余震位移监测仪校准
1 范围
本文件规定了余震位移监测仪的校准条件、校准项目、校准方法、校准结果处理及复校周期,适用于新制造、使用中及维修后,用于监测余震引发的地表、建构筑物或岩土体微小位移的各类监测仪的校准,不适用于强震位移监测仪的校准。具体型号的校准可结合产品技术说明书调整校准点及技术指标要求。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用必不可少。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。
JJF 1001 通用计量术语及定义
JJF 1094 测量仪器特性评定
GB/T 19531.1 地震台站观测环境技术要求 第1部分:测震
3 术语和定义
JJF 1001界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
余震位移监测仪:由位移传感器、数据采集模块、存储传输模块组成,用于拾取并量化余震过程中产生的微小线位移或角位移的仪器,量程通常为0.01mm~500mm,分辨力不低于0.001mm。
4 校准条件
4.1 环境条件
校准环境温度:(20±5)℃;相对湿度:≤80%RH;环境中无强机械振动、无强电磁场干扰;供电电源电压波动不超过标称电压的±5%。
4.2 标准器及配套设备
标准位移发生装置:量程应覆盖被校仪器的量程,扩展不确定度不超过被校仪器最大允许误差的1/3,经法定计量机构溯源合格。
数据采集器:分辨力不低于被校仪器分辨力的10倍,采样频率不低于被校仪器标称采样频率的2倍,经溯源合格。
温湿度计:温度测量误差不超过±0.5℃,相对湿度测量误差不超过±5%RH,经溯源合格。
标准信号发生器(可选):用于采样频率校准,输出频率误差不超过±0.01%。
5 校准项目及方法
5.1 外观及功能性检查
检查仪器外壳无开裂、变形、锈蚀;铭牌标识清晰,包含仪器名称、型号、编号、生产厂商、量程、分辨力、采样频率等信息;传感器接口、电源接口、数据传输接口无损坏、松动;按键或触控操作响应正常;通电后自检流程完成无报错,显示屏无缺划、乱码;数据存储、导出功能正常。以上项目均符合要求方可开展后续校准。
5.2 示值误差校准
校准点选取:在被校仪器全量程范围内均匀选取不少于5个校准点,包含零点、20%满量程、40%满量程、60%满量程、80%满量程、100%满量程。
连接要求:将标准位移发生装置与被校仪器的位移传感器刚性连接,连接同轴度不大于0.05mm,避免施加侧向力。
测量过程:从零点开始,正向逐步施加标准位移至各校准点,待示值稳定后记录被校仪器的显示值;到达满量程后,反向逐步减小标准位移至各校准点,记录对应示值。每个校准点重复测量3次,取算术平均值作为该点的测量结果。
结果计算:各校准点示值误差按公式(1)计算:
δ i= x i−x s,i(1)
式中: δ i ——第 i个校准点的示值误差,mm; x i ——第 i个校准点3次测量示值的算术平均值,mm; x s,i ——第 i个校准点的标准位移值,mm。
5.3 回程误差校准
回程误差为同一校准点正向测量示值与反向测量示值的最大差值,按公式(2)计算:
H i=∣x i,正−x i,反 ∣ (2)
取所有校准点的 H i 最大值作为被校仪器的回程误差,单位为mm。
5.4 重复性校准
将标准位移固定为满量程的50%,连续测量10次,按公式(3)计算实验标准偏差,作为仪器的重复性指标:
s = 9 ∑ j=1 10 (x j−x) 2 (3)
式中: s——重复性实验标准偏差,mm; x j ——第 j次测量的示值,mm; x ——10次测量示值的算术平均值,mm。
5.5 采样频率校准
采用标准信号发生器向被校仪器输入频率为1Hz、5Hz、10Hz的标准正弦位移信号,读取被校仪器的采样频率示值,采样频率偏差按公式(4)计算:
Δf =f 0f m− f 0 ×100% (4)
式中: Δf——采样频率相对偏差,%; f m ——被校仪器采样频率示值,Hz; f 0 ——被校仪器标称采样频率,Hz。
5.6 零点漂移校准
将被校仪器置于无位移输入的静止环境中,连续通电24h,每间隔1h记录一次零点示值,零点漂移量按公式(5)计算:
Z d=max(x z,k ) −x z,0(5)
式中: Z d ——零点漂移量,mm; max(x z,k )——24h内零点示值的最大值,mm; x z,0 ——初始零点示值,mm。
6 校准结果处理
6.1 校准完成后出具校准证书,证书应包含以下内容:
标题"校准证书";
实验室名称和地址;
证书编号、页码及总页数;
被校仪器的名称、型号、编号、生产厂商;
校准日期、校准地点、环境条件;
使用的标准器信息及溯源证书编号;
各校准项目的测量结果、扩展不确定度;
校准人员、核验人员签名;
签发日期及授权签字人签名。
6.2 若被校仪器任一校准项目不符合其技术指标要求,应在校准证书的"备注"栏中注明不合格项及不符合情况。
7 复校周期
余震位移监测仪的推荐复校周期为12个月。若仪器使用频率高于每周1次、使用环境超出规定范围或经过维修,复校周期应缩短至6个月;最长复校周期不得超过24个月。
8 安全要求
校准过程中,标准位移发生装置的加载速率不应超过被校传感器的额定载荷速率;操作人员应佩戴绝缘防护用具,避免触电;校准结束后应先断开电源,再拆除连接部件。
