裂缝监测仪校准
一、校准对象与仪器分类
裂缝监测仪按测量方式分为两类：一类是便携式测宽仪，直接读取裂缝表面宽度，测量范围通常在(0.01~10) mm；另一类是固定安装的裂缝计（测缝计），长期监测裂缝两侧的相对位移变化量，量程从12.5 mm到300 mm不等。
裂缝计按传感原理可分为：
振弦式：裂缝位移改变振弦张力，输出频率信号，由灵敏度系数与实时频率、初始频率的关系换算位移；
差动电阻式、电位器式、差动变压器式（LVDT）、电感式：输出电阻比、电压或频率量；
拉线式（拉绳式）：机械位移转换为绳长变化量；
光纤光栅式：输出布拉格波长偏移量；
激光式：基于激光三角法测量缝隙宽度与面差。
不同原理的仪器，其校准项目、标准器与计量指标差异较大，校准前需先明确仪器类型与输出量。
二、校准依据
常用技术依据包括：
JJF 1334—2012《混凝土裂缝宽度及深度测量仪校准规范》，适用于表面宽度(0.01~10) mm、深度(35~500) mm的裂缝宽度测量仪、深度测量仪及综合测量仪；
JJG（交通）135—2017《裂缝测宽仪》检定规程，适用于交通行业用裂缝测宽仪；
JJF 1305—2011《线位移传感器校准规范》，适用于输出为标准信号的位移类传感器；
JJF（苏）289—2024《振弦式裂缝计校准规范》，适用于振弦式裂缝计；
GB/T 3410.2—2008《大坝监测仪器 测缝计 第2部分：振弦式测缝计》、JJF 1001—2011《通用计量术语及定义》作为引用文件。
三、计量特性
典型校准项目包括：示值误差（或基本误差）、线性度、回程误差（滞后误差）、重复性、分辨力、零点漂移、温度影响下的零点与灵敏度变化。
部分标准给出的参考量级如下，供确定预期用途时参考，不直接作为合格判据：
| 仪器类型 | 基本误差 | 线性度 | 回程误差 | 重复性 |
|---|---|---|---|---|
| 振弦式 | ±2.5%FS | ±2.0%FS | 1.0%FS | 0.5%FS |
| 电阻式（电位器型） | ±2.0%FS | ±2.0%FS | 1.0%FS | 0.5%FS |
| 差动变压器式、电感式 | ±0.10%~±1.0%FS | 同级 | 0.04%~0.4%FS | 0.04%~0.4%FS |
| 磁致伸缩式 | ±0.05%FS | ±0.05%FS | 0.02%FS | 0.02%FS |
| 拉线（绳）式 | ±0.05%~±0.50%FS | 同级 | 0.01%~0.20%FS | 0.01%~0.20%FS |
便携式测宽仪通常以绝对量表示：JJF 1334 配套的宽度标准板刻线宽度实测值不确定度可达 U=3 μm（k=2），刻线宽度尺寸偏差控制在0.005 mm以内。JJG（交通）135—2017 要求标准刻度板裂缝不少于5条、间距10 mm、每条刻线宽度最大允许误差±0.005 mm。
四、校准条件
温度：(20±2) ℃；相对湿度不大于75%RH（部分规范允许至85%RH）；大气压86 kPa~106 kPa；
环境干扰：实验室内无振动与冲击源，无强电场、强磁场、强声场干扰；
温度平衡：被校仪器与标准器在同一环境条件下放置不少于1 h；
预热：仪器开机预热10~15 min后再开始校准；
安装：裂缝计固定安装在专用位移装置上，输出端接入对应读数仪，装夹时不得压伤外壳，电缆与护套无损伤。
五、标准器与配套设备
| 校准对象 | 主要标准器 | 技术指标 |
|---|---|---|
| 裂缝宽度测量仪 | 宽度标准板／刻度标准板 | U=3 μm（k=2），刻线面平面度不大于0.1 mm |
| 裂缝深度测量仪 | 标准裂缝深度块组 | (0~100) mm，U=1 mm |
| 标准板／标准块自身 | 万能工具显微镜、刀口形直尺与塞尺 | 平面度0.2 mm |
| 振弦式裂缝计 | 振弦式频率读数仪、专用可移动位移装置 | 频率读数仪 MPE：±0.1%；位移装置分辨力0.02 mm |
| 位移类裂缝计 | 量块、光栅尺、激光干涉仪 | 标准器准确度等级应高于被校仪器一个等级 |
| 温度试验 | 温控箱、标准温度计 | 按工作温度范围选3~5个温度点 |
所用标准器须经检定或校准，量值可溯源至国家计量基准。
六、校准项目与校准方法
1. 校准前检查
检查外观、铭牌、出厂编号、制造厂商；检查电缆、护套、探头支脚是否完好；检查按键、显示屏、读数仪通信是否正常。
2. 便携式测宽仪示值误差
在测量范围内选取大致均匀分布的3个宽度值。将测头置于宽度标准板上，使显示屏零刻划线对准标准宽度影像的一边，读取另一边对应的标尺读数。每个宽度测量3次，取3次平均值作为该点示值，示值误差为该平均值与标准宽度实际值之差。取3个校准点中示值误差绝对值最大者作为校准结果。
3. 裂缝深度测量仪示值误差
在测量范围内选取大致均匀分布的5个深度值。将两探头置于标准深度槽两侧，由内向外缓慢移动至信号条方向变化处，再反向移动确认转折位置，测出两探头中心距并输入仪器，读取显示深度值。每个深度测量3次取平均，以3次测量平均值与标准深度实际值之差作为该点的示值误差，取5个点中绝对值最大者作为校准结果。
4. 裂缝计的示值误差、线性度、回程误差与重复性
校准前进行不少于3次预拉伸（预压），行程至满量程80%后退回零点，消除机械间隙；
在量程内均匀选取校准点（通常5~11点，含零点与满量程点），按正行程逐点递增、反行程逐点递减构成一个测量循环，共进行3个循环；
每点停留30 s以上，待读数稳定后记录标准位移值与被校仪器输出值；
示值误差取各校准点输出平均值与标准位移值之差的最大值；线性度按最小二乘法拟合工作直线后取最大偏差与满量程输出之比；回程误差取同一校准点正、反行程输出平均值之差的最大值；重复性取同一校准点多次（不少于3次循环，或单点10次）测量结果的最大差值或标准偏差。
5. 分辨力与零点漂移
用微位移驱动装置产生等于分辨力的阶跃位移，观察输出是否稳定响应。零点漂移按恒温条件下连续观测一定时间内的零点输出变化量计算。
6. 温度影响试验（按需）
将仪器置于温控箱内，在工作温度范围内选3~5个温度点，各点恒温不少于1 h，测定各温度点的零点漂移与灵敏度变化，用于建立温度修正模型。
七、数据处理与符合性判定
示值误差为各校准点测量平均值与标准值之差。线性度用端点法或最小二乘法评定，以满量程输出的百分数表示。回程误差取同一校准点正、反行程示值之差。重复性以多次测量结果的极差或实验标准偏差表示。
校准结论本身不判定合格与否。使用方应依据校准结果、测量不确定度与预期使用要求（最大允许误差）作出符合性判定：当示值误差与扩展不确定度的合成结果仍落在最大允许误差范围内，方可投入使用。
八、测量不确定度
主要分量包括：标准器量值引入的不确定度、测量重复性、被校仪器分辨力、环境温度波动、装夹与对准误差、读数误差。评定后取包含因子 k=2 给出扩展不确定度。校准结果的不确定度一般要求不超过被校仪器最大允许误差的1/3。JJF 1334 附录给出了分度值类裂缝宽度测量仪示值误差的不确定度评定示例。
九、校准结果表达与复校时间间隔
校准后出具校准证书，证书应给出各校准项目的校准结果与示值误差的测量不确定度。仪器粘贴校准标识，标注校准日期与下次校准日期。
复校时间间隔由使用单位根据使用频次、环境条件与历史校准数据自主确定，JJF 1334 建议不超过1年。频繁使用（如每日检测）的便携式仪器可缩短至6个月；固定安装的裂缝计一般每12个月现场校准一次、每24个月返厂全面校准；连续两个周期误差远小于允许值时，经技术负责人批准可适当延长，延长期不超过原周期的50%。仪器经维修、更换传感器、遭受雷击或长期停用后重新启用时，应立即重新校准。
十、期间核查与现场核查
使用仪器自带或外购的标准刻度板，在常用量程点进行核查性比对，偏差超出规定值时停止使用并送校；
固定安装裂缝计的基准值应在结构状态相对稳定、温度稳定的时段采集，连续3次读数的平均值设定为基准值，24 h后重复采集验证，两次平均值之差应不大于满量程的0.5%，并记录对应环境温度作为温度基准；
校准发现偏差超限时，由厂家或具备维修资质的机构修复，修复后重新进行全项校准，并追溯评估此前的监测数据是否需要复测。
十一、操作注意事项
位移施加须缓慢平稳，避免冲击荷载造成敏感元件变形；
探头与标准板表面紧密接触，图像清晰稳定后再读数；
差动电阻式裂缝计为4芯引出线，须按说明书对应接入测试仪，避免接反；
数据出现异常波动时，先排查接线松动、位移装置偏移、供电电压与环境温度变化，再继续操作；
