伺服式测斜仪(倾斜仪)检测概述
伺服式测斜仪(或称伺服式倾斜仪)是一种基于力平衡原理的高精度角度测量传感器,广泛应用于土木工程(如大坝、边坡、桥梁、高层建筑、地铁隧道)、地质监测、精密机械安装、航空航天等领域,用于长期、实时监测被测物体微小的倾角变化或水平位移。其核心优势在于极高的分辨率、优异的长期稳定性和良好的温度特性。为确保伺服式测斜仪在现场应用中数据的准确、可靠,对其进行全面规范的检测至关重要。检测活动主要围绕其关键性能指标、环境适应性及长期稳定性展开,涵盖检测项目、检测仪器、检测方法及遵循的标准等方面。
主要检测项目
对伺服式测斜仪的检测通常包含以下核心项目:
- 量程: 验证仪器能测量的最大倾角范围是否符合标称值。
- 分辨率: 测试仪器能识别的最小倾角变化量。
- 零点偏移(零位稳定性): 评估仪器在无输入信号时输出值的变化范围,考察其静态稳定性。
- 灵敏度系数(标定系数): 确定输入倾角变化量与输出信号(通常是电压或数字量)之间的比例关系。
- 线性度: 测量仪器在整个量程内输入与输出关系偏离理想直线的程度。
- 重复性: 在相同条件下,对同一输入量进行多次测量,其输出结果的一致程度。
- 迟滞: 测试同一输入量在正行程(增加)和反行程(减少)时输出值的差异。
- 温度漂移系数: 评估环境温度变化对仪器零点偏移和灵敏度系数的影响程度。
- 频率响应特性: 考察仪器对动态倾角变化的响应能力(对于有动态测量需求的场景)。
- 绝缘电阻与耐压强度: 检测电气安全性能。
- 长期稳定性: 在较长时间(如数周、数月)内,考察其零点漂移和灵敏度变化。
- 环境适应性: 包括高温、低温、恒定湿热、振动等试验,检验其在预期工作环境下的性能保持能力。
关键检测仪器与设备
执行上述检测项目需要依赖精密的计量和测试设备:
- 高精度倾角标准发生装置(或分度器): 这是最核心的设备,用于产生精确可控的标准倾角。通常包括:
- 高精度光学分度头/转台:分辨率达到角秒(″)甚至更高。
- 精密正弦台:利用精密量块产生已知角度的标准斜面。
- 高精度数字多用表: 用于精确测量测斜仪输出的模拟电压信号。
- 数据采集器/信号调理记录仪: 用于记录测斜仪的输出信号(模拟或数字)并进行数据处理。
- 温度试验箱(高低温湿热试验箱): 用于提供可控的温度和湿度环境,进行温度漂移测试和环境适应性试验。
- 高精度温度计/铂电阻温度传感器: 用于精确监测试验箱内及测斜仪附近的环境温度。
- 振动试验台: 用于进行振动环境适应性测试。
- 兆欧表(绝缘电阻测试仪): 用于测量绝缘电阻。
- 耐压测试仪: 用于进行工频耐压强度测试。
- 稳定平台/隔振台: 在静态测试时提供稳定的基础,减少外部振动干扰。
主要检测方法
检测通常在符合要求的计量实验室或可控的现场环境中进行:
- 静态标定法(多点标定):
- 将被测伺服式测斜仪牢固安装在倾角标准发生装置(如正弦台或转台)上。
- 调整标准装置,使其基准面处于精确水平位置(使用高精度电子水平仪校准)。
- 以规定的间隔(如满量程的10%或20%),分别在正、反行程方向逐点施加标准倾角θ_i。
- 在每个倾角点稳定后,记录测斜仪的输出值U_i(或数字读数)。
- 通过最小二乘法等拟合方法,计算灵敏度系数K、线性度、迟滞、重复性等指标。
- 零点稳定性测试: 在标准装置处于水平基准位置时,长时间(如数小时)连续记录测斜仪输出,分析其波动范围(零位噪声)和漂移趋势。
- 分辨率测试: 在标准装置上施加一个微小的、接近其分辨率的倾角阶跃变化,观察并记录输出是否能稳定跟随并清晰分辨该变化。
- 温度漂移测试:
- 将测斜仪置于温箱内,保持水平。
- 在规定的温度范围(如-10℃ ~ +60℃)内,以恒定速率升温/降温或选取若干特征温度点保温。
- 在每个温度点稳定后,记录其零点输出和灵敏度(可通过施加一个小固定角度)。
- 计算零点温度系数和灵敏度温度系数。
- 长期稳定性测试: 将测斜仪置于恒温恒湿的稳定环境中,长期(如30天、90天或更长时间)监测其零点输出和灵敏度(定期标定),评估其变化率。
- 环境适应性试验: 按照相关环境试验标准(如GB/T 2423系列)进行高温、低温、湿热、振动等试验,试验前后进行主要性能指标(量程、零点、灵敏度、线性度)的检测,对比变化是否在允许范围内。
遵循的检测标准
伺服式测斜仪的检测活动应依据相应的国家、行业或国际标准进行,确保检测结果的科学性、一致性和可比性。主要参考标准包括:
- 国家标准 (GB):
- GB/T 13606-2020 《岩土工程仪器 测斜仪》: 这是针对岩土工程用测斜仪(含伺服式)最核心的国家标准,详细规定了产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。其技术要求部分涵盖了量程、分辨率、精度(基本误差,通常包含线性度、迟滞、重复性)、温度漂移、零位漂移、过载能力等关键指标及其测试方法。
- GB/T 7665-2005 《传感器通用术语》: 提供传感器基本术语定义。
- GB/T 15478-2015 《压力传感器性能试验方法》: 虽然针对压力传感器,但其关于静态特性(线性度、迟滞、重复性)和温度特性的测试方法原理对测斜仪标定有重要参考价值。
- GB/T 2423 (系列) 《电工电子产品环境试验》: 如GB/T 2423.1 (低温)、GB/T 2423.2 (高温)、GB/T 2423.3 (恒定湿热)、GB/T 2423.10 (振动)等,用于环境适应性试验。
- 行业标准:
- 水利、电力、交通、建筑等行业可能有针对特定应用(如大坝、桥梁、地铁)的测斜仪检测规范或技术导则,通常参考或引用GB/T 13606,并可能增加特定应用场景下的要求。
- 例如,JTGD D70-2004 《公路隧道设计规范》(及其实施细则)中可能包含对隧道监测仪器(含测斜仪)的技术要求。
- 国际标准/规范:
- ISO 18674-2:2019 《岩土工程监测 - 第2部分
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日