3.3 检验方法

3.3.1 力学性能检验

仪器力学性能检验根据检验的方法和所使用的设备不同，大致可以分成位移类、液位（液压）类、应力类、应变类仪器。

由于振弦式仪器的检验项目、检验条件、设备及检验方法可参照差动电阻式仪器进行。因此，这里主要介绍差阻式仪器的检验。差阻式仪器的检验方法如下。

（1）位移类仪器。仪器主要包括：多点位移计、测缝计、裂缝计和变形计等。

1） 试验条件和设备。

环境温度为10～30℃，并确保在整个检验过程中保持稳定，相对湿度不大于80%。设备主要包括：校正仪1台、百分表1块（或游标卡尺，量程根据位移计量程选择）、数字电桥1台、扳手2把、起子1把和记录纸笔等。

2）检验步骤。

①检验前预先将仪器在参比工作条件下放置24h以上。

②把仪器的电缆线按芯线颜色相应地接到水工比例电桥的接线柱上，测量并记录仪器自由状态下的电阻、电阻比及环境温度；夹紧后与自由状态下的电阻比变化不大于20×0.01%。在测量范围上、下限的1.2倍内预先拉压循环3次以上，直到测值稳定。仪器全量程内测试点应均布，且不少于6个。

③把百分表装到校正仪的表架上，移动表架使百分表的活动杆顶到位移计的一端中部，根据位移计的量程来决定预压长度，使百分表内小指针指到中部位置固定，调整表盘，使长指针指零。

④摇动校正仪手柄，将仪器预拉到仪器最大拉伸长度后，反摇手柄回零。继续反摇，压缩仪器到最大压缩长度。回摇手柄再回零，如此反复进行3次。

⑤记录仪器夹紧后和分级拉压时的电阻和电阻比，每级拉或压都测读数据。

3）指标计算。

①端基线性度。先将仪器下行至下限值量测电阻比之后，逐挡上行，并逐挡测试，全程共测得n个电阻比，后向下行，逐挡测试。同样，测得n个电阻比，共完成3次循环，分别计算下列各值：

各点总平均值按式（3-1）计算：

式中 （Z_u）_i——上行第i挡测点电阻比测值的平均值；

（Z_d）_i——下行第i挡测点电阻比测值的平均值。

各挡测点的理论值按式（3-2）计算：

式中 i——测点序号（0，1，…，n-1）；

Δz——量程上下限各自6次电阻比测值的平均值之差。

各测点电阻比测值的偏差按式（3-3）计算：

仪器端基线性度误差按式（3-4）计算：

式中 Δ₁——取δ_i的最大值。

②非直线度α₂。可利用本节端基线性度检验的测值计算非直线度，按式（3-5）计算：

式中 Δ₂——每一循环各测点上行及下行两个电阻比测值之间的差值取最大值。

③不重复性误差α₃。可利用本节端基线性度检验的测值计算不重复性误差，按式（3-6）计算：

式中 Δ₃——3次循环中各测点上行及下行的各自3个电阻比测值之间的差值，取最大值。

④最小读数f。可利用本节端基线性度检验的测值计算和检验各仪器的最小读数f，按式（3-7）计算：

式中 ΔL——相当于全量程的变形量，mm。

误差按式（3-8）计算：

式中 f_T、f_i——仪器厂家和用户检验的f值。

4）误差要求。力学性能检验的各项误差，其绝对值应不大于表3-2的规定。

（2） 液位（液压）测量仪器。这类仪器主要有渗压计、自记式水位计等。

1） 试验条件和设备。环境温度为10～30℃，并确保在整个检验过程中保持稳定；相对湿度不大于80%。主要设备包括：活塞式压力计、压力表（与渗压计量程相匹配）、数字电桥1台、扳手2把、起子1把和记录纸笔等。

2）检验步骤。

①将传感器小心地固定在活塞式压力计上。

②按照仪器的量程，将测试挡按等间距地划挡，仪器全量程内测试点应均布，且不少于6个。逐级加压和读取测值，并做好记录。

③按第②步方法进行正反行程3个循环。

3）指标计算。按式（3-1）～式（3-8）计算传感器的端基线性度、非直线度、不重复性误差、最小读数等指标，并按表3-2进行对比判定仪器是否合格。

（3）应力类仪器。仪器主要包括：钢筋计、锚索测力计、压力计和应力计等。

1） 试验条件和设备。环境温度为10～30℃，并确保在整个检验过程中保持稳定，相对湿度不大于80%。主要设备包括一级万能材料试验机以及与仪器类型对应的二次仪表。

2）检验步骤。

①将传感器小心地放在试验平台上。

②检验前应在测量范围上、下值的1.2倍内预先拉（压）循环3次以上，直至测值稳定。

③根据仪器的量程，将测试挡按等间距划挡，仪器全量程内测试点应均布，且不少于6个。逐级加压和读取测值（根据仪器测量的是力或者应力的区别，应做必要的换算），并做好记录。

④按第③步方法进行正反行程3个循环。

3）指标计算。按式（3-1）～式（3-8）计算传感器的端基线性度、非直线度、不重复性误差、最小读数等指标，并按表3-2进行对比判定仪器是否合格。

（4）应变类仪器。仪器主要包括：应变计、无应力计、钢板计等以应变量标示的仪器。

1） 试验条件和设备。环境温度为10～30℃，并确保在整个检验过程中保持稳定，相对湿度不大于80%。主要设备包括：校正仪、千分表以及与仪器类型对应的二次仪表。

2）检验步骤。

①将传感器两端固定在相应的校正仪上。

②把仪器的电缆线按芯线颜色相应地接到水工比例电桥的接线柱上，测量并记录仪器自由状态下的电阻、电阻比及环境温度；夹紧后与自由状态下的电阻比变化不大于20×0.01%。在测量范围上、下限的1.2倍内预先拉压循环3次以上，直到测值稳定。

③根据仪器的量程，将测试挡按等间距划挡，仪器全量程内测试点应均布，且不少于6个。逐级加压和读取测值（根据仪器测量的是力或者应力的区别，应做必要的换算），并做好记录。

④按第③步方法进行正反行程3个循环。

3）指标计算。按式（3-1）～式（3-8）计算传感器的端基线性度、非直线度、不重复性误差、最小读数等指标，并按表3-2进行对比判定仪器是否合格。

3.3.2 温度性能检验

（1）试验条件、设备及要点：

1）参比工作条件。环境温度为20℃±2℃，环境相对湿度不大于80%。

2）主要设备。二级标准水银温度计，自控恒温水槽，水工比例电桥，500V直流兆欧表。

3）检验要点。

①检验电阻时，仪器之间需8～10cm、直径小于3cm的碎冰层，用洁净的自来水（水与冰比例为1∶2）或蒸馏水。保证仪器在0℃情况下恒温2h，测值已稳定不变时再测读。

②检验温度系数时，仪器要测试浸入水下5cm，勿使仪器碰到加热器，保持温度变化在±0.1℃以内的情况下恒温1h以上，测值已稳定不变时再测读。

③在测记温度和电阻的同时，测量仪器的电阻比和绝缘电阻，并记录最低、最高温度时的电阻比和绝缘电阻。检验温度按表3-3分挡。

（2）电阻检验：

1）温度计直接测量时仪器的电阻。

2）差动电阻式仪器测量电阻后，均应按式（3-9）计算：

式中——计算电阻，Ω；

R ₀——实测电阻，Ω；

β——系数，由厂家提供；

T ₁——60℃（渗压计取40℃）。

（3）温度常数检验：

1）温度计的温度常数a按式（3-10）计算：

式中 a₀——铜丝材料的电阻温度系数，由厂家提供。

2）除温度计外，其他差动电阻式仪器的0℃以上和0℃以下的温度常数α′、α″分别按式（3-11）和式（3-12）计算：

式中 α——电阻温度系数，由厂家提供。

（4）温度绝缘检验。在进行温度性能检验时，测量温度达到量程上限时的仪器绝缘电阻；在进行0℃电阻检验时，测量仪器处于0℃时的绝缘电阻。

（5）检验要求。仪器温度性能检验后，各项指标与出厂系数计算结果之差的绝对值及绝缘电阻应满足表3-4要求。建议使用最小二乘法进行仪器计算电阻和温度常数的计算。

3.3.3 绝缘及耐水压性能检验

（1）主要设备。高压容器1个（根据试验要求选择合适的耐高压容器），水压机1台，1～2级压力表，量程根据需要选择，500V直流兆欧表，专用夹具及电缆引出管止水橡皮塞。

（2） 检验步骤。

1） 进行仪器绝缘度测试。绝缘电阻不小于200MΩ的仪器为初检合格仪器，将合格的仪器放入水中浸泡24h之后再测其绝缘度，绝缘电阻仍不小于200MΩ，认为仪器在无水压状态下具有防水能力。

2） 将初检合格的仪器放入压力容器，把电缆线从出线孔引出，将封盖关好。用高压皮管将泵与压力容器连接，启动压力泵，使压力容器充水，待水从压力表安装孔溢出，排除压力容器内所有的空气后，再安装上同级别标准压力表，拧紧电缆出线孔螺丝。

3） 加压设备给高压容器内仪器进行压水，加压到最高试验压力，观测密封情况是否完好。

4） 压水持续时间不少于0.5h，用500V直流兆欧表测仪器的绝缘度（振弦式仪器使用100V兆欧表测试），绝缘电阻不小于200MΩ为防水性能合格。

3.3.4 电缆检验

（1）电缆检验前的准备工作。

1）用万用表检查电缆的通电情况、检验芯线的电阻值大小。

2）用兆欧表检查芯线间的绝缘性、芯线与屏蔽线间的绝缘性。

3）根据技术要求检查电缆的结构、材料、芯线精细等要素。

4）将电缆在压力容器中0.5～2MPa水压力下浸泡24h后，用兆欧表检查芯线间的绝缘性、芯线与屏蔽线间的绝缘性，以判断电缆的耐水压性能。

电缆采取抽检的方式进行检验，抽样的数量为检验批的10%，同生产厂家、同型号、同批出厂的电缆为一检验批，其余所有电缆线进行通电和绝缘性测试。

（2）检验内容步骤。

1）检查电缆在100m内有无接头。

2）用数字电桥分别测量电缆的芯线黑、蓝、红、绿、白的电阻，单芯电阻测值不超过3Ω/100m。每100m电缆芯线之间的电阻差值不大于单芯电阻的10%。

3）用500V直流电阻表测量电缆各芯线间的绝缘电阻，测值应不小于100MΩ。

4）电缆和电缆接头在温度为-25～60℃，承受水压为2.0MPa时，绝缘电阻不小于100MΩ。