【国家计量标准(JJ)】 电阻应变仪检定规程

中华人民共和国国家计量检定规程JJG623—2005
电阻应变仪
ResistanceStrainGaugelndicators2005-03-03发布
2005-09-03实施
国家质量监督检验检疫总局发布JG623—2005
电阻应变仪检定规程
VerificationRegulationof
ResistanceStrainGaugeIndicatorsJG623—2005
代替JG6231989
经康康
本规程经国家质量监督检验检疫总局于2005年3月3日批准，并自2005年9月3日起施行。
归口单位：全国电磁计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释本规程起草人：
何小兵
JJG623-—2005
（中国计量科学研究院）
（中国计量科学研究院）
计量性能要求
准确度级别及技术指标
3.2电阻平衡范围
电容平衡范围.
3.4低通滤波器
4通用技术要求
4.1外观
4.2开关状态
5计量器具控制
5.1检定条件
检定项目
检定方法
检定结果处理
检定周期
附录A
附录B
附录 C
附录D
附录E
附录 F
附录G
附录H
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数字式静态应变仪检定证书内页格式指针式静态应变仪检定证书内页格式录
动态应变仪检定证书内页格式1（有衰减开关或增益开关）动态应变仪检定证书内页格式2（无衰减开关或增益开关）数字式静态应变仪检定原始记录数据页格式指针式静态应变仪检定原始记录数据页格式动态应变仪检定原始记录数据页格式1（有衰减开关或增益开关）动态应变仪检定原始记录数据页格式2（无衰减开关或增益开关）(1)
1范围
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电阻应变仪检定规程
本规程适用于电阻应变计作为传感元件测量应变或其它物理参数的电阻应变仪，以及具有应变测量功能的数据采集器等仪器（以下统称应变仪）的首次检定、后续检定和使用中检验。
2概述
应变仪是测量结构及材料在荷载作用下变形的应力分析仪器。如果配用相应的传感器，也可测量力、压力、扭矩、位移、振幅等物理量或物理量变化过程。它是实验应力分析的可靠工具。
应变仪按其测量应变变化频率范围可分为静态应变仪和动态应变仪。而按供桥电压的不同，又可分为直流供桥型和交流供桥型。3计量性能要求
3.1准确度级别及技术指标
3.1.1静态应变仪各级别的技术指标应符合表1规定表1静态应变仪各级别的技术指标准确度
示值误差
±(0.1%red±1μe)
(0.2%red±2μe)
(0.5%red±3μ)
(1.0%red±3μe)
灵敏系数(K）
示值误差
动态应变仪各级别的技术指标应符合表2规定稳定度
零点漂移（4h）
表2动态应变仪各级别的技术指标非线性
准确度
示值误差
±(0.2%red±2μe)
(0.5%red±3μe)
(1.0%red±5μe）
标定值误差
(0.2%red±1μe)
(0.5%red±lμe)
(1.0%red±2μe)
信噪比
≥50dB
≥40dB
≥30dB
示值稳定性（4h）
稳定度
零点漂移
±2μe
示值稳定性
3.2电阻平衡范围
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应变仪的电阻平衡范围应不小于±5000μe。3.3电容平衡范围
应变仪的电容平衡范围应不小于2000pF。3.4低通滤波器
动态应变仪除本身频响特性（如直通F）外，一般还具备可选多个截止频率的低通滤波器，低通滤波器的截止频率是指传输系数下降3dB的频率。4通用技术要求
4.1外观
应变仪的结构应牢固可靠，仪器面板和外壳无明显的机械损伤，各项标志应齐全、清晰。在应变仪的面板或外壳上应有铭牌，铭牌内容应符合有关标准规定4.2开关状态
应变仪所有的拨动开关、按键开关或程控开关应接触良好、定位准确。5计量器具控制
计量器具控制包括：首次检定、后续检定和使用中检验。5.1检定条件
5.1.1检定用设备
5.1.1.1，检定静态应变仪应具备下列设备：标准模拟应变量校准器：其最大允许误差绝对值应不大于被检应变仪最大允许误差绝对值的1/3，测量范围（0~105）μs最小步进值为0.1μe，工作频率范围（0~50）kHz。
5.1.1.2检定动态应变仪应具备下列设备：（1）标准模拟应变量校准器：其最大允许误差绝对值应不大于被检应变仪最大允许误差绝对值的1/3，测量范围（0~105）μe，最小步进值为0.1us，工作频率范围（0~50）kHz。
(2）数字电压表：直流电压测量最大允许误差不超过±0.01%，交流电压测量最大充许误差不超过±0.1%，最大工作频率应大于100kHz。（3）标准信号发生器（检定直流供桥型应变仪频响时使用）：0.1Hz~1MHz应能输出1mV电压。
（4）应变仪频率响应测量仪（检定交流供桥型应变仪频响时使用）：20Hz~10kHz）幅频特性误差（±0.3~±1)%，相频特性≤3°(5）交流电阻箱：最大充许误差±0.05%，测量范围（0~10）kQ2，最小步进值≤12。
5.1.2环境条件
5.1.2.1环境温度：（20±5）℃。5.1.2.2相对湿度：（30~80）%
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5.1.2.3电源电压：（220±22））V，频率：（50±0.5）Hz。
5.2检定项目
检定项目见表3。
表3检定项目表
首次检定
检定项目
开关状态
示值误差
灵敏系数（K）示值误差
非线性误差
标定值误差
衰减误差
频响误差
低通滤波器滤波特性
稳定度
零位漂移
示值稳定性
信噪比
电阻平衡范围
电容平衡范围
应变仪
应变仪
后续检定
应变仪
注：表3中“+“表示应检项目，，”“表示可不检项目
5.3检定方法
5.3.1外观、开关状态检查
应变仪
使用中检验
应变仪
被检应变仪的外观和开关状态检查应符合本规程第4.1条和4.2条要求，5.3.2静态应变仪检定
应变仪
5.3.2.1检定连接线路示意图如图1所示，按仪器使用说明书规定的时间进行预热然后将静态应变仪（灵敏系数K=2.00）进行零位平衡。图1为半桥连接方式示意图，具体的接线方法按仪器使用说明书所规定的方法连接。图1中A、C端为电桥电压端，B、D端为电桥信号输出端（以下各图同）。5.3.2.2示值误差检定
（1）对于指针式静态应变仪示值误差的检定可采用补偿法（检定连接线路示意图如图1所示），首先从被检应变仪读数装置上读取零位值a。。然后从被检应变仪上给出被检定的标称值用标准模拟应变量校准器给出与该标称值大小相近、方向相反的标3
标准模搬
应变量
较准器
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指针式
数显式
静患应变仪
（a）指针式和数显式静态应变仪检定连接线路示查图标准模摄
应变量
校准器
计算机
控制式
静态应变仪
计算机
(b）计算机控制式静态应专位检定连接线游示盘照图1静态应变仪检定连接线路示意图准应变值，使被检应变仪读数装置上的读数回到ao，从而得到该标称值的实际值εB，其正、负应变方向均应检定。被检应变仪示值误差6v按式（1）计算：=0=×100%
式中：Ep一被检应变仪的标称值（Ue）；E：一标准模拟应变量校准器的示值（ue）。(1)
（2）对于数显式或计算机控制式静态应变仪示值误差的检定（检定连接线路示意图如图1所示），可从标准模拟应变量校准器给出标准应变值ε：然后从被检应变仪读数装置上读取相应的应变读数值，其正、负应变方向均应检定，检定值的选择见附录E。被检应变仪示值误差8y按式（1）计算。5.3.2.3灵敏系数（K）示值误差检定对具有灵敏系数调节盘的静态应变仪应进行该项检定（对于由程序计算灵敏系数的数显式或计算机控制式静态应变仪，该项目只需在首次检定时检定，以验证其计算公式是否正确）。检定连接线路示意图如图1所示。(1）将应变仪的灵敏系数调节到K=2.00，进行零位平衡。（2）在K=2.00时，将标准模拟应变量校准器的示值EB置于被检应变仪基本量程上限值的70%左右，从被检应变仪读数装置上读取相应的应变读数值Ep。（3）每改变灵敏系数的一个分度值，调节并读取标准模拟应变量校准器的示值εm使被检应变仪读数装置上仍保持原来K=2.00时的应变读数值ED。（4）顺序检定灵敏系数调节盘的每个分度值，每个分度值的实际值Km按式（2）计算：
式中：Km一灵敏系数调节盘每个分度值的实际值；4
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EB一在K=2.00时，标准模拟应变量校准器的示值（ue）；Em一灵敏系数调节盘的分度值为K时，标准模拟应变量校准器的示值（μue）。灵敏系数分度值的误差Sk按式（3）计算：=KgK×100%
式中：Kp一灵敏系数调节盘每个分度值的标称值。5.3.2.4稳定度检定
(1）零位漂移检定
a，检定连接线路示意图如图1所示，将标准模拟应变量校准器的示值置于零位进行零位平衡后，从被检应变仪读数装置上读取零位值aob.在4h内，第1小时每隔15min，以后每隔30min，分别从被检应变仪读数装置上读取相应的零位值ai。被检应变仪的零位漂移Az按式（4）计算：AZ,=ai-ad
式中：a一在4h内被检应变仪读数装置上相应的零位值；ao一t=0（开始检定时）时被检应变仪读数装置上的零位值。(2）示值稳定性检定
a.检定连接线路示意图如图1所示，进行零位平衡。将标准模拟应变量校准器的示值置于被检应变仪基本量程上限值，从被检应变仪读数装置上读取读数值A。。然后将标准模拟应变量校准器的示值置回零位，从被检应变仪读数装置上读取零位值aob.在4h内，第1小时每隔15min，以后每隔30min，重复进行将标准模拟应变量校准器的示值置于被检应变仪基本量程上限值，从被检应变仪读数装置上读取读数值A；然后将标准模拟应变量校准器的示值置回零位，从被检应变仪读数装置上读取读数值a%的操作。被检应变仪的示值稳定性6s按式（5）计算：(A,a）-（A-a)
式中：A一在4h内标准模拟应变量校准器的示值置于被检应变仪基本量程上限值时，被检应变仪读数装置上相应的各读数值；a。一在4h内将标准模拟应变量校准器的示值置回零位时（对应于A），被检应变仪读数装置上的各零位值或零偏值：A。一在t=0时（开始检定时）标准模拟应变量校准器的示值置于被检应变仪基本量程上限值时，被检应变仪读数装置上的读数值；a。一当标准模拟应变量校准器的示值置回零位时（对应于A。），被检应变仪读数装置上的零位值
由于静态应变仪在测量中通常与应变转换箱（或扫描箱）配合使用，所以这些配套设备亦需进行示值误差检定。在检定时，各测量点检定值的选择只需在其基本量程内按低、中、高的原则选取三个值即可。5
5.3.3动态应变仪检定
JJG623-2005
5.3.3.1检定连接线路示意图如图2所示。将检定线路连接好后，按仪器使用说明书规定的时间进行预热。在开始检定动态应变仪时，应先进行零位平衡和灵敏度调定(1）零位平衡：按被检应变仪使用说明书中的操作步骤进行零位平衡。(2）灵敏度调定：按被检应变仪使用说明书规定的指标进行灵敏度调定。反复进行（1）、（2）项操作，直至达到规定要求为止。标准模报
应变量
校准器
标准模批
应变量
校准器
5.3.3.2示值误差检定
oC接线盒
模教输出式
动态应变仪
（a）模拟输出式动态应变仪检定连接线路示意图A
·B电桥
ec接线盒
动态应变仪
数据采集器
（b）动态应变仪+数据采集器检定连接线路示意图图2动态应变仪检定连接线路示意图数字
电压表
计算机
若被检应变仪系统由“应变仪+数据采集器+计算机”组成，则需进行该项检定。（1）检定连接线路示意图如图2所示。用标准模拟应变量校准器给出被检定点的标准应变值E，从计算机上读取该应变读数值εp。被检应变仪系统示值误差按式（1）计算。
（2）被检定点的选择：在被检应变仪系统各个量程内分别按低、中、高的原则选择几个具有代表性的示值。
5.3.3.3非线性误差检定
（1）检定连接线路示意图如图2所示。在被检应变仪的基本量程内确定n个检定点，通常取基本量程上限值的0%，20%，40%，60%，80%，100%。(2）由标准模拟应变量校准器依次给出各检定点的标准应变值ε：从被检应变仪输出读数装置上读取各检定点的输出读数值a其非线性误差，按式（6）计算：(a.-a.）-A×100%
式中：a一各检定点的输出读数值；Aan
ao一检定开始时的零位值（或零偏值）；A；各检定点的理论值；
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Amax一检定点为基本量程上限值时的输出读数值减去零位（a。）后的值。A值由式（7）确定：
A,=×Amax
式中：E一各检定点的标准模拟应变值（μe）；Emax一检定点为基本量程上限值时的标准模拟应变值（μs）。5.3.3.4标定值误差检定
若被检应变仪带有内部标定器时，则需进行该项检定(7)
检定连接线路示意图如图2所示。检定方法通常采用替代法和补偿法。当然检应变仪的“标定”与“测量”开关不能共用时，应采用替代法检定。当被检应变仪的“标定”与测量”开关可以共用时，且标定值较大（如>100μe）时，可采用补偿法检定。原上说，不论“标定”与“测量”开关能不能共用，都可以采用替代法检定，而在些场合下采用补偿法检定，操作起来会方便、直观一些。但当需要进行仲裁检定时，以替代法检定为准。
(1）用替代法检定，具体操作步骤：由被检应变仪内部标定器和标准模拟应变量校准器分别给出大小相等、方向相同的应变值，并在被检应变仪输出读数装置上读取各自的读数A。和A。此时被检应变仪的衰减量程应放在与被检定点标称值相适应的位置，以保证被检应变仪输出读数装置上的读数能在线性范围内。其标定值误差。按式（8）计算：定A-A）—（A.—An×100%
（An-An）
式中：A一被检应变仪标定器给出被检定点标称值时的输出读数值；A一被检应变仪开关置于“标定“时的零位读数值（或零偏值）；AB一一标准模拟应变量校准器给出被检定点标称值时的输出读数值；A：一被检应变仪开关置于“测量\时的零位读数值（或零偏值）。(2）用补偿法检定，具体操作与5.3.2.2（1）相同。5.3.3.5衰减（增益）误差检定
若被检应变仪带有衰减（增益）开关时，则需进行该项检定。检定连接线路示意图如图2所示。该项检定也有两种检定方法可供选择。但当需要进行仲裁检定时，以第一种检定方法为准。
（1）第一种检定方法操作步骤：a.按5.3.3.1将被检应变仪初始状态调整好后（此时衰减量程R放在×1位置；或增益置最大），从被检应变仪输出读数装置上读取零位值（或零偏值）A。。b.衰减量程R为×1（或增益置最大）时，将标准模拟应变量校准器的示值Es置于被检应变仪基本量程上限值（如100μe），并读取被检应变仪输出读数装置上的读数值As.
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C.改变衰减量程R（或增益量程），首先读取被检应变仪输出读数装置上的零位值(或零偏值）as。然后将标准模拟应变量校准器的示值εs加大相应倍数，并读取被检应变仪输出读数装置上的读数值as。其衰减（增益）误差S按式（9）计算：×100%
（As-A）
式中：As一衰减量程为×1（或增益置最大）时的读数值；A。一衰减量程为×1（或增益置最大）时的零位值（或零偏值）；as一改变衰减量程（或增益量程）后的读数值；as。一改变衰减量程（或增益量程）后的零位值（或零偏值）。(2）第二种检定方法操作步骤：(9)
a.按5.3.3.1将被检应变仪初始状态调整好后（此时衰减量程R放在×1位置；或增益置最大），从被检应变仪输出读数装置上读取零位值（或零偏值）A。。b.衰减量程R为×1（或增益置最大）时，将标准模拟应变量校准器的示值Es置于被检应变仪基本量程上限值（如100μs），并读取被检应变仪输出读数装置上的读数值As.
C.改变衰减量程R（或增益量程），首先读取此时被检应变仪输出读数装置上的零位值（或零偏值）as.。然后调节标准模拟应变量校准器的示值盘，使此时被检应变仪输出读数装置上的读数值为Ax=（As-A。）+as。，并读取此时标准模拟应变量校准器上的读数值εs。其衰减（增益）误差8按式（10）计算：(s·R)-×100%
式中：Es一衰减量程为×1（或增益置最大）时标准模拟应变量校准器的示值（μe）；ss一改变衰减量程（或增益量程）后标准模拟应变量校准器的示值（μe）；R一衰减（增益）量程。
5.3.3.6频率响应误差检定
对于不同供桥电压的动态应变仪，其频率响应误差的检定应采用不同的检定方法。其指标应按仪器使用说明书所规定的技术指标考核（1）交流供桥型动态应变仪频率响应误差检定a.检定连接线路示意图如图3所示。Ao
应变仪频率B
2电桥
3接线盒
利应测量仪C。
动态应变仪
图3交流供桥型动态应变仪频率响应检定连接线路示意图8
电压表