【电力行业标准(DL)】 钢弦式应变计

ICS27.140
备案号：21251-2007
DL/T1044—2007
中华人民共和国电力行业标准
DL/T1044—2007
钢弦式应变计
Vibratingwirestrainmeter
2007-07-20发布
2007-12-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
规范性引用文件
术语和定义
产品原理、分类及规格
技术要求·
试验方法
检验规则
8标志、包装、运输、储存
附录A（规范性附录）
钢弦式应变计参数计算方法
TTKAONTKAca-
DL/T1044—2007
W1 7izw.cn
DL/T1044—2007
本标准是根据《国家发展改革委办公厅关于下达2003年行业标准项目补充计划的通知》（发改办工业【2003］873号）要求制定的。本标准附录A为规范性附录。
本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业大坝安全监测标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位：基康仪器（北京）有限公司、国电自动化研究院。本标准主要起草人：沈省三、刘广林、吴其均、王梅枝，本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一号，100761)。
1范围
钢弦式应变计
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DL/T1044—2007
本标准规定了钢弦式应变计的分类与规格、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、储存的要求。
本标准适用手大坝及其他岩士工程安全监测中测量结构应变的钢弦式应变计规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB5603
负荷传感器名词术语
负荷传感器试验方法
36388运输包装收发货标志
50123土工试验方法标准
术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
频率模数frequencymodulus
频率的平方除以1000，
个单位定义为
过范围限
overrange limit
能够加在钢弦式应变计传感器上不致引起性能永久性变化的被测量的最大值。3.3
最小读数mininumreading
钢弦式仪器在全量程范围内频率模数变化一个字时被测量的变化值。4产品原理、分类与规格
4.1产品原理
钢弦式应变计主要由左右端座、钢弦和线圈等组成。当被测结构物发生应变时，应变计左右端座产生相对位移并传递给钢弦，使钢弦受力发生变化，从而改变钢弦的固有频率。测量仪表输出脉冲信号通过线圈激振钢弦并检测出线圈所感应信号的频率，经换算得到被测结构物的应变量，其计算公式见附录A。同时，由钢弦式应变计中的热敏电阻同步测出测点的温度值。
钢弦式应变计的基本原理及结构示意如图1所示。4.2产品分类与规格
根据安装方式，钢弦式应变计分成埋入式和表面安装式两类。钢弦式应变计的基本规格和参数见表1。钢弦夹头
钢弦式应变计原理及结构示意图表1
钢弦式应变计的基本规格和参数应变范围
-2000+1000
-1500~+1500
-1000~+2000
-1500~+1000
-1250~+1250
-1000～+1500
注：F·S为满量程。
5技术要求
5.1环境条件
5.1.1正常工作条件
温度测量范围
-20~+60
a）环境温度：-20℃～+60℃：
分辨力
b）表面安装式钢弦式应变计应能在0.5MPa水压下正常工作：弹性模数E
300~1500
c）埋入式钢弦式应变计应能在0.5MPa或规定水压下正常工作：d）大气压力：53kPa～106kPa。5.1.2仲裁试验条件
a）环境温度：20℃±2℃；
b）相对湿度：60%～70%；
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输出频带范围
400~1300
c）大气压力：86kPa～106kPa。5.1.3正常试验条件
a）环境温度：+15℃～+35℃
b）相对湿度：25%～75%：
c）大气压力：86kPa～106kPa。5.2性能参数要求
钢弦式应变计的各项性能参数应满足以下要求。5.2.1测量范围
钢弦式应变计的测量范围应符合表1的规定：5.2.2分辨力
钢弦式应变计的分辨力应符合表1的规定。5.2.3综合误差8
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钢弦式应变计的综合误差不大于1.5%P·S，其中a）非线性度（或拟合误差）8不大于1.0%F·S：b）不重复度8不大于0.5%F·S：c)
滞后8不大于1.0%F·S。
可采用多项式曲线校准拟合，此时钢弦式应变计的拟合误差8应不大于0.5%F·55.24温度测量误差
温度测量误差不夫于0.5℃
5.3绝缘性能
钢弦式应变计芯线与传感器壳体之间的绝缘电阻应大于50MQ。5.4防水密封性
钢弦式应变计在0.5MPa或规定的压力水中，绝缘性能应符合5.3的规定。5.9温度修正误差
钢弦式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误差与温度之间的关系曲线）其端基线性度误差以频率模数计，不应超过土0.04%F·S/℃%5.6逆范围限
钢弦式应变计应能承受测量范围1.05倍的应变能力，当应变恢复至正常测量范围后，条件下，钢弦式应变计应变性能应符合5.2的规定。5.7钢弦式应变计的弹性模数E
钢弦式应变计的弹性模数应符合表1的规定。5.8稳定性
在正常工作
在正常试验大气条件下，将钢弦式应变计拉伸至满量程位置静置一个月后，钢弦式应变计性能应满足如下要求：
a）绝缘性能应满足5.3的要求；b）最小读数的相对变化量不应超过土2%；c）温度误差应满足5.2.4的要求。Ⅲ
5.9耐运输颠振性能
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钢弦式应变计在包装运输时，应能承受最大加速度为5g、历时10min的试验，试验后其性能应满足5.2.1、5.2.2、5.2.3、5.3、5.4的要求。5.10外观
钢弦式应变计外观应无变形，外表面无明显划痕，商标、型号等标志清晰，紧固件无松动。6试验方法
6.1试验环境
6.1.1试验条件
除有特殊要求外，试验按5.1.3进行。6.1.2试验设备
a）校准仪；
b）0级千分表：
c）钢弦式仪器测量仪表：
d）100V绝缘电阻表：
恒温箱：
二等标准水银温度计：
恒温水槽；
h）压力容器；
i）振动试验台。
6.2性能参数试验
将钢弦式应变计固定在专用校准仪上，试验前将钢弦式应变计在满量程范围内预拉压2～3次，将钢弦式应变计按20%满量程位移量分挡，从满量程的下限开始，逐级进给位移至满量程上限，用测量仪表测量其输出并记录每个挡位的测值，如此共进行3个正、反行程的测量。按附录A给出的方法计算钢弦式应变计的分辨力r、最小读数、非线性度（或拟合误差）8、不重复度8、滞后8及综合误差等参数。
试验结果应符合5.2的规定。
6.3绝缘性能试验
在正常试验大气条件下，用100V绝缘电阻表测量钢弦式应变计引线电缆与屏蔽线之间的绝缘电阻应满足5.3的要求。
6.4耐水压密封性能试验
将钢弦式应变计放置在压力容器中加水压至0.5MPa或规定水压，保持30min，然后用100V绝缘电阻表测量引线与密封壳体之间的绝缘电阻，测量结果应满足5.4的规定。6.5温度修正误差试验及温度测量误差试验将钢弦式应变计固定在一已知线胀系数的夹具上，放入环境试验箱内，将二等标准水银温度计放置在钢弦式应变计附近，分别在0℃、+20℃、+40℃、+60℃进行试验。试验箱以不超过1℃/min的变化率升降温，到达每挡温度并稳定后各保温2h，再测出钢弦式应变计输出的频率模数并同时读出钢弦式应变IV
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计温度值和二等标准水银温度计读数，按附录A给出的公式计算温度修正系数及误差，试验结果应满足5.5的要求。
比较钢弦式应变计温度测值和三等标准水银温度计读数，其温度误差应满足5.2.4的要求。6.6过范围限试验
将钢弦式应变计预拉到测量范围上限值的1.05倍，保持1h，恢复到正常的变形范围内按6.2的方法进行性能试验。试验结果应符合5.6的规定。6.7弹性模数E试验
将钢弦式应变计一端固定，测出此时钢弦式应变计的输出频率模数作为初始值，然后在钢弦式应变计另一端施加2kg轴向力，再测出钢弦式应变计输出频率模数，按附录A给出的公式计算出钢弦式应变计的应变变化量及弹性模数，计算结果应符合5.7的规定。6.8稳定性试验
将钢弦式应变计安装在校正仪上，在正常大气试验条件下，拉伸到满量程范围的位置静置一个月后，按6.2、6.3、6.5的方法进行绝缘性能、最小读数及温度误差性能试验，试验结果应满足5.8的规定。
6.9耐运输颠振性能试验
将钢弦式应变计按运输要求包装好后，直接固定在振动试验台上。按.9规定的加速度、频率和时间进行运输颠振试验。试验后，仪器性能应满足5.9的规定。6.16外观检查
在正常试验大气条件下，用自测检验，应符合5.10的要求。7
检验规则
检验分类
钢弦式应变计的检验分为出厂检验和型式试验两种7.4出厂检验
5%，如批
7.2.1V钢弦式应变计应逐台进行出厂检验，检验项目分全检和抽检，抽检比例为3%量生产总数少于3台，则应全检。出厂检验项目及顺序见表2。表2钢弦式应变计出厂检验及型式试验项目序号
检验项目
分辨力
性能参数
绝缘性能
防水密封性
温度修正误差
试验方法
出厂检验
型式试验
过范围限
弹性模数E
长期稳定性
运输颠振性能
注：√为必检项目，一为不检项目，O为抽检项目，7.2.2
钢弦式应变计经质量检验部门检验合格并附合格证后，方可出厂。7.2.3提交给用户的出厂检验资料至少应包括：钢弦式应变计名称、型号规格、出厂编号：a)
钢弦式应变计性能参数试验表；c）最小读数或拟合参数；
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综合误差及非线性度（或拟合误差）、滞后、不重复度等性能参数试验结果：d）
e）绝缘电阻、电缆长度：
f）制造时间、检验员标志。
7.3型式试验
7.3.1凡遇下列情况之一，需进行型式试验：a）新产品定型或老产品转厂生产或停产一年后又恢复生产时：b）连续批量生产时，每5年一次：如设计、工艺、材料、元件有较大改变，可能影响产品性能时：c
d）出厂检验结果与上次型式试验有较大差异时：e）国家质量技术监督机构提出要求时。7.3.2型式试验应从出厂检验合格产品中随机抽取3台样品，如总数少于3台，则应全检。7.3.3型式试验应对全部项目进行全性能检验，其内容见表2。7.3.4判定规则
样品经过型式检验，未发现不合格项，则判定该批产品本次型式检验合格。检验中如发现有一个不合格项，则进行加倍抽样，重复进行型式检验，如未发现不合格项，仍判定该批产品本次型式检验合格。如第二次抽取的样品仍存在不合格项，则判定该批产品本次型式检验不合格8标志、包装、运输、储存
8.1标志
8.1.1产品标志
每台钢弦式应变计上的标志内容至少应包含商标、产品名称、型号规格、出厂编号及制造厂名等内容。
8.1.2包装标志
产品包装箱外壁应使用防水标志：a）到站、收货单位和地址；
b）发站、供货单位和地址；
c）产品名称、型号和数量：
d）标明“精密仪器”、“小心轻放”、“防振”及放置标志“”标志。TYKAoNiKAca
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8.1.3产品的包装储运标志和收发货标志应按照GB/T191和GB6388的有关规定正确选用。8.2包装
8.2.1仪器内包装采用泡沫盒，外包装采用木箱，应有防振、防潮措施。8.2.2包装箱内随产品提供的技术文件应包括：a）装箱清单：
b）使用说明书；
c）产品合格证：
d）钢弦式应变计出厂检验资料。随行文件应装入塑料袋中并放置在包装箱内表层。8.3运输
包装后的产品应适于一般交通工具的运输，但在运输过程中不应受到雨雪或其他液体直接淋袭与机械损伤。
8.4储存
产串应存放在干燥通风、无腐蚀性气体的室内TAVCR
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钢弦式应变计应变量的计算
式中：
线性拟合
附录A
（规范性附录）
钢弦式应变计参数计算方法
E=k(f2-f)+K(T-T)
当前时刻相对于初始位置时的应变量，10-：钢弦式应变计最小读数，10-/（kHz）钢弦式应变计当前时刻的输出频率模数，kHz钢弦式应变计初始的输出频率模数，kHz：钢弦式应变计温度修正系数，10-/℃；钢弦式应变计当前时刻的温度值，℃；T
式中：
测量f时的温度值，℃。
多项式拟合
=ax(f-f)+bx(f-f)+K×(T-T)
系数a、b采用最小二乘法拟合的方法求得，其余符号含义同式（A.1）。A.2
钢弦式应变计性能参数计算公式分辨力：
非线性度或拟合误差：
不重复度：
滞后：
综合误差：
最小读数：
式中：
×100%
4m×100%
-×100%
-x100%
满量程输出值的均值，kHz?：
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同挡位校准直线（或曲线）理论值，kHz：一同挡位对应的正、返3个行程6个测值的均值，kHz：B-
TYKAONYKAca
DL/T1044—2007bzxz.net
测点校准直线（或曲线）理论值与该点测值平均值之最大偏差值，kHz：测点正程测值与其均值和返程测值与其均值间的最大偏差，kHz：正程各挡位测值输出的频率模数值，kHz；返程各挡位测值输出的频率模数值，kHz：-正程均值与返程均值间的最大偏差，kHz\；正返程均值，kz2
各挡位输出的频率模数值（i0、1、2、3、…、n，下同），kHz：正程均值和返程均值与测点校准直线（或曲线）理论值间的最大偏差，kz：满量程应变值，10-
钢弦式应变计温度修正系数及误差计算公式温度修正系数：
温度修正误差：
式中：
K,-k(? -)(T-T)
-×100%
U(T-T)
最高测试点输出频率模数，kHz?；f
起始测试点输出频率模数，kHz：最高测试点温度值，℃：
起始测试点温度值，℃
-测试点温度修正校准曲线的理论值与该点实测值的最大偏差值，kHz满量程输出值的均值，kHz。
钢弦式应变计弹性模数计算公式E
式中：
钢弦式应变计弹性模数，MPa
钢弦式应变计所受轴向力，N；
钢弦式应变计的外直径，mm
在F作用下钢弦式应变计所产生的应变变化量，10-6A.5
钢弦式应变计温度计算公式
式中：
A+Bln(R)+Cln(R)
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