JJF 1311-2011 国家检定校准 规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF1311—2011固结仪校准规范CalibrationSpecificationforOedometers2011-09-14发布2011-12-14实施国家质量监督检验检疫总局发布JJF1311—2011固结仪校准规范췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍JJF1311—2011CalibrationSpecificationforOedometers췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年9月14日批准,并自2011年12月14日起施行。归口单位:全国力值硬度计量技术委员会主要起草单位:陕西省建筑科学研究院参加起草单位:西安长庆科技工程有限责任公司南京土壤仪器厂有限公司本规范委托全国力值硬度计量技术委员会负责解释JJF1311—2011本规范主要起草人:刘瑞芝(陕西省建筑科学研究院)张阳(陕西省建筑科学研究院)杨兆民(陕西省建筑科学研究院)参加起草人:王治军(西安长庆科技工程有限责任公司)侯大勇(西安长庆科技工程有限责任公司)钟伟勇(南京土壤仪器厂有限公司)JJF1311—2011目录范围……………………(1)引用文献………………(1)概述……………………(1)计量特性………………(2)1234环刀…………………(2)透水板………………(2)杠杆式固结仪鉴别力阈……………(3)输出力值相对误差…………………(3)测量装置……………(3)4.14.24.34.44.5校准条件………………(3)5环境条件……………(3)校准用标准器具和校准项目………(3)5.15.2校准方法………………(3)6环刀内径、外径、高度……………(3)透水板直径…………(4)杠杆式固结仪鉴别力阈校准方法…………………(4)输出力值相对误差…………………(4)测量装置的校准……………………(5)6.16.26.36.46.5校准结果表达…………(5)复校时间间隔…………(5)78附录A校准证书内页格式……………(6)附录B固结仪输出力测量结果不确定度评定示例…………………(7)附录C固结仪校准记录………………(10)JJF1311—2011固结仪校准规范范围12本校准规范适用于轴向力不大于12kN的杠杆式固结仪和气压式固结仪的校准。引用文献GB/T4935.1—2008土工试验仪器土工试验仪器固结仪固结仪第1部分:单杠杆固结仪第2部分:气压式固结仪/GBT4935.2—2009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。概述3固结仪是土壤压缩性试验仪器。固结仪按结构可分为杠杆式固结仪和气压式固结仪(见图1、图2)。杠杆式固结仪原理是用砝码通过杠杆对土壤试样施加轴向压力;气压式固结仪原理是通过气压控制器对土壤试样施加轴向压力,来测定土壤试样的轴向变形与压力的关系和变形与时间的关系,以供计算土壤的单位沉降量、压缩系数、回弹系数、压缩模量及固结系数等。图1杠杆式固结仪1—百分表;2—传压板;3—透水板;4—土壤试样;5—环刀;6—加压框架;7—杠杆;8—砝码;9—平衡锤1JJF1311—2011图2气压式固结仪1—计算机;2—气压控制器;3—位移传感器;4—容器;5—加荷装置计量特性4环刀4.1环刀内径、外径、高度允差见表1。表1环刀内径、外径、高度允差项目名称环刀内径规格/mm最大允许误差/mm61.8079.80±0.05±0.060.00-0.0765.0083.0020.00环刀外径环刀高度0.00-0.08+0.050.00透水板4.2透水板直径允差见表2。表2透水板直径允差环刀规格/cm2规格/mm最大允许误差/mm上透水板下透水板上透水板下透水板ϕ61.30ϕ61.80ϕ79.30ϕ83.0030500.00-0.502JJF1311—2011杠杆式固结仪鉴别力阈4.3在平衡后不超过最大输出力值的0.02%。输出力值相对误差4.4杠杆式固结仪输出力值为最大值的2.5%及其以上时,输出力值相对误差不超4.4.1过±1.0%。4.4.2气压式固结仪输出力值的最大允差如表3所示。表3气压式固结仪输出力值误差试样面积/cm2试验力/N最大允许误差30503050≤300≤500>300>500绝对误差:±3N绝对误差:±5N相对误差:±1%相对误差:±1%测量装置4.54.5.14.5.2百分表的量程(0~10)mm,分度值0.01mm,示值最大允许误差0.02mm。位移测量装置示值最大允许误差为±0.3%FS。校准条件5环境条件5.1温度:(20±10)℃。5.1.15.1.2相对湿度:不大于80%RH。校准用标准器具和校准项目(表4)5.2表4校准用标准器具和校准项目序号标准器具技术特性校准项目鉴别力阈输出力值标准测力仪①0.3级1()百分表0~25mm百分表检定仪孔径千分尺千分尺2345示值误差0.004mm位移测量装置()60~80mm示值误差±0.01mm环刀内径、外径、高度≥100mm示值误差±0.01mm透水板直径≥150mm游标卡尺示值误差±0.02mm①:标准测力仪重量不能超过容器重量。校准方法6环刀内径、外径、高度6.13JJF1311—2011环刀内径6.1.1用孔径千分尺在环刀的内壁上测量一次,结果应符合表1的要求。环刀外径6.1.2用千分尺在环刀的外壁上相互垂直的两个方向测量并取平均值,结果应符合表1要求。的环刀高度6.1.3用游标卡尺测量环刀高度,均匀分布选三个位置测量并取平均值,结果应符合表1的要求。透水板直径6.2用游标卡尺在透水板的外径上相互垂直的两个方向测量,取平均值。杠杆式固结仪鉴别力阈校准方法6.3调平杠杆到水平位置,把标准测力仪放入加压框架下,对正接触后调至零位,按杠杆最大输出力值的0.02%除以杠杆比后的砝码值为负荷,施加在砝码盘上,标准测力仪指示值应有力值反应,可认为鉴别力阈符合要求。输出力值相对误差6.4杠杆式固结仪输出力值6.4.1取杠杆式固结仪最大输出力值约2.5%、50%、100%三个校准点,施加相应的砝码,每个校准点进行3次,3次读数的算术平均值作为该点的输出力值。校准方法:把标准测力仪放入加压框架下,对正接触后,施加1kPa预压力,将标准测力仪上的指示值调至零位,按照校准点的负荷力值,依次施加相应的砝码并调平衡,待指示值稳定后读数。重复此过程,每个校准点进行3次,3次读数的算术平均值作为该点的输出力值。(注:在土样面积30cm2时,1kPa预压力对应于3N;50cm2时,1kPa预压力对应于5N。)气压式固结仪输出力值6.4.2气压式固结仪从最大输出力值约2.5%至最大输出力值,取校准点不少于5点,尽可能均匀分布,施加相应的压力负荷,每个校准点进行3次,3次读数的算术平均值作为该点的输出力值。校准方法:把标准测力仪放入加压框架下,对正接触后,进行平衡自重,将标准测力仪上的指示值调至零位,按照校准点的压力负荷,依次施加相应的压力,待指示值稳定后读数。重复此过程,每个校准点进行3次,3次读数的算术平均值作为该点的输出力值。(注:平衡自重———试验前,用于抵消仪器活塞、容器及土样等重量的过程。)根据上述校准所得数值按公式()计算固结仪输出力值相对误差δ。16.4.3δ=F-Fi×100%(1)Fi式中:F———固结仪输出力值;———在第i校准点上,标准测力仪3次测量的算术平均值。Fi4JJF1311—2011测量装置的校准6.5百分表按照JJG34—2008《指示表(指针式、数显式)》校准。6.5.16.5.2位移测量装置参照JJG34—2008《指示表(指针式、数显式)》校准。校准结果表达7仪器经校准后,出具校准证书。校准证书内页格式见附录A。复校时间间隔8由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等因素所决定,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。建议不超过1年。5JJF1311—2011附录A校准证书内页格式测量范围序号温度湿度仪器编号℃%RH校准项目技术要求/mm校准结果/mm61.80±0.0579.80±0.06内径环刀0.0065.00-0.070.001外径高度83.00-0.08+0.0520.000.00上透水板下透水板上透水板下透水板ϕ61.30ϕ61.80ϕ79.30ϕ83.0030cm2透水板0.00-0.50250cm2杠杆式固结仪鉴别力阈有力值反应34百分表按照JJG34—2008《指示表位移测量装置(指针式、数显式)》校准杠杆式固结仪输出力值±1.0%±3N±1%≤300N>300N≤500N>500N气压式固结仪输出30cm25±5N±1%50cm2力值校准地点:测量不确定度:6JJF1311—2011附录B固结仪输出力测量结果不确定度评定示例概述B.1B.1.1B.1.2B.1.3B.1.4B.1.5测量方法:依据JJF1311—2011《固结仪校准规范》。环境条件:温度为(20±10)℃,相对湿度不大于80%。测量标准:0.3级标准测力仪,相对最大允许误差为±0.3%。被测对象:固结仪测量过程在规定环境条件下,固结仪对标准测力仪施加负荷至控制测量点,可得到与控制压力对应的标准测力仪示值,该过程连续进行3次,以固结仪标准力值减去标准测力仪3次示值的算术平均值,即得该测量点固结仪的输出力值误差。数学模型B.2建模B.2.1ΔF=F-Fi式中:ΔF———固结仪的输出力值误差,;kNFii———在第校准点上,标准测力仪3次测量的算术平均值,;kNF———固结仪输出力值对应的标准力值,kN。灵敏系数B.2.2c1=췍ΔF=1췍Fic2=췍ΔF=-1췍F不确定度来源分析B.3测量重复性误差引起的标准不确定度为u1。标准测力仪误差引起的标准不确定度为u2。B.3.1B.3.2输入量的标准不确定度评定B.4输入量Fi的标准不确定度u(Fi)的评定B.4.1输入量F的标准不确定度来源主要是固结仪的输出力值重复性误差。单次测量标准差Rs=1.69式中:R———3次测量的极差值。实际以3次测量值的算术平均值为测量结果,可得到:u1=sn(n为测量次数)7JJF1311—2011则()uF=u1i例:杠杆式固结仪(2)压力为50kPa150N()时,输入量F췍的标准不确定30cm度评定如下:序号123示值/N149.1149.6149.0单次试验标准差R0.61.691.69=0.355(N)s==实际以该3次测量值的算术平均值为测量结果,可得到:u1=s=0.355=0.205N()(n为测量次数)n3则()uF=0.205i输入量F的标准不确定度u()F的评定B.4.2输入量F的标准不确定度u2主要由标准测力仪的误差引起。标准测力仪检定证书给出的相对最大允许误差为±a,假设服从均匀分布,取包含因子k=3,标准不确定度为:u()F=a3例:杠杆式固结仪(2)压力为50kPa150N()时,输入量F的标准不确定30cm度评定如下:a=0.3%×150=0.260N()33u()F=合成标准不确定度的评定B.5标准不确定度汇总表B.5.1表B.1标准不确定度汇总表标准不确定度值R标准不确定度不确定度来源cc·u(xi)ii测量重复性引起的标准不确定度R()=0.2051=0.2051.693uFi1.693标准测力仪误差引起的标准不确定度aa=0.2603u()F=0.260-13合成标准不确定度的计算B.5.2合成不确定度可按下式得到:é췍ΔFù2éù2ú췍ΔF췍F()·uF()úêêêë·uF[()]()ú=cuF2c2[()]+cuF2uΔF=+iêú1i2ë췍Fûûi=0.2052+0.2602=0.110(N)2扩展不确定度的评定B.6取包含因子k=2,扩展不确定度为U=k×uc(ΔF)=2×0.331=0.662N()8JJF1311—2011相对扩展不确定度为/Urel=k×uc(ΔF)/F=0.662150=0.004其他不确定度评定B.7同理,固结仪其他不确定度评定如表B.2~表B.5所示。表B.2杠杆式固结仪(2)))30cm不确定度u1u2ucUUrel施加压力50kPa(150N)0.2050.1870.2604.1528.3040.3314.1568.3040.6628.31216.6080.0040.0030.003800kPa(2400N)1600kPa(4800N)0.091表B.3杠杆式固结仪(50cm2不确定度u1u2ucUUrel施加压力25kPa(150N)0.1150.2163.4606.9200.2453.4686.9360.4906.93513.8720.0040.0030.003400kPa(2400N)0.231800kPa(4800N)0.476表B.4气压式固结仪(30cm2不确定度u1u2ucUUrel施加压力50kPa(150N)100kPa(300N)0.2520.1000.2600.5192.0764.1528.3040.3620.5292.2844.3458.3980.7241.0584.5688.69016.7960.0050.0040.0040.0040.003400kPa(1200N)0.953800kPa(2400N)1.2791600kPa(4800N)1.253表B.5气压式固结仪(2)50cm不确定度u1u2ucUUrel施加压力50kPa(150N)100kPa(300N)0.2940.3210.4330.8653.4606.92013.8400.5230