (10-1 X 105 )m/s2 加速度: (0. 1 - 10 ) ms 标准1 动测仪的幅值非线性度测

12、量系统a: 3% -5% 冲击(50-10000 )m/s2 标准台动态信号采样频率:二三100kHz 2 动测仪的动态范围分析仪天平分辨力:O.lg 量程:(0-2) kg 注:一加速度;v一速度;d一位移;y一失真度;f一频率;T一冲击脉宽;TR一横向振动比;一相对误差10.1 动测仪的加速度系统参考灵敏度检定检定装置不确定度(k = 3) 0.5% 检定装置不确定度(k = 3) 3% 5 JJG 930-1998 检定工作原理见图1。,._._.-_._._._._._,_._._._._._._._._.- - 动测仪J图1检定原理框图采用正弦信号激振，推荐参考频率点为:80 Hz或

13、160Hz。推荐标准振动幅值为10 m/s2或100m/s2。按照本规程中第8条将加速度传感器安装于振动台上。检定前以传感器出厂灵敏度值为动测仪的预设定值，检定时根据测量显示值，修正动测仪的系统参考灵敏度设定值，使被检仪器的显示振动幅值与标准装置显示的幅值一致，该设定值即为被检仪器系统参考灵敏度值。对于没有参考灵敏度设置功能的动测仪，可在振动台振幅为单位幅值时，动测仪测得的电压幅值作为系统参考灵敏度值。检定结果单位为:mV/m.s-2。10.2 动测仪的速度系统参考灵敏度检定推荐选用标准振动幅值为1cm/s或10cm/s。检定方法如同加速度参考灵敏度。参考本规程第10.1条。检定结果单位为:m

14、V Icm.s-1。10.3 动测仪的动态力系统参考灵敏度检定推荐选用振动幅值为100m/s2或200m/s2。根据下面的关系式:F = m X a 、，-EE-. 1、式中:F一一动态力，N ; a一一加速度，m/s2; m一一质量，kg。用力传感器上所载荷的质量和振动标准加速度值代人式(l)，就可得到振动标准力F值，进而可以检定动测仪的动态力系统参考灵敏度值。式(1)中的质量m是由一个可选择的附加质量块和标准加速度计共同组成。附加质量块的选择:外形要便于安装，选用钢制材料制作，以圆柱形状为宜(细长比为1)。质量的大小要与振动台的推力相适应。同时可以选择2-3块不同的质量块，以便求出jJG

15、930-1998 系统参考灵敏度值。检定时力传感器要安装在标准加速度计和附加质量块的下面，刚性连接。应注意防止检定时结构共振的产生。检定方法同加速度系统参考灵敏度，参考本规程第10.1条。检定结果单位为:mVIN。动应变检定装置原理见图20工具式应;变传感器才图2检定原理框图将工具式应变传感器刚性地安装在应变检定装置中间，安装螺栓应尽量紧固，尽可能保证安装初始静应变量为最小。推荐选用振动参考频率点为:240 Hz或320Hz o 推荐选用标准振动位移幅值为:(5j:1)m(峰一峰)。标准振动位移幅值(峰一峰)与标准动应变量的换算关系如式(2):E=f川式中:L一一应变传感器的基准长度，mm;

16、E一一-标准动应变量，E;d一一标准振动位移幅值，mmo 检定方法同加速度传感器，参考本规程第10.1条。检定时，连接激振时间应尽可能短(20s)。读取被检应变量值时，要去掉直流分量。检定结果单位为:mV/。11 动测仪的频率响应特性检定11.1 逐点比较法检定原理见图10(2) 被检传感器安装于振动台上，根据被检物理量(如加速度)，在动测仪上设定参考灵敏度值，参考被检传感器出厂时检定的频响范围，在全频段内选择不少于7个频率点。推荐频率为:10 , 20 , 40 , 80 , 160 , 320 , 650 , 1 250 , 2 000 Hz。动测仪的采样7 JJG 930- 1998 频

17、率设置应取振动频率的15倍，以参考频率点(80Hz或160Hz)的幅值工。为参考值，逐个改变频率点，同时在动测仪上测出每一个时域幅值工，将它们分别代人式(3):821- z 1; =-牛一一_.:!_x 100% Xo (3) 式中:1i一一为第i个频率点的幅值相对偏差，%。按照本规程第4.2条的规定，给出检定结果。如果所选的7个频率点，超出了动测仪的频率响应范围，应另补测几个新频率点，以满足本规程第4.2条的要求。动应变传感器不推荐使用逐点法来检定频率响应特性。11.2 连续扫描法安装方法与逐点比较法相同，但是标准振动台需做闭环的定振幅正弦扫频激振。扫频范围应尽量拓宽，幅值的设定应适合所选扫

18、频范围，动测仪记录下试验频段内的幅频曲线，找出曲线中幅值较参考灵敏度点变化10%的频率值，以确定被检仪器系统的频率响应特性。11. 3 动测仪的频率响应检定也可以采用自噪声激振法或敲击法。按照本规程第4.2条的规定，给出检定结果。12 动测仪的幅值非线性度检定12.1 振动法检定在标准振动台振动幅值范围内(振动频率为参考频率点)，选取不少于6个不同的标准幅值xO;，幅值按1，2 , 5乘lOn次方选取(是整数)或按照1，2 , 4 , 6 , 8 , 10选取。逐个改变幅值工0;，同时动测仪读出每一个测量值罚。按式(4)计算动测仪的幅值非线性度的相对误差:zOi一(ao+ aXj) 2; =

19、v. . , x 100 % XM (i = 1,2 n) 式中:f三句Zz?-fzzzLzzoo-22?- n(72zr)2 8 L:X;XOi一tzdzota二罢工?-nG)z(J2i一一幅值非线性度相对误差(%); XM一一句，中幅值最大值。取(J2i中的最大值作为幅值非线性度的最大误差。(4) JJG 930- 1998 检定结果应符合本规程第4.3条的规定。12.2 冲击检定法检定工作原理见图3。如果动测仪要求测量的幅值较大，不能用标准振动台实现，则可以使用冲击法检定动测仪的幅值非线性度。传感器、仪器的安装连接如图3，检定方法参照本规程第12.1条。检定结果应符合本规程第4.3条的规

20、定。13 动测仪的时间示值误差检定动测仪.-乒_.-图3检定原理框图信号采集器I; 本项检定可以和本规程第11条同时进行。当振动频率为元时，采样频率Ic设定为15倍li值。读取动测仪显示时间域波形的5个振动周期Ts(s)，按式(5)计算动测仪的时间示值误差:Ts/5 - 1/ 1. = -;) : ，_. J 1 X 100 % 1I 1/li (5) 式中:81i一一第i频率点动测仪时间示值误差，%。检定结果均应符合本规程第4.4条的规定。14 动测仪的频率示值误差检定本项检定方法和本规程第13条相同，动测仪对检定的每个频率点显示频率域波形，读取其测量频率峰值儿，按式(6)计算动测仪的频率示

21、值误差:fi - 1. Sft=了:!._!_x 100% (6) ( = 1,2 , n) 式中:何一一动测仪的频率示值误差(%)。9 JJG 930-1998 检定结果应符合本规程第4.5条的规定。15 动测仪的动态范围检定15.1 振动法检定检定工作原理见图10在动测仪增益倍率设置为1时，测量一个满量程幅值XF和一个最小分辨幅值Xm.按式(7)计算动测仪的动态范围:D=20log-E -m式中:D一一动测仪的动态范围(dB)。检定结果应符合第4.6条的规定。15.2 冲击检定法检定工作原理见图3。检定方法同本规程第15.1条。16 动测仪的系统噪声电压检定检定工作原理见图10(7) 动测

22、仪选定较大的增益倍率走，同时使振动台输出为零，测量动测仪的最大系统噪声电压幅值几(去掉直流分量)。按式(8)计算动测仪的系统噪声电压:Vn = .xn/k 式中:Vn-一动测仪的噪声电压(mV)。如果凡的值是没有乘以走，则Vn=凡。检定结果应符合本规程第4.7条的规定。17 动测仪幅值增益检定检定工作原理见图10(8) 检定参照本规程第15条的方法。在振动台的标准振幅句，不变时，相应改变动测仪的幅值增益倍率走，动测仪可以测得一组幅值z。按照式(9)计算动测仪的幅值增益误差:I r/b.1 K; = 20 log气f式中:K;一一动测仪的幅值增益误差(dB)。如果Xj的值是没有乘以kj则式(9)

23、中hp取1。检定结果均应符合本规程第4.8条的规定。18 动测仪的通道相位与幅值一致性检定检定工作原理见图4(电测法)。(9) 将动测仪设置为最高采样频率儿，信号发生器选定输出正弦波的频率为1Hz1命.输出信号经三通转接器直接输入到动测仪(不含传感器)两个选定的测量10 J.JG 930-1998 图4柿定原理框图通道，连接电缆尽可能相同。这两个通道同时采集信号波形，分别读取这两个波形同一个周期过零点的时间T，和T2(ms)。按式(10)计算动测仪的通道相位一致性误差:伊=兰旦|T1- T2l (1 0) 1 000 式中:6.一一通道相位一致性误差(度); f一一信号发生器输出频率(Hz)。

24、分别读取这两个通道的波形幅值XI和巧，按式(11)计算动测仪的通道幅值一致性误差:X. -X 6、.一一-主x100% X2 、，且A J、式中:此一一通道幅值一致性误差(%)。检定结果应符合本规程第4.9条的规定。19 动测仪的通道间窜扰检定检定工作原理见图40动测仪的一个通道接信号发生器，其他通道输入端短路。动i则仪选定合适的增益倍率，使信号发生器的输出电压幅值为该量程满度值VF，同时读取其它短路通道电压幅值V;。按式(12)计算动测仪的通道间窜扰:, =羔x100% Y F (12) 式中:，一一动测仪的通道间窜扰(%)。检定结果应符合本规程第4.10条规定。20 动测仪的时域、频域幅值

25、检定检定工作原理见图4。在参考频率点J，信号发生器输出幅值为Xo的信号。Xo的大小应为动测仪选用增益档满量程的90%。动测仪的采样频率值fc设定为nJ(n为整数)，推荐选用n= 15。动测仪的时间域测量幅值为X;。动测仪的频率域测量幅值为Xf。按照式(13)计算动测仪的频率域幅值误差:11 JJG 930-1998 ， =王L二三旦x100% XO 式中:f一一频率域幅值误差(%)。动测仪的时间域幅值误差乱，计算方法同式(13)。检定结果应符合本规程第4.11条规定。21 动测仪微、积分幅值检定检定工作原理见图4。(13) 造当选取信号发生器的输出频率f和幅值VO使动测仪的采样频率fc与信号发

26、生器的输出频率值之比尽量大(二三50)。在测量的信号波形上选择一个幅值过零的采样点儿将原始测量信号进行微、积分运算后，微、积分波形的第i点幅值(不论正、负)应分别为信号微、积分后的峰值VwVj。分别按式(14)、式(15)计算微、积分标准幅值VWO , Vjo: V WO = 6.28fVo VjO = Vo/6.28f 将VwO代人式(16): V - V.n w=w忖x 100% V wO 式中:扎一一微分幅值误差(%)。动测仪的积分幅值误差Sj用式(17)计算:V: - V:n sI=可x 100% 检定结果应符合本规程第4.12条的规定。五检定结果处理和检定周期(14) (15) (1

27、 6) (17) 22 经检定符合本规程要求的动测仪，发给检定证书;不符合本规程要求的动测仪，发给检定结果通知书，并注明不合格项目。23 动测仪检定周期一般为1年，可根据具体情况适当缩短检定周期。动测仪经过修理后和传感器更新后，应重新进行检定。12 J.JG 930-1998 附录1检定项目的选择动测仪在定型检定、首次检定、用户验收和计量部门周期检定时，可按照附表确定检定项目，表格中符号0表示必须检定的项目，符号6表示抽样检验或视需要选择的项目。序号检定项目定型检定首次检定周期检定用户验收1 动测仪的外观及工作状况。2 动测仪的系统参考灵敏度。3 动测仪的频率响应特性。A 。4 动测仪的幅值非

28、线性度。A A 5 动测仪的时间示值误差。6 动测仪的频率示值误差。A A 7 动测仪的动态范围。A 8 动测仪的系统噪声电压。9 动测仪的增益误差。A 10 动测仪的通道一致性。A 11 动测仪的通道间窜扰。A 12 动测仪的时域、频域幅值误差。A 13 动测仪的微、积分幅值误差。13 JJG 930-1998 附录2检定证书(背面)格式检定结果1.外观及工作状况检查2.动测仪的系统参考灵敏度3.动测仪的频率响应特性Hz 4.动测仪的时间示值误差9届5.动测仪的频率示值误差% 6.动测仪的幅值非线性度% 7.动测仪的动态范围dB 8.动测仪的系统噪声电压mV 9.动测仪的增益误差dB 10.

29、动测仪的通道一致性幅值一致性:% 相位一致性:度11.动测仪的通道间窜扰% 12.动测仪的时域、频域幅值误差% 13.动测仪的微、积分幅值误差% 14.其他附加说明:本规程经全国振动冲击计量技术委员会审定通过。14 中华人民共和国国家计量检定规程基桩动态测量仪JJG 930-1998 国家质量技术监督局颁布 中间计放出版社出版北京和1f电西街甲2号邮政编码100013 也活(010)64275360北京市池鑫印刷厂印刷新华书店北京发行所发H版权所有不得翻印880 mm X 1230 mm 16开本1998年10月第1版 同l张1.25宁数20千字2000年8月2次印刷印数1001-4000统一书号155026- 1125 定价:15.00元