动弹仪校准规范

1本规范适用于动弹仪(又称动弹性模量测定仪)的校准。本规范引用了下列文件：GB/T50082—2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。定的及以下术语和定义适用于本规范。动弹性模量dynamicelasticmodulus横向动弹性模量由公式(1)计算得到。纵向动弹性模量由公式(2)计算得到。2f——试块纵向振动时的共振频率，Hz;动弹仪主要由主机、激振换能器、接收换能器等组器发射频率连续变化的正弦波，使试块产生机械振动，接转化为电信号传给主机，经过放大等信号处理，判断出手动测量时发射频率相对误差一般不超过±0.5%。5.2频率测量误差自动测量时共振频率测量相对误差一般不超过±2.0%。共振频率测量重复性一般不超过0.5%。动弹性模量相对误差一般不超过±1.0%。注：以上所有指标不是用于合格性判别，仅提供参考。6.1环境条件相对湿度：不大于85%。固有振动频率：约为2kHz。b)铝试块3固有振动频率：约为3kHz。c)钢试块几何尺寸：250mm×100mm×100mm;固有振动频率：约为6kHz。注：试块材质均匀，外观平整光滑。7校准项目和校准方法7.1校准项目动弹仪的校准项目见表1。表1动弹仪校准项目一览表1发射频率误差2频率测量误差3重复性4动弹性模量误差7.2校准方法7.2.1安装位置7.2.1.1横振测试模式时的激振换能器和接收换能器安装位置把激振换能器、接收换能器与主机连接好。试块水平放置在20mm厚的泡沫上，成型面应向上。将激振换能器的测头轻轻地压在试块长边侧面中线的1/2处，接收换能器的测头轻轻地压在试块长边侧面中线距端面5mm处。在激振换能器和接收换能器的测头接触试块前宜在测量部位与试块接触面涂一薄层黄油或凡士林作为耦合介质，测头部位压力的大小以不出现噪音为宜。将压电加速度计与接收换能器对称安装(如图1图1发射频率误差校准示意图(横振测量模式)7.2.1.2纵振测试模式时的激振换能器和接收换能器安装位置(如适用)对于具有纵振测试模式的动弹仪，在进行纵振测试模式校准时，将激振换能器和接收换能器的测头分别轻轻地压在试块两端中心位置，在激振换能器和接收换能器的测头接触试块前宜在测量部位与试块接触面涂一薄层黄油或凡士林作为耦合介质，测头部位压力的大小以不出现噪音为宜。将压电加速度计与接收换能器同侧安装(如图2所示)。4动态信号分析仪动态信号分析仪试块引电荷放大器动弹仪图2发射频率误差校准示意图(纵振测量模式)1—压电加速度计；2—激振换能器；3—接收换能器7.2.2发射频率误差任选一试块，按?.2.1要求安装，将动弹仪开机并按使用说明书规定时间预热。将动态信号分析仪设置为FFT模式，采用平顶窗，测量平均次数为1000。并选择适当的分析带宽和频谱线数，使其频率分辨力不大于测量频率的0.2%。动弹仪测量模式设定为手动模式，手动调整频率，分别选取不少于5个频率点(通常应包含1.5kHz、2kHz,3kHz频率点),在不同频率下用动态信号分析仪测量发射频率。由公式(3)计算发射频率相对误差，取最大值作为发射频率误差。δ——发射频率相对误差，%;f₂——实际测量频率，Hz。7.2.3频率测量误差按7.2.1要求，按图1或图2(如适用)所示安装标准器和被校动弹仪，将动弹仪测量模式设定为自动模式。设置动态信号分析仪为FFT模式，采用汉宁窗，测量平均次数为1000,并选择适当的分析带宽和频谱线数，使其频率分辨力不大于试块共振频率的0.5%。启动动弹仪分别对3块试块进行自动测量，分别记录由动态信号分析仪测出的共振频率和动弹仪测出的共振频率。由公式(4)计算频率测量相对误差，取三者最大值为频率测量误差。δ频率测量相对误差，%;f,——动态信号分析仪测得的共振频率，Hz。7.2.4重复性选择混凝土试块，按7.2.1要求安装动弹仪激振换能器和接收换能器，使其与试块良好耦合(如图3所示)。将动弹仪设定在自动模式下运行，测出试块的共振频率。重5复测量3次按公式(5)计算重复性。fmx、fmin——3次测量中共振频率的最大值、最小值，Hz;7.2.5动弹性模量误差选择混凝土试块，按7.2.1要求安装动弹仪激振换能器和接收换能器，使其与试块良好耦合(如图3所示)。将试块实际几何尺寸和重量输入到动弹仪，并设定动弹仪在自动模式下运行，记录动弹仪测得的共振频率和动弹性模量，由公式(1)或公式(2)(如适用)计算得到理论动弹性模量，按公式(6)计算动弹性模量误差。式中：δg——动弹性模量相对误差，%;E₄——动弹仪测定的动弹性模量，GPa;E,——计算得到的理论动弹性模量，GPa。a)横振测量模式b)纵振测量模式8校准结果表达8.1校准数据处理所有的数据应先计算、后修约，出具的校准数据均保留二位小数。8.2校准证书动弹仪经校准后出具校准证书，校准证书应包括的信息及推荐的校准证书内页格式见附录A。8.3校准结果的不确定度评定动弹仪的测量不确定度评定按JJF1059进行，其不确定度评定实例见附录B。69复校时间间隔动弹仪复校时间间隔建议为1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。7推荐的校准证书内容和内页格式3.进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准);4.证书或报告编号、页码及总页数；8表A.1校准证书的内页格式一、发射频率误差：校准的环境条件：9附录B动弹仪频率测量误差校准结果的不确定度评定实例动弹仪频率测量误差的校准是用动态信号分析仪测出的共振频率和动弹仪测出的共振频率进行比较，通过计算确定其共振频率测量是否准确。B.1数学模型动弹仪共振频率测量误差由公式B.1得到。式中：△——被校动弹仪共振频率测量误差，Hz;fa——被校动弹仪测得的共振频率，Hz;f₂——动态信号分析仪测得的共振频率，Hz。B.2方差和灵敏系数B.3A类标准不确定度评定在正常工作条件下，用动弹仪对共振频率为2148Hz的试块重复测量10次。测得的共振频率误差分别为4Hz,1Hz,8Hz,7Hz,4Hz,5Hz,7Hz,7Hz,-1Hz,5Hz,其单次实验标准差为：u₁=s=2.87HzB.4B类标准不确定度评定动态信号分析仪FFT分析分辨力引入的不确定度分量共振频率测量中使用的FFT分析分辨力为8Hz,分布区间的半宽为4Hz,按服从均匀分布处理，其包含因子k=√3,故：B.5输出量的标准不确定度分量一览表输出量的标准