JJF(晋）51-2021 桩基静载荷测试仪校准规范

山西省地方计量技术规范JJF（晋）51—2021桩基静载荷测试仪校准规范CalibrationSpecificationofPileStaticLoadTester2021-09-08发布2021-12-08实施山西省市场监督管理局发布JJF（晋）51—2021桩基静载荷测试仪校准规范CalibrationSpecificationofPileStaticLoadTester本规范经山西省市场监督管理局于2021年09月08日批准，并自2021年12月08日起施行。归口单位：山西省市场监督管理局主要起草单位：山西省检验检测中心（山西省标准计量技术研究院）参加起草单位：山西仲测计量研究院有限公司本规范技术条文由起草单位负责解释JJF（晋）51-2021JJF（晋）51-2021I本规范主要起草人：岩君芳（山西省检验检测中心）晏浩（山西省检验检测中心）王利军（山西省检验检测中心）参与起草人：杨伟敏（山西仲测计量研究院有限公司）张益恺刘辉（山西省检验检测中心）黄兴JJF（晋）51-2021I目录引言......................................................................II1范围......................................................................12引用文件..................................................................13术语......................................................................13.1率定....................................................................13.2率定表..................................................................14概述......................................................................15计量特性..................................................................25.1示值误差................................................................25.2示值重复性..............................................................25.3回程误差................................................................25.4示值稳定性..............................................................26校准条件..................................................................26.1环境条件................................................................26.2标准器及配套设备........................................................27校准项目和校准方法........................................................37.1压力传感器..............................................................37.2位移传感器..............................................................48校准结果的处理............................................................59复校时间间隔..............................................................5附录A......................................................................6附录B......................................................................9附录C.....................................................................11JJF（晋）51—2021II引言本规范依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》进行编写。制定本规范的目的是解决静载荷测试仪的校准。本校准规范给出了静载荷测试仪压力传感器与位移传感器的具体校准条件、校准项目和校准方法。其中压力传感器参考了JJG875-2019《数字压力计》检定规程中计量器具控制及部分项目校准方法，位移传感器参考了JJF1305-2011《线性位移传感器》校准规范中部分项目校准方法。压力传感器及位移传感器主要计量特性引用自JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》、JGJ340-2015《建筑地基检测技术规范》和JTJ255-2002《港口工程基桩静载荷试验规程》。本校准规范的附录A、附录B为校准结果不确定度分析示例，附录C为资料性附录。本规范为首次制定。JJF（晋）51-20211桩基静载荷测试仪校准规范1范围本规范适用于桩基静载荷测试仪的校准，不含力传感器（单位：N）的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG875-2019数字压力计JJF1305-2011线位移传感器校准规范JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》JGJ340-2015《建筑地基检测技术规范》JTJ255-2002《港口工程基桩静载荷试验规程》使用本规范时应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3术语3.1率定calibration将静载荷测试仪调频式位移传感器的频率与标准位移建立对应关系的过程。3.2率定表calibrationtable静载荷测试仪调频式位移传感器率定时的标准位移值与读取的频率值形成的数据表。4概述桩基静载荷测试仪是在静载荷作用下，对桩基进行承载力试验的设备。通过千斤顶施加轴向抗压和水平静载荷，使基桩或地基产生形变，由桩基静载荷测试仪压力传感器和位移传感器分别监测形变信号给主机设备，并在显示单元显示基桩或地基在静载荷作用下的压力值和位移值。桩基静载荷测试仪的结构组成：一般包括主机、前端控制器、传输电缆、油泵，千斤顶、荷载测量模块和位移测量模块等。其中荷载测量模块一般主要包括压力传感器。位移测量模块一般主要包括数个位移传感器，按照工作原理分为防水调频式位移传感器和容栅式位移传感器。仪器结构如图1所示。JJF（晋）51—20212图1桩基静载荷测试仪结构示意图5计量特性5.1示值误差压力传感器准确度等级：0.5级及以上；位移传感器最大允许误差：±0.1%FS。5.2示值重复性压力传感器可不校准此项；位移传感器示值重复性不应超过最大允许误差的1/3。5.3回程误差压力传感器回程误差不超过最大允许误差的绝对值；位移传感器回程误差不超过最大允许误差的绝对值。5.4示值稳定性压力传感器可不校准此项；位移传感器示值稳定性不超过最大允许误差的1/3。以上部分数据引自《JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范》、《JGJ340-2015建筑地基检测技术规范》和JTJ255-2002《港口工程基桩静载荷试验规程》中对压力传感器和位移传感器的技术要求，供校准中参考。6校准条件6.1环境条件校准时，环境温度应控制在（20±3）℃，室温变化应不大于1℃/h，相对湿度不大于75%。压力传感器校准时也可适当放宽在（20±5）℃的环境条件下进行。校准前，仪器应在符合要求的环境条件下放置3h后方可进行校准。避免较强的震动、电磁辐射等对校准结果的干扰。6.2标准器及配套设备位移测量模块（位移传感器）荷载测量模块（压力传感器）前端控制器主机JJF（晋）51—20213对于压力传感器和位移传感器，校准时主要采用的标准设备见下表1所示。表1校准用标准器及相应设备的计量性能序号校准用标准器及相应设备计量性能1活塞式压力计0.05级及以上2数字压力计0.05级及以上，且年稳定性不得大于最大允许误差的绝对值3指示表检定仪MPE:6μm4量块5等及以上7校准项目和校准方法7.1压力传感器将静载荷测试仪各部件连接正确，确保正常运行。将标准器与被测设备连接，通电预热30min后，进行预压试验，预压压力在压力传感器额定工作压力测量范围上限进行，预压时间1min，然后缓慢降压至大气压，预压完毕，共进行3次预压。7.1.1示值误差在压力传感器测量范围内均匀选取不少于6点（包括零点）为校准点，从零点开始，逐渐加压，逐点进行校准，加压要缓慢平稳直至测量上限，待各校准点压力值稳定后进行读数，此为正行程，然后进行降压测量，同样的方法测量至零点，此为反行程。这样完成整个测量过程。各校准点示值误差按公式（1）进行计算。%100FSsitiiPPPP（1）式中：iP——第i个校准点压力示值误差，%FS；tiP——第i个校准点正行程压力示值，MPa；siP——第i个校准点对应的标准器压力示值，MPa；FSP——压力传感器满量程值，MPa。取各校准点示值误差的最大值作为静载荷测试仪压力传感器的示值误差。7.1.2回程误差在7.1.1中获得压力传感器各校准点数据后，回程误差按公式（2）进行计算。%100bitiFSPiPPP（2）JJF（晋）51—20214式中：Pi——第i个校准点的回程误差，%FS；biP——第i个校准点反行程压力传感器示值，MPa。取最大值作为压力传感器的回程误差。7.2位移传感器将待测位移传感器按要求与主机连接正确，然后开机通电预热约30min后进行校准。一般对于调频式位移传感器，对应不同的位移将给出不同的输出频率，每支位移传感器的频率响应有所差异，故校准前应对每支位移传感器进行率定，将率定表输入静载荷测试仪中保存以确保位移测量的准确性。以50mm的调频式位移传感器为例，使用静载荷测试仪位移传感器输出频率的监测功能，调整位移传感器测杆至“0”读数时，输出频率即为初始频率，此后以2.5mm（一般情况下率定要求间距）为间隔，从起始点到50mm，记录每一个率定点的稳定输出频率，然后将这些数值输入到与位移传感器编号对应的率定表中保存，接下来再开始位移传感器的校准。容栅式位移传感器可不进行此步骤。该步骤仅适用于客户允许调整静载荷测试仪初始状态并追求位移传感器高精度时的校准，若只针对仪器初始状态进行校准的可不进行此步骤。7.2.1示值误差7.2.1.1指示表检定仪法将位移传感器装夹在指示表检定仪上，并调整装夹位置，保证位移传感器的中心线与指示表检定仪的中心线在同一条直线上。校准时，以每10%量程为1个测量点，在整个测量范围内包括零点和测量上限点共测11个点，控制指示表检定仪按照选定的间隔均匀移动，每个位移间隔应等到指示表检定仪和静载荷测试仪的示值稳定后，再分别记录其示值，测量正、反两个行程，各点的示值误差iL按公式（3）计算。%100FSsitiiLLLL（3）式中：iL——位移传感器第i个检定点位移示值误差，%FS；tiL——位移传感器第i个检定点正行程位移示值，mm；siL——第i个检定点指示表检定仪标准位移示值，mm；FSL——位移传感器的满量程，mm。取各点示值误差的最