混凝土氯离子电通量和扩散系数测定仪校准方法研究

1、 福 建 省 地 方 计 量 技 术 规 范 JJF（闽）10532012 混凝土氯离子电通量和扩散系数测定仪校准规范Calibration Specification for Apparatus to Determine Chloride Coulomb Electric Flux and Rapid Chloride Migration Coefficient of Concrete 2012-09-01发布 2012-12-01实施 福建省质量技术监督局 发 布JJF (闽)10532012混凝土氯离子电通量和扩散系数测定仪校准规范Calibration Specification fo

2、r Apparatus to Determine Chloride Coulomb Electric Flux and Rapid chloride Migration Coefficient of Concrete 归 口 单 位：福建省质量技术监督局 主要起草单位：福建省计量科学研究院 参加起草单位：绍兴市容纳测控技术本规范委托起草单位负责解释本规范主要起草人：黄 洪 （福建省计量科学研究院）张杰梁 （福建省计量科学研究院）吕光明 （福建省计量科学研究院）方 杰 （福建省计量科学研究院）参加起草人：陆国良 （绍兴市容纳测控技术） 目 录 引言11 范围22 引用文献23 概述24 计量特性

3、34.1 基本误差34.2 输出电压稳定度34.3 试验持续(保持)时间34.4 绝缘电阻34.5 工频耐压试验35 校准条件35.1 环境条件35.2 校准用主要设备46 校准项目和校准方法46.1 校准前的准备工作46.2 基本误差校准56.3 试验持续(保持)时间的校准76.4 输出电压稳定度77 校准结果表达78 复校时间间隔8附录A电通量仪（或RCM测定仪）校准记录格式9附录B电通量仪（或RCM测定仪）校准结果内页格式11附录C电通量仪（或RCM测定仪）示值误差不确定度评定实例12引 言本规范参考了JJF 1001通用计量术语及定义、JJF 1059测量不确定度评定与表示等国家计量技

4、术规范，并按JJF 1071国家计量校准规范编写规则的要求进行编写。在编写的过程中，按照GB 3102.4 热学的量和单位和GB 3102.5电学和磁学的量和单位的要求对各物理量和单位进行正确描述。在技术参数上，参考了GB/T 50082普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准、JG/T 261混凝土氯离子电通量测定仪、JG/T 262混凝土氯离子扩散系数测定仪和JC/T 1086水泥氯离子扩散系数检验方法中的部分条款。混凝土氯离子电通量和扩散系数测定仪校准规范1 范围本规范适用于混凝土氯离子电通量测定仪(以下简称“电通量仪”)和混凝土氯离子扩散系数测定仪(以下简称“RCM测定仪”)的校准。2

5、 引用文献本规范引用了下列文献：JJF 1001 通用计量术语及定义JJF 1059 测量不确定度评定与表示JJF 1071 国家计量校准规范编写规则JG/T 261-2009 混凝土氯离子电通量测定仪JG/T 262-2009 混凝土氯离子扩散系数测定仪JC/T 1086-2008 水泥氯离子扩散系数检验方法GB/T 50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB 4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求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。3 概述电通量仪和RCM测

6、定仪都是用于测定混凝土抗氯离子渗透性能的试验仪器。电通量仪的基本原理是：通过给混凝土试件两端施加一定的直流电压,然后采集流过混凝土试件的电流,通过积分计算出固定时间内通过混凝土的电通量，并根据电通量来反映混凝土的抗氯离子渗透性能。RCM测定仪的基本原理是：通过给混凝土施加外电场，加速氯离子在混凝土中的迁移速度,然后结合化学分析，测定一定时间内氯离子在混凝土中的渗透深度, 再结合计算公式得出氯离子在混凝土中的扩散系数，并通过扩散系数来反映混凝土的抗氯离子渗透性能。4 计量特性4.1 基本误差表1 电通量仪和RCM测定仪允许误差技术参数允许误差电通量仪RCM测定仪输出电压±0.1V

7、77;0.1V采样电流±0.25%±0.1mA温 度±0.3±0.2注： 通常情况下，电通量仪的输出电压为60V, 对输出电压进行校准时，负载电阻选择5k，对采样电流进行校准时，负载电阻分别选择500、1000和3000；RCM测定仪的输出电压为10V、15 V、20 V、25 V、30 V、35 V、40 V、50 V、60 V，对输出电压进行校准时，负载电阻分别选择100、200、300、400、600、800、1200、1600、3000，对采样电流进行校准时，负载电阻分别选择300、1000和2000。电通量仪（或RCM测定仪）输出电压校准点和负

8、载电阻值可根据用户要求或仪器说明书中输出电压和采样电流的测量范围进行选择。 4.2 输出电压稳定度保持周围环境条件不变和输出电压不作调整，在5min内，电通量仪(或RCM测定仪)的校准点读数改变应不大于0.1V。4.3 试验持续（保持）时间 电通量仪(或RCM测定仪)的试验持续(保持)时间在1h内的最大误差应不超过±2s。4.4 绝缘电阻在非工作状态下，电通量仪(或RCM测定仪)的电源端子对机壳的金属部分在500V直流电压下的绝缘电阻值不应低于20 M。4.5 工频耐压试验 电通量仪(或RCM测定仪) 输入端对机壳之间施加50Hz、2.5kV正弦波电压，历时1min，应无闪烁、飞弧、

9、击穿现象。 5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 环境温度：1530；5.1.2 相对湿度: 不大于85%； 5.1.3 应无影响电通量仪(或RCM测定仪)正常工作的外电场、外磁场； 5.1.4 供电电源：交流电压应为220(1±10%)V，频率应为50(1±1%)Hz。5.2 校准用主要设备5.2.1 直流数字电压表直流数字电压表在实际测量范围内的允许误差应不超过电通量仪（或RCM测定仪）输出电压允许误差的1/5。5.2.2 直流数字电流表直流数字电流表在实际测量范围内的允许误差应不超过电通量仪（或RCM测定仪）采样电流允许误差的1/5。5.2.3 标准温度计温度校准装

10、置的扩展不确定度(k=2)应不超过电通量仪（或RCM测定仪）温度允许误差的1/3。5.2.4 电子秒表 电子秒表在时间间隔为1h时的最大允许误差为±0.1s。5.2.5 耐电压测试仪耐压测试仪的准确度等级应不低于5级。5.2.6 绝缘电阻表绝缘电阻表的准确定等级应不低于10级。5.2.7 校准装置、环境条件、辅助设备等应能保证校准时的扩展不确定度(k=2)不超过电通量仪（或RCM测定仪）准确度等级的1/3。6 校准项目和校准方法6.1 校准前的准备工作6.1.1 外观和通电检查6.1.1.1 外观检查，不能有影响工作性能的机械损伤，电通量仪(或RCM测定仪)上应标有产品名称、型号、生

11、产厂家(商标)、出厂编号等。6.1.1.2 电通量仪(或RCM测定仪)应具有实时显示端口电压、电流、试验历时等参数功能。6.1.1.3 按说明书规定接通电源，经过30min预热后，应能正常工作。6.1.2 耐压绝缘试验6.1.2.1 绝缘电阻的测定将绝缘电阻表的L、E测量端分别与校验仪的工作电源端子和外壳相连接。6.1.2.2 工频耐压试验将耐压测试仪的漏电保护动作电流置于5mA，两测试端分别与校验仪的工作电源端子和外壳相连接。调节试验电压平稳上升到2.5kV，历时1min试验。6.2 基本误差校准6.2.1 输出电压的校准电通量仪(或RCM测定仪)输出电压的校准应在带载状态下进行。一般情况下

12、，电通量仪输出电压校准点应至少包括60V点, RCM测定仪输出电压校准点应至少包括10V、15 V、20 V、25 V、30 V、35 V、40 V、50 V、60 V等9个点；特殊情况下，可根据客户要求进行选择。用直流数字电压表对电通量仪（或RCM测定仪）的输出电压进行校准时，按图1进行接线。图1 电通量仪（或RCM测定仪）的输出电压校准接线图电通量仪（或RCM测定仪）的输出电压示值误差按式（1）或式（2）计算： (1) 式中： V电通量仪(或RCM测定仪) 输出电压示值误差； V 电通量仪(或RCM测定仪)直流电压输出值； V0 直流数字电压表读数值。 (2) 式中： V电通量仪(或RCM

13、测定仪) 输出电压的相对误差； V 电通量仪(或RCM测定仪)直流电压输出值； V0 直流数字电压表读数值。6.2.2 采样电流的校准用直流数字电流表对电通量仪(或RCM测定仪)的采样电流进行校准时，按图2进行接线。一般情况下，电通量仪(或RCM测定仪)采样校准点应根据表1中规定的进行选择；校准点亦可根据用户要求进行选择，但不得少于3个校准点。校准时，应充分考虑负载电阻的额定功率。电通量仪(或RCM测定仪)的采样电流示值误差按式(3) 或式（4）计算： (3) 式中：电通量仪(或RCM测定仪) 采样电流示值误差；电通量仪(或RCM测定仪)采样电流显示值； 直流数字电流表读数值。 (4) 式中：

14、电通量仪(或RCM测定仪) 采样电流的相对误差；电通量仪(或RCM测定仪)采样电流显示值； 直流数字电流表读数值。图2 电通量仪(或RCM测定仪)的采样电流校准接线图6.2.3 温度的校准将电通量仪(或RCM测定仪)温度传感器与标准水银温度计（或标准铂电阻温度计）置入恒温槽中，待读数稳定后读取相应的温度值。一般情况下，电通量仪(或RCM测定仪)温度的校准点应包括5、25、50、95等4个温度点。在特殊情况下，可根据用户要求选择。读数时，应按以下顺序进行：标准被校1被校2被校n标准标准被校1被校2被校n标准电通量仪(或RCM测定仪)的温度示值误差按式(5)计算： (5) 式中： 电通量仪(或RC

15、M测定仪)某一通道的示值误差；电通量仪(或RCM测定仪)某一通道两次温度显示值的平均值；标准水银温度计（或标准铂电阻温度计）四次读数的平均值；标准水银温度计（或标准铂电阻温度计）的修正值。6.3 试验持续（保持）时间的校准试验持续（保持）时间的校准可与输出电压或采样电流的校准同时进行。一般情况下校准时间间隔为1h，试验持续（保持）时间间隔亦可根据用户要求进行选择。电通量仪(或RCM测定仪)时间间隔的示值误差按式(6)计算： (6)  式中： 电通量仪(或RCM测定仪)试验持续(保持)时间间隔的示值误差；电通量仪(或RCM测定仪)试验持续(保持)时间间隔设定示值；试验持续(保持）时间间

16、隔实际值。6.4 输出电压稳定度按图1进行接线，调节电通量仪(或RCM测定仪)输出电压到60V(或30V)，在5min内读取直流数字电压表的最大值和最小值，并按式(7)计算出电通量仪(或RCM测定仪)输出电压稳定度。 (7)式中： 电通量仪(或RCM测定仪)输出电压稳定度； 电通量仪(或RCM测定仪)输出电压最大值； 电通量仪(或RCM测定仪)输出电压最小值。7 校准结果表达 经校准的校验仪出具校准证书，校准证书应包括以下信息： a）标题：校准证书；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准)d）校准证书编号，页码及总页数；e）送校单位的名称和地址；f）被校仪器名称、制

17、造厂、型号规格及出厂编号；g）进行校准的日期；h）校准依据、包括名称及代号； i）校准所使用的计量标准及有效期；j）校准时环境的描述；k) 校准项目的校准结果及其测量不确定度；l）校准证书签发人的签名、核验人的签名、批准人的签名以及签发日期；n) 校准结果仅对被校对象有效的声明；m）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。8 复校时间间隔电通量仪（或RCM测定仪）的复校时间间隔可根据具体使用情况由用户确定，建议复校时间间隔不超过1年。附录A 电通量仪(或RCM测定仪)校准记录格式委托单位记录编号样品名 称型号规格 测量范围制造厂出厂编号准 确 度标准器名 称型号规格出厂编号证书号技术

18、特征技术依据温 度 校准地点相对湿度 %校准结果：外观和通电检查：绝缘电阻： 耐压试验：基本误差：输出电压：输出电压值(V)电压实际值(V)通道1通道2通道3通道4通道5通道6输出电压稳定度：试验通道时间间隔(min)试验电压(V)(V)(V)Sv(V)123456采样电流：电流实际值(mA)电流显示值(mA)通道1通道2通道3通道4通道5通道6 电通量仪(或RCM测定仪)校准记录格式（续）委托单位记录编号温度： 项 目 校准点()标准温度计示值()电通量仪或RCM测定仪各通道显示值()标准温度计示值()12345612平均值修正值实际值12平均值修正值实际值12平均值修正值实际值12平均值修

19、正值实际值试验持续（保持）时间：设定值(s)实际值(s)本次校准结果的扩展不确定度：校准员： 核 验 员： 校准日期： 附录B 电通量仪(或RCM测定仪)校准结果内页格式一、 外观及通电检查： 二、 绝缘电阻： 三、 耐压试验： 四、 基本误差：输出电压：输出电压值(V)电压实际值(V)通道1通道2通道3通道4通道5通道6输出电压稳定度：试验通道时间间隔(min)试验电压(V)(V)(V)Sv(V)123456采样电流：电流实际值(mA)电流显示值(mA)通道1通道2通道3通道4通道5通道6温度：标准值()温度显示值()通道1通道2通道3通道4通道5通道6试验持续（保持）时间：设定值(s)实际

20、值(s)本次校准结果的扩展不确定度： 附录C电通量仪示值误差不确定度评定实例 C1电通量仪输出电压值测量结果不确定分析C1.1概述 C1.1.1 测量环境：温度1530，相对湿度不大于85%。C1.1.2 测量标准：8846A型数字多用表。C1.1.3 被测对象：电通量仪第1通道60V输出值。C1.1.4 测量方法：将电通量仪的电压输出端与标准器的电压对应端相接，采用直接测量法进行测量。 C1.2 数学模型 (C 1.1)  式中: 示值误差；电通量仪输出电压值；标准数字多用表读数值。 C1.3 标准不确定度分量的评定C1.3.1测量重复性引入的不确定度将数字多用表作为标准器，在10

21、0V直流电压档对电通量仪（或RCM测定仪）的输出电压进行测试，在重复条件下进行10次独立测量得到测量数据如表A1.1所示。 表A1.1 次数电压值(V)次数电压值(V)160.03660.03260.03760.06360.05860.03460.03960.04560.021060.05根据公式 (C 1.2)可得：u(Ux)=0.013V。C1.3.2标准器引入的不确定度按数字多用表说明书的技术要求，实验室环境温度为(23±5)时，最大允许误差=±(测量值的0.0038%+量程的0.0006%)，当校准点为60V时，选择100V档，可得=±(60×0.0038%+100×0.0006%)V=±0.00278V，区间的半宽a=0.00278V，由该仪器的最大允许误差导致的不确定度可按均匀分布估计为：u(U0)=a/k= 0.00278V/=0.002V。A1.4 不确定度分量一览表表A1.2 序号来源符号ui（V）灵敏系数1测量重复性u(Ux)0.01312标准器u(U0)0.002-1C1.5 合成标准不确定度VC1.6 扩展不确定度在电通量仪输出电压为60V时的扩展不确定度：