JJF(鄂) 176-2025 视觉位移测量仪校准规范（试行）

视觉位移测量仪校准规范(试行)CalibrationSpecificationforVisualDisplacement2025-11-27发布2026-03-01实施视觉位移测量仪校准规范(试行)杨文睿(湖北特种设备检验检测研究院)张倬权(湖北特种设备检验检测研究院)程国华(湖北轨道交通设计研究股份有限公司)肖新辉(湖南工业大学)田宏图(郑州铁路科技发展有限公司)黄斯炎(武汉武桥朗清测控科技有限公司)王金峰(武汉地铁集团有限公司)杨洪菊(武汉武桥朗清测控科技有限公司)王佟(武汉北斗锐视技术有限公司)夏舸(武汉北斗锐视技术有限公司)富宇(武汉北斗锐视技术有限公司)赵萌(湖北轨道交通设计研究股份有限公司)唐飞(湖北轨道交通设计研究股份有限公司)郑成刚(湖北轨道交通设计研究股份有限公司)于传超(湖北轨道交通设计研究股份有限公司)方璨(城盾隧安地下工程有限公司)王彦杰(城盾隧安地下工程有限公司)王惠蕾(城盾隧安地下工程有限公司)廖凯(中铁西南科学研究院有限公司)刘雯亮(深圳市鹏锦科技有限公司)李兆超(湖南工业大学)张海萍(湖南工业大学)陈方怀(湖南工业大学)罗媛(湖南工业大学)鲁乃唯(长沙理工大学)赵豫鄂(武汉武桥朗清测控科技有限公司) I 12引用文件 14概述 15计量特性 25.1位移测量示值误差 25.2边缘成像示值误差 25.3数据重复性 26校准条件 6.1环境条件 6.2校准用仪器设备 37校准项目和校准方法 7.1校准项目 37.2校准前的准备 3 48校准结果表达 69复校时间间隔 710期间核查 7 8 B.1校准证书内页参考格式 B.2校准证书内容 IJJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本校准规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。1件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3.1测点标靶measurementpointtarget3.2基准标靶benchmarktarg3.3位移微动装置displacementmicromotiondevi3.5视野范围(FOV)fieldofview2①——摄像单元和距离测量单元；②——测点标靶和基准标靶；③——处数据④——云端处理；⑤——数据展示单元；⑥——拍视觉位移测量仪的基本原理是通过比较画面中测点标靶和基准标靶的像素变化3室外环境中，测量标准差不大于1.0mm。6校准条件6.1环境条件b)环境湿度：不大于85%RH;c)周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动；d)室内环境中地面反射照度≤5001x,室外环境中地面反射照度≥20001x。如果校准用仪器设备规定了正常使用的环境条件，应符合其规定。6.2校准用仪器设备6.2.1试验器具a)距离测量器具：量程应满足送检仪器标称最远观测距离，测距误差不超过1mm+1‰o*d,d为测量距离；b)位移微动装置：有效微动范围0~50mm,最大允许误差(MPE)≤0.03mm;6.2.2其他参数送检单位应提供仪器分辨率、标称最远观测距离、FOV、标靶尺寸。其中送检仪器上应具备固定标识点，用于确定观测起点的位置。7校准项目和校准方法7.1校准项目视觉位移测量仪校准项目见表1。校准项目技术要求条款号校准方法条款号123注：校准时选取适用的项目进行校准。4被测仪器不应有影响正常工作的机械损伤，外观无明显锈蚀，灰尘、水汽情况，指示灯及开关按钮正常。应具有清晰的标识铭牌，至少包括制造商的名称、型号和序列号等，其仪器摄像单元成像清晰。测点标靶和基准标靶图案、标识或光源应清晰无破损。7.3.1位移测量示值误差室内与室外的实验操作方法一致，此处以室内为例。1)确定测量点位。其中A点为观测起点，用距离测量器具标定距离A点1/4d处为测点1,距离A点1/2d处为测点2,距离A点d处为测点3,d为仪器标称最远观测距离。2)将设备本体及标靶按照图2的系统布设图进行布置。其中A点为送检仪器摄像机位置，在测点1、测点2、测点3处分别放置标靶，并使用位移微动装置固定。位移微动装置的横纵向位移量应归零。Ad3)待全部设备静置5分钟后，依次调整3个测点标靶处位移微动装置的横纵位移量，使标靶横向和纵向分别移动1mm,整体标靶调整结束且稳定5分钟后，开始读数并记录，选取同一时间段(一般取1分钟)内三处测点数据中示值偏差最大值作为该点读数，每个点位横向和纵向各取1次。4)重复上述第三步操作，依次调整距离为4mm、16mm、48mm,每次调整后读数记5)依次对记录的3个测量点位、4个位移量，共计12个横向位移数据和12个纵向位移数据进行分析，按式(1)计算示值误差，其结果应满足5.1性能要求。5室内与室外的试验操作方法一致，试验步骤如下：1)将设备本体及标靶按照图2中的A点和B点(测点3)布置，其中在B点处采用位移微动装置固定3个测点标靶(位移微动装置应已归零),分别为测点a、测点b和测点c,3个测点按照相机画幅最大畸变方向排列。其中，测点a和测点c处标靶分别距离画面边缘1个测点标靶成像尺寸，测点b处标靶与主光轴的距离不大于1/4倍FOV。具体如图3所示。测点b□视野范围测点c2)设备开机并预热1分钟后，记录3个测点的初始值。63)分别操作3个测点处标靶位置的微动装置，使3个标靶分别向画幅最大畸变方向移动1mm。整体标靶调整结束且稳定5分钟后，开始读数并记录，选取同一时间段(一般取1分钟)内三处测点数据中示值偏差最大值作为该点读数并记录。4)重复步骤(3),分别移动4mm、16mm、48mm,记录相应结果，并按式(2)计算示值误差，其结果应满足5.3要求。室内与室外的试验操作方法一致，试验步骤如下：1)将设备本体及标靶按照图2中的A点和B点(测点3)布置，将B点处测点标靶的横向和纵向分别调整5.0mm。2)待设备调整结束且稳定5分钟后，连续采集30次数据。3)按照式(3)计算标准差，其结果应满足5.3要求。8校准结果表达8.1校准记录校准记录应尽可能详尽记载测量数据和计算结果，推荐的校准记录格式见附录A。所有的数据应先计算后修约，出具的校准数据均保留两位小数。78.2校准证书经校准的仪器应出具校准证书。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B。8.3校准结果的测量不确定度校准结果的测量不确定度按JJF1059.1-2012的要求评定，不确定度评定示例见附录C。注：由于此类设备为监测型设备，使用场景复杂多样，因此本校准结果仅代表实验环境条件下的测量结果。9复校时间间隔视觉位移测量仪复校时间间隔建议为12个月。由于该类设备属于监测型设备，建议使用单位在使用周期内自行开展期间核查工作。送校单位可根据实际使用情况和期间核查情况自主决定复校时间间隔。10期间核查仪器使用单位可以借鉴本规范内校准方法，在设备实际运用场景下自行开展期间核查工作，核查周期可依据设备使用情况自行商定，测量数据应留档保存。8附录A记录编号：标准器名称不确定度/准确度等级/最大允许误差二、室外最远观测距离标准器状况92位移测量示值误差(横向)室内室外室内室外室内室外3位移测量示值误差(纵向)室内室外室内室外室内室外室内室外室内室外室内室外5□室内/□室外重复性位移方向123456横向789123456纵向789校准员核验员校准日期附录B3位移测量示值误差：(□室内/□室外)横向扩展不确定度纵向扩展不确定度4边缘成像示值误差：(□室内/□室外)测点编号5数据重复性：(□室内/□室外)位移方向标准偏差校准证书至少应包括以下信息：a)标题，如“校准证书”;b)校准实验室的名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号)、每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校设备的描述和明确标识；g)进行校准的日期；h)如果与校准结果的有效应用有关时，应对被校设备的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；1)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名或等效标识；o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。附录C室内位移测量示值误差测量不确定度评定示例C.1测量原理按照被测仪器使用要求进行接线并开机，设置好被测仪器相关参数，按照标准7.3.2中相关要求布置设备仪器。设备放置稳定5分钟后，使用位移微动装置依次调整3个测点标靶的横纵位移量，使标靶横向和纵向分别产生位移，视位移微动装置的位移量为标准值。待所有标靶调整结束后稳定5分钟后开始读数记录，选取1分钟内测点数据中示值偏差最大值作为该点测量值。测量值与标准值之差作为距离测量误差。下面以室内位移测量示值误差(纵向)测点1处位移-1.00mm为例进行评定。C.2测量模型考虑各分量彼此独立，依据公式C.3输入量标准不确定度的评定与不确定度分量室内纵向位移误差测量过程中，设备本身对测量不确定度的影响可以忽略不计，由式(C.2)可知，不确定度来源主要有两个方面：重复测量引入的标准不确定度u(h);位移微动装置引入的标准不确定度u(H)。C.3.1重复测量引入的标准不确定度重复测量引入的标准不确定度u(h),属A类标准不确定度。被测仪器在测点1处-1.00mm校准点独立重复测量6次，得到的结果见表C.1。123456789测量值/mm平均值h=-1.015mm由于规范要求校准时选取1分钟内测点数据中示值偏差最大值作为该点测量值，故以1次测量值的实验标准偏差作为测量重复性误差引人的标准测量不确定度，则：C.3.2位移微动装置引入的标准不确定度位移微动装置产生的实际值引入的标准不确定度，属B类标准不确定度