第四讲仪器的检验与率定.pptx

1、 传感器的标定与方法
2、 监测仪器的现场检验与率定
3、 差阻式仪器的现场检验与率定
4、振弦式仪器的现场检验与率定
5、仪器的防水性能的检验
6、电缆的检验
第四讲 仪器的现场检验与率定
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从岩土工程监测看，内观法建立的测试系统都需要应用传感器，将输入的非电量的物理量（与位移、变形、力、压力等）转换为与之有确定对应关系的电量输出（如电流、电压、电阻、电容、频率等），以便测量、记录、处理物理量的变化。根据传感器的定义，这种转换是按照一定规律进行的，输入与输出之间有明确的对应关系，且满足一定的精度要求。
1、在传感器制造完成后，需要给定一系列已知的物理量来确定输入与输出的关系(率定卡片－－含率定数据、图表及方程）及确定是否满足精度要求（合格证）。
2、现场使用根据测定的电量变化，根据率定卡片给定的对应关系计算观测物理量。
第1节 传感器的标定与方法
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第1节 传感器的标定与方法2
传感器的标定 CALIBRATION：是指在明确传感器输入与输出关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度，通过试验建立输入与输出之间的关系，并检验仪器性能及参数的过程。
标定曲线：标定试验结果反映的传感器或测试系统输入x与输出y之间关系的曲线。 标定曲线可以是线性的，也可是非线性的，但必须是单调和一一对应的。
标定系数：根据标定曲线拟合或回归后，得到的传感器输入与输出之间的数学表达式中的常数项。
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一般来讲，对新研制或生产的传感器进行全面的技术验定，称为标定；将传感器在使用中或存储后进行的性能复测，称为校准，有时也称为检验。 传感器标定的原则：
1、标定需要有长期稳定且精度高的基准；
2、精度的传递：标定传感器时必须要有比被标定的传感器精度高的标准器，而该标准的精度还需要比它精度更高的标准器进行定期的标定。
3、工作环境的一致性：传感器标定时的工作环境（如温度、湿度、气压、电压）等应与传感器使用时的工作环境基本一致。如：室温（20℃±5℃）、相对湿度≤85％、大气压力（101308 ±7998）Pa。
4、标定的分级（分档）：标定应分级进行，在全量程范围内应至少分5～10个测点，测点间距基本一致。
第1节 传感器的标定与方法3
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第1节 传感器的标定与方法4
标定的目的：1、找出输入、输出之间的对应关系（包括数据、图表、方程、率定系数及影响系数）
2、检验传感器的性能指标及传递特性是否满足要求。包括：量程、分辨率、精度、稳定性及传递特性（非线性度、滞后、重复性），参照已制定的标准，判断传感器是否合格。
复****br/> 线性度：标定曲线与理想直线的接近程度。理想直线可用最小二乘法近似求得，若标定曲线与理想直线的最大偏差为B，全量程为A，则线性度为δ＝B/A×100％。
重复性：标定过程可能分几个循环过程，进程或回程中在同一输入时，输出的最大差值与全量程的百分比。
滞后 (滞迟性、回程误差）：在相同测试条件下，当输入从小到大变换到反向的行程中，对同一输入值所得到的两个输出值之间的最大差值与全量程的百分比。
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传感器标定（率定）的基本方法：
A 利用标准设备产生已知的标准值（如标准力、压力、位移等）作为输入量，输入到待标定的传感器中，得到传感器的输出量，然后将传感器的输出量与输入的标准量作比较，从而得到标定曲线。
如给弹簧秤加标准砝码进行标定。
B 用一个标准的测试系统，去观测未知的被测物理量，再用待标定的传感器测量同一被测物理量，将两个结果进行比较，得到传感器的标定曲线。
如用天平和弹簧秤同时观测一系列重物，一一对应形成标定曲线。
第1节 传感器的标定与方法5
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第2节 监测仪器的现场检验与率定
监测工程（INSTRUMENTATION WORKS) 的主要环节
1、监测设计、监测工程招投标、合同签订等
2、仪器的采购、运输、储存、保管
3、仪器的现场检验与率定
4、仪器安装的土建施工（如钻孔等）
5、仪器的安装、埋设、调试、保护等
6、初读数的取得与相关记录，
7、日常观测、巡视与记录，随工程进展的电缆铺设
8、资料整理分析与信息反馈
9、工程竣工资料与运行期自动化监测的实施
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岩土工程监测一般选用有多年生产历史及多个工程实践应用实例的正规仪器厂家的仪器设备，仪器出厂时都进行了各项检验与标定，并附有标定卡片及合格证。
但从仪器出厂到安装前还有运输、储存等环节，仪器的性能可能会发生变化。

岩土工程内部