1主题内容与适用范围

本标准规定了埋设在混凝土建筑物内的差动电阻式应变计（以下简称应变计）的设计、生产、试验方法及检验规则等的统一要求。

本标准适用于埋设在混凝土建筑物内的应变计。应变计是一种供长期测量混凝土建筑物内部应变并能兼测温度用的传感器。

2引用标准

GB5603〜5604《负荷传感器术语和试验方法》

GB191 《包装储运图示标志》

JJGl 30 《工作玻璃温度计检定规程》

3术语

3.1差动电阻式

将两根钢丝的变形设计成能差动变化的结构作为敏感元件的传感器型式。

3.2电阻比Z

敏感元件中两个差动变化的钢丝电阻值Rl和4之比。以Z表示.

3.3自由状态电阻比

差动电阻式传感器在与电阻比变化量相对应的输入量为零时的电阻比测值。

3.4 0。C的计算电阻值瓦

对差动电阻式传感器Oc以上部分的电阻值与温度之间的校准曲线。用独立线性度方法拟合的直线在电阻值轴上的截距，以兄表示，单位为0。

3.5 Oc以上的温度常数K'

对差动电阻式传感器OC以上部分的电阻与温度之间的校准曲线。用独立线性度方法

拟合的直线的斜率，以K表示，单位为C/a。

3.6 OC以下的温度常数K" . 「」，：： •

用于计算差动电阻式传感器0℃以下温度用的温度常数，以K"表示，单位为C/0。

3.7最小读数/

差动电阻式传感器在全量程内相应于输出电阻比变化0:01%时的被测量的值，以/ 表示。 '

注"本条及3.8条中所指的被测量为与电阻比变化量相对应的输入量，即对应变计系指混凝土应变，钢筋计为钢筋应力，测缝计为混凝土结构物伸缩缝的开合度（变形），孔隙压力计为水压力。

3.8温度修正系数6

用于修正差动电阻式传感器的电阻比测值中因温度变化所引起的系统误差，按每IC 需修正的被测量计，以6表示。

3.9应变计的弹性模数Eg

在轴向受力情况下，应变计横断面上的应力与应变之比，以Eg裏示，单位为MPa。

__ 规格代号			SrlOo	S-150a	S-150b	S-250
尺寸参数	标禺E (mm)		IOO	150	150	250
	有效直径d （mm）		• 21			29
	端部直径0（mm）		■ 27			37
性能参数	应变测量范围	拉伸（Io-6）	IOOO	400	1200	600
		压缩（10-6）	-1500	-2000	-1200	-1000
	最小读数/(07/0.01%)		<6	<4	<4	<4
	OC时自由状态电阻比Zo		O. 94Q0~ 1.0400
	弹性模数E_It IMPa) _______		Γ50^2β0	150—200	15O~25O	3OO~5OO
	温度測量范围（C）		-25~ + 6O

5技术要求

51正常工作条件

a.应变计应能在一25〜+ 6Q"C的环境温度下正常工作；

b.应变计应能埋设走混凝土内长期正常工作；

c.应变计应能经受0∙5MPa水压力。

5.2对应变性能参数的要求

5. 2. 1最小读数/

应变计最小读数/值应符合表1中有关规定。

5.2∙2 OC时自由状态电阻比ZO

应变计在OC时自由状态电阻比Zo应符合表1中有关规定。

5. 2. 3端基线性度误差。

应变计的端基线性度误差不应超过全量程输出量的±2%。

5. 2. 4滞后，

应变计的滞后d不应超过全量程输出量的1. 0%。

5. 2. 5不重复度α"

应变计的不重复度不应超过全量程输出量的1.0%。

应变计的温度测值经电阻比变化量修正后，其误差不应超过士O. 5.C。

5.4绝缘电阻

在下列条件下应变计的绝缘电阻均应大于50MΩ :

a.在温度为Oc冰水中；

b.在温度为60C水中；

c.在压力为0. 5MPa水中。

5.5过范围限

5. 5.1应变过范围限

应变计应具有承受测量范围上限值及下限值的1.2倍的应变能力。在此范围内，应变计的性能仍应满足5. 2. 3、5.2.4、5. 2. 5条的要求。

5. 5.2温度过范围限

应变计应具有能承受一30C及+70。C的温度过范围限能力。当环境条件恢复至参比工作条件后，其性能仍应满足5∙ 2、5.3、5∙ 4条的要求。

56温度修正系数b

应变计温度修正的校准曲线（因温度变化所引起的应变测值的系统误差与温度之间关系的曲线）。其端基线性度误差以电阻比值计，不应超过±0∙02%。

5.7电阻比变化量对电阻值的影响

应变计全量程电阻比变化量与电阻值之间的校准曲线。其线性度误差经电阻值计，不应超过士0. 040。

5.8应变计的弹性模数/

应变计的弹性模数应符合表1中的有关规定。

5.9稳定性要求

5∙ 9∙ 1高温稳定性

应变计在经受环境温度为60C历时20天的高温试验后，其性能应满足如下要求。

a.实测的OC电阻值变化量不应超过士O∙1Q;

b.最小读数/值的相对变化量不应超过士2%；

c.绝缘电阻仍应符合5. 4条的规定。

5.9.2长期稳定性

应变计在经受拉伸至测量范围上限值恒定8h,再压缩至测量范围下限值恒定8h的20 次反复循环试验后，其性能应满足如下要求：

a.实测的0。C电阻值变化量不应超过±o∙ in:

b.最小读数/值的相对变化量不应超过士2%；

c.绝缘电阻仍应符合5.4条的规定。

5.10耐运输颠振性能

应变计在运输包装的情况下，应能承受最大加速度为30m/s2∖频率为80〜120次/min 历时2h的运输颠振试验。试验后其性能应满足如下要求：

a.实测的OC电阻值变化量不应超过士O.1Q;

b.最小读数F值的相对变化量不应超过士2%;

c.绝缘电阻仍应符合5∙ 4条的规定。

5.11外观要求

应变计的密封壳体不应有锈斑、明显划痕及凹陷损伤；两端部表面应光洁，并目测同心；标距工的允许公差为士lmm;引出电缆橡胶套应无损伤。

6试验方法

6.1应变性能检验

6. 1.1试验条件、设备及注意事项

6. 1. L 1参比工作条件

a.环境温度为10〜30C。试验时，环境温度应保持稳定；

b.环境相对湿度不大于80%。

6.1.1. 2主要设备

a.应变计校准仪；

b. 0级千分表；

c.电阻比电桥。

6.1.1. 3注意事项

a.应变计应在参比工作条件下预先置放24h以上；

b.应变计安装于校准仪后的电阻比与安装前的自由状态电阻比之间相差不应超过±20X0. 01%；

c.校准试验前，应在测量范围上、下限值的1∙ 2倍应变范围内，将应变计预先拉压2〜3次循环；

d.校准试验时，测试点数及相邻两测试点的应变间距可采用表2所列数据。

6.1.2端基线性度误差ɑ检验

先将应变计压至下限值，并测量其电阻比。之后，逐渐拉伸应变计(上行*每到一测试点测读一个电阻比，全量程共测得〃个电阻比。然后，反向(下行)重复上述过程，同样测得"个电阻比，共完成三次循环。分别计算上行及下行各测试点电阻比测值的平均值 (Zj及(Z_d),_β而后，按下式计算各点总平均值。

ΔZ——测量范围上限值及下限值各自的三次电阻比测值的平均值之差。计算各测试点电阻比测值的偏差金：

£ = (Z₀)₁ — (Z_t)_l- (5)

偏差值中最大者令为人］，则应变计的端基线性度误差心

a =翕 X 100% (6)

应变计的端基线性度误差应满足5. 2. 3款的要求。

6. 1. 3 滞后 a^,

滞后检验可结合6.L 2款(端基线性度误差a检验)同时进行。

计算出端基线性度误差检验时的每一次循环中各测试点上行及下行两个电阻比测值之间的差值。其中最大差值令为4,则应变计的滞后"

" = ^χ ι°°% ⑺

应变计的滞后应满足5. 2. 4款的要求

6. I. 4不重复度a"

不重复度误差检验可结合6.1. 2款(端基线性度误差a检验)同时进行。

计算出端基线性度误差检验时的三次循环中各测试点上行及下行各自的三个电阻比测值之间的最大差值，其中最大者令为4，则应变计的不重复度a"

從‘=急 X 100% (8)

应变计的不重复度误差应满足5. 2. 5款的要求。

6.1.5最小读数/值的计算

最小读数/值由下式确定：

式中AL..相应于全量程的变形量，mm；

E——应变计标距。

应变计的最小读数应满足5. 2.1款的要求。

6∙2温度性能检验

6∙ 2.1试验条件、设备及注意事项

6. 2. 1. 1参比工作条件

a.环境温度为20士2℃;

b.环境相对湿度不大于80%。

6. 2. 1.2主要设备

a.二等标准水银温度计；

b.电阻比电桥(应采用电压常数小于2、V/mm,阻尼时间不大于5s的外接检流计)；

c.恒温水槽(工作区域最大温差不应超过土0.1C);

d.冰点槽；

e.酒精低温槽(工作区域最大温差不应超过土O∙1C)。

6. 2.1. 3注意事项

a.在一25、0、+30、+60C4个温度点附近各选择一个测试点；

b.检验方法可参照JJGI30中第11条(5)、(6)两款中的有关规定；

c.测量时通入应变计敏感元件的电流应小于5mA。

6∙2∙2温度测量误差检验

应变计在一25、0、+30、+60C四个温度点附近的任一测试点的实际温度与通过实测电阻比和电阻值所计算的温度D之间的最大差值应满足5. 3条的要求。

注：1)见附录A。

6.2∙3 (TC时自由状态电阻比Zo检验

在温度测量误差检验(5. 2. 2款)时，实测的应变计OC时自由状态电阻比Z。应符合表 1的要求。

6.3绝缘电阻检验

应变计在5.4条规定的各项试验条件下，分别进行历时0. 5h的试验(试验时引出电缆端部应防止进水)。然后用额定直流电压为IoOV的兆欧表量测电路与密封壳体之间的绝缘电阻。其值应满足5. 4条的要求。

6.4过范围限检验

6. 4.1应变过范围限检验

将应变性能检验合格的应变计在测量范围上限值及下限值的1. 2倍的应变范围内进行应变性能检验，检验结果应满足5. 5.1条的要求。

6.4.2温度过范围限检验

将应变计先后置于一30C及+ 70C两种环境温度下，各恒温6h,当环境条件恢复至参比工作条件后，其性能应满足5. 5. 2条的要求。

6.5温度修正系数6检验

将应变计固定在一已知温度线膨胀系数的试验器上，然后将它放入冰点槽及恒温水槽中。在OC以及20、40、60。C三个温度点附近各选择一个测试点，测量各测试点稳定温度下的电阻比。应变计的温度修正系数6由下式算出：

厶 & /(Z₂ - Z₁)

6 =久一---ʃ--- (10)

式中瓦--试验器的线膨胀系数，”C-1；

T—最高温度JC ；

Z₂--最高温度时实测电阻比；

Z]——0℃时实测电阻比。

应变计的温度修正系数5应满足5. 6条的要求。

6.6电阻比变化量对电阻值影响的检验

将应变计安装于校准仪上，在20士2C的环境温度下恒温，待温度稳定后，采用表2中有关测试点及测试点间距的数据，自测量范围下限值依次拉伸应变计直至测量范围上限值为止，每到一测试点测读其电阻比与电阻值。电阻比变化量与电阻值之间的校准曲线应满足5. 7条的要求。

6.7应变计的弹性模数屍检验

将应变计一端固定，另一端施加轴向力，直至电阻比变化量达到IOoXO.01%左右时，按式（2）计算应变计的弹性模数，其值应满足5.8条的要求.

6.8稳定性检验

6. 8. 1高温稳定性

将应变计置于恒温箱内，逐渐升温至60C后恒温20天。当环境条件恢复至参比工作条件后，其性能应满足5. 9.1条的要求。

6∙8∙2长期稳定性

将应变计安装在校准仪上，在10〜30C的环境温度下拉伸至测量范围上限值后恒定 8h,再压缩至测量范围下限值后恒定8h,如此循环20个周期。试验后，其性能应满足5. 9. 2 条的要求。

6.9耐运输颠振性能检验

应变计按运输要求包装好后，直接固定在运输颠振试验台上。

按5.10条规定的频率。加速度和时间进行运输颠振试验。试验后，其性能应满足5.10 条的要求。

6. 10外观检验

用游标卡尺检验标距，其他用肉眼检验。

7检验规则

7. 1应变计须经制造厂技术检验部门按照出厂试验内容进行检验,并附有产品质量合格证书后才能出厂。

7.2出厂试验包括下列三项内容：

a.外观检验；

人按5.2条（对应变性能参数的要求）、5. 3条（温度测量误差）、5. 4条（绝缘电阻）的要求对每支应变计进行试验:

&对于材料及工艺相同的同批应变计，允许抽样按5. 5条（过范围限）、5. 6条（温度修正系数6）、5. 7条（电阻比变化量对电阻值的影响）、5. 8条（应变计的弹性模数E。）的要求进行试验。抽样数量应为该批总数的3%且不得少于5支。

7. 3型式试验系全面验证产品质量性能是否符合本标准第5章全部技术要求的试验。在下列情况下应进行型式试验：

a.在新产品定型时；

b.应变计在设计、工艺或使用材料上有重大改变时；

c.同类型产品对比时；

&停止生产一年以上的产品再次生产时；

e.正常生产的产品，每年应进行一次。

进行型式试验的样品数量应为该批总数的3%且不得少于5支。经试验，如发现有不合格者，应加倍抽样进行复试。复试如仍有不合格者，则本批产品的型式试验为不合格。

进行过型式试验的产品.如符合本标准要求，仍可出厂.

7.4用户有权检查产品质量是否符合本标准全部技术要求。

应变计自出厂之日起两年内，如性能低于本标准要求且系属生产质量问题时，应由厂方负责更换。

8标志、包装、运输、贮存

8.1应变计引出电缆端部应挂有厂牌，厂牌上应印有应变计的型号及工厂编号。

8.2每支应变计应带有产品检验卡片，卡片上应填有如下数据：

a.型号、规格及工厂编号；

b.测量范围的上限值、下限值；

c.最小读数人

d. OC时自由状态电阻比Zo;

e.温度测量范围；

f. OC时实测电阻值凡，0公时计算电阻值RK

g. OC以上的温度常数K', O C以下的温度常数K"；

h.温度修正系数6;

i.绝缘电阻；

j.制造日期。

8.3包装应包括内包装及外包装：

a.内包装为入库贮存的包装。将应变计和产品检验卡片一起进行内包装；

b.外包装是为出厂运输而进行的包装，将带有内包装的应变计放入外包装箱内。箱外表面标志应符合GB191,除应标明取货单位的名称地址和生产厂家等字样外，还应有"精密仪器、轻拿轻放''"防止受潮""向上"等标志。

8.4随同产品供应的技术文件

a.装箱清单:

b∙产品检验卡片；

c.产品技术说明书。

8.5拆箱后的应变计应贮存在不受日光的直接照射，周围空气不含有腐蚀性气体的房间内。贮存的环境应在应变计的温度测量范围内，环境的相对湿度不应大于85%。

附录A

差动电阻式传感器测量温度的参数（补充件）

Al差动电阻式传感器（以下简称传感器）电阻值与温度之间的校准曲线

当传感器的电阻不变时，传感器的电阻值与温度之间的校准曲线在其温度测量范围内用下式二次方程拟合时，可以得到小于0.1C的一致性误差。

R = RO（I + 如 + 階）（Al）

S——传感器在£'C时的电阻值，R;

Λo--传感器在OC时的实测电阻值，Q:

。--次项电阻温度系数，ct；

S—-二次项电阻温度系数，0一2。

同一种规格的传感器，一次及二次项的电阻温度系数a和F值取决于所用钢丝及传感器内部引线材料的性质，同一批材料作成的同一种规格的传感器具有相同的系数ɑ和8值。一般 α 约为 2. 89XlO^-3"C^-1, f 约为 2. 2×10~⁶Γ~²_o

A2校准曲线的拟合折线

二次的拟合曲线在使用上很不方便,而采用直线拟合在整个温度测量范围内误差太大。因此，根据温度测量精度的要求，并考虑到应用上的方便，对差动电阻式传感器系列产品的电阻温度校准曲线的拟合作如下规定：

a∙在零上温度测量范围内，以独立线性度方法作拟合宜线，如图AI中直线/>q,其方程式为：

R = Ro(I- ∙∣71) + RoS + 附1" (A2)

式中Tl——温度测量范围的上限值，C;

t——被测温度，E>OC。

规格	S-IOO	S-150	S-250
测试点数”	11	7	9
测试点间距(Itr6)	250	400	200