书 书 书犐犆犛 ０７ ． ０６０ 犖 ９３ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ２２５４３ ． １ — ２００８ 大坝监测仪器 　 引张线仪 第 １ 部分 ： 步进电机式引张线仪 犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋犳狅狉犱犪犿犿狅狀犻狋狅狉犻狀犵 — 犈狓狋犲狀狊犻狅狀犾犻狀犲犵犪狌犵犲 — 犘犪狉狋 １ ： 犛狋犲狆犿狅狋狅狉狋狔狆犲犲狓狋犲狀狊犻狅狀犾犻狀犲犵犪狌犵犲 ２００８  １１  ２１ 发布 ２００９  ０２  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 ＧＢ ／ Ｔ２２５４３ 《 大坝监测仪器 　 引张线仪 》 共分为六个部分 ： ——— 第 １ 部分 ： 步进电机式引张线仪 ； ——— 第 ２ 部分 ： 电容式引张线仪 ； ——— 第 ３ 部分 ： 电磁式引张线仪 ； ——— 第 ４ 部分 ： 电感式引张线仪 ； ——— 第 ５ 部分 ： 光电式引张线仪 ； ——— 第 ６ 部分 ： 光学引张线仪 。 本部分是 ＧＢ ／ Ｔ２２５４３ 的第 １ 部分 。 本部分由中华人民共和国水利部提出并归口 。 本部分主要起草单位 ： 水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心 、 南京水利水文自 动化研究所 、 水利部水利信息中心 。 本部分参加起草单位 ： 全国工业产品生产许可证办公室水文仪器及岩土工程仪器审查部 。 本部分主要起草人 ： 徐国龙 、 陈宇 、 姜永富 。 本部分参加起草人 ： 石明华 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ２２５４３ ． １ — ２００８ 大坝监测仪器 　 引张线仪 第 １ 部分 ： 步进电机式引张线仪 １ 　 范围 ＧＢ ／ Ｔ２２５４３ 的本部分规定了步进电机式引张线仪的术语和定义 、 产品组成 、 技术要求 、 试验方法 、 检验规则 、 标志 、 使用说明书以及包装 、 运输 、 贮存等 。 本部分适用于水利水电工程等外部变形监测的步进电机式引张线仪 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 ＧＢ ／ Ｔ２２５４３ 的本部分的引用而成为本部分的条款 。 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部分 ， 然而 ， 鼓励根据本部分达成 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 部分 。 ＧＢ ／ Ｔ５０８０．７ 　 设备可靠性试验 　 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 ＧＢ９９６９．１ 　 工业产品使用说明书 　 总则 ＧＢ ／ Ｔ５０２７９ 　 岩土工程基本术语标准 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ５０２７９ 确立的以及下列术语和定义适用于 ＧＢ ／ Ｔ２２５４３ 的本部分 。 ３ ． １ 引张线仪 　 犲狓狋犲狀狊犻狅狀犾犻狀犲犵犪狌犵犲 将被测物的位移通过引张线转换为电量输出的仪器 。 ３ ． ２ 步进电机式引张线仪 　 狊狋犲狆犿狅狋狅狉狋狔狆犲犲狓狋犲狀狊犻狅狀犾犻狀犲犵犪狌犵犲 利用步进电机驱动光电探头作直线运动 ， 通过传动机构和探头扫描引张线线体 ， 测得引张线在坐标 轴方向的位置 ， 并将坐标位置转换为数字量输出的仪器 。 ４ 　 产品组成 步进电机式引张线仪 （ 以下简称步进式引张线仪 ） 主要由传动机构和测量机构两部分组成 。 其结构 如图 １ 所示 。 其中 ： ａ ） 　 传动机构 ： 主要包括基座 、 丝杆 、 导杆和步进电机 ； ｂ ） 　 测量机构 ： 主要包括底板 、 探头 、 基准杆和电缆插座等 ； 探头内主要为光电管 。 １ 犌犅 ／ 犜 ２２５４３ ． １ — ２００８ １ ——— 外壳 ； ２ ——— 步进电机 ； ３ ——— 探头 ； ４ ——— 引张线 ； ５ ——— 基座 ； ６ ——— 基准杆 ； ７ ——— 底板 ； ８ ——— 丝杆 。 图 １ 　 步进式引张线仪结构示意图 ５ 　 技术要求 ５ ． １ 　 外观 仪器外观表面应无裂痕 、 划痕 、 气泡 、 缺损等明显缺陷 ， 表面漆层均匀 ， 各部分连接应牢固 ， 紧固件应 无松动 、 缺损等现象 。 ５ ． ２ 　 工作环境 仪器应能在下列环境范围内正常工作 ： ａ ） 　 温度 ： －２０℃ ～ ５０℃ ； ｂ ） 　 相对湿度 ： 不大于 ９５％ （ ４０℃ 时 ）； ｃ ） 　 电源 ： 电机输入电压为 １２Ｖ ～ ３６Ｖ 方波 。 ５ ． ３ 　 结构材料 ５ ． ３ ． １ 　 步进电机 步进电机应为步距角小 、 定位精度高的反应式步进电机 ， 步进角宜为 １．５° 。 ５ ． ３ ． ２ 　 探头 探头应采用双照准配置 。 ５ ． ４ 　 性能 ５ ． ４ ． １ 　 量程 具体见表 １ 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ２２５４３ ． １ — ２００８ 表 １ 　 量程 量程 ／ ｍｍ 犡 轴方向 犣 轴方向备 　　 注 ３０ ２０ ５０ ３０ １００ ５０１． 单向步进式引张线仪仅有 犡 轴 。 ２． 双向步进式引张线仪增加 犣 轴 。 ５ ． ４ ． ２ 　 分辨力 分辨力应不大于 ０．０１ｍｍ 。 ５ ． ４ ． ３ 　 测值偏差 测值偏差 犡 轴方向应不大于 ０．１０ｍｍ ， 犣 轴方向应不大于 ０．２０ｍｍ 。 ５ ． ４ ． ４ 　 重复性偏差 重复性偏差应不大于 ０．０５ｍｍ 。 ５ ． ４ ． ５ 　 绝缘电阻 每个接线端与壳体的绝缘电阻应不小于 ５０Ｍ Ω 。 ５ ． ４ ． ６ 　 稳定性 步进式引张线仪在正常工作环境条件下 ， 正常工作 ７ｄ ， 保持模拟线体位置不变 ， 其测值间的最大重 复性偏差应满足 ５．４．４ 的要求 。 ５ ． ４ ． ７ 　 机械环境适应性 在运输包装状态下 ， 步进式引张线仪应能适应运输 、 装卸 、 搬运过程中可能出现的振动 、 自由跌落等 情况 。 ５ ． ５ 　 可靠性 步进式引张线仪的平均无故障工作时间 （ ＭＴＢＦ ） 应不小于 １００００ｈ 。 ６ 　 试验方法 ６ ． １ 　 试验设备 试验设备包括 ： ａ ） 　 模拟引张线及专用率定装置 ； ｂ ） 　 步进式仪器检测仪 ； ｃ ） 　 １００Ｖ 绝缘电阻表 ； ｄ ） 　 高低温湿热试验箱 ； ｅ ） 　 电动振动系统 ； ｆ ） 　 跌落试验台 。 ６ ． ２ 　 试验环境条件 试验环境条件如下 ： ａ ） 　 温度 ： １５℃ ～ ３５℃ ； ｂ ） 　 相对湿度 ： 不大于 ８５％ ； ｃ ） 　 大气压力 ： ８６ｋＰａ ～ １０６ｋＰａ 。 ６ ． ３ 　 试验要求 除试验开始前允许进行常规性能检查调试外 ， 试验测试过程中一般不允许再作人工调整 。 ６ ． ４ 　 外观 目测 ， 结果应符合 ５．１ 的要求 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ２２５４３ ． １ — ２００８ ６ ． ５ 　 分辨力 将步进式引张线仪固定在专用率定装置上 ， 并调准坐标轴方向 ， 再将信号输出线接入步进式仪器检 测仪 ， 使模拟引张线分别沿坐标轴方向移动 ， 在量程起点 、 中点 、 终点三处附近 ， 分别使模拟引张线移动 ０．０１ｍｍ ， 步进式仪器检测仪所测的引张线在坐标轴方向的位移值同时变化 ０．０１ｍｍ ， 分辨力应满足 ５．４．２ 的要求 。 ６ ． ６ 　 测值偏差 将步进式引张线仪固定在专用率定装置上 ， 并调准坐标轴方向 ， 再将信号输出线接入步进式仪器检 测仪 ， 将模拟引张线设置在引张线仪测量范围内 ， 使引张线分别沿坐标轴方向移动 ， 以 ５ｍｍ 为一档 ， 进 行从零点到全量程再到零点的逐点测量 ， 比较率定装置显示值与步进式仪器检测仪所测的引张线在坐 标轴方向的位移值 ， 两者之间的最大偏差应满足 ５．４．３ 的要求 。 ６ ． ７ 　 重复性偏差 在满量程范围内 ， 均匀选取六个测点 ， 每一测点重复测量三次 ， 计算同一个测点测值中最大值与最 小值之差 ， 所有测点差值中最大者即为重复性偏差 ， 应满足 ５．４．４ 的要求 。 ６ ． ８ 　 绝缘电阻 用 １００Ｖ 的兆欧表 ， 分别在步进式引张线仪的每个接线端与仪器壳体之间进行绝缘电阻检测 ， 其测 值均应满足 ５．４．５ 的要求 。 注 ： 对于双向步进式引张线仪 ， 其在竖直方向上 ５．４．２ ～ ５．４．４ 的性能参数试验 ， 也应分别按 ６．５ ～ ６．７ 的方法进行 。 ６ ． ９ 　 稳定性 在正常工作条件下 ， 按 ５．４．６ 的要求 ， 每天按不少于 ８ 次 ， 每次间隔不小于 １ｈ 进行 １ 次测量 ， 历时 ７ 天反复测量 ， 每天所测的测值中的最大值与最小值之差即为当日的重复性偏差 ， 取 ７ 天中所有重复性 偏差中的最大者即为最大重复性偏差 ， 测值之间的最大重复性偏差应满足本部分 ５．４．４ 的要求 ， ７ 天 后 ， 仪器的各项功能均应正常 。 ６ ． １０ 　 气候环境适应性 ６ ． １０ ． １ 　 温度适应性 将工作状态下的步进式引张线仪放置在高低温湿热试验箱中 ， 保持在同一个引张线位置下 ， 选取 －２０℃ 、 ５０℃ 两个测点进行试验 ， 每个测点保持 ４ｈ ， 同时在每个测点重复测量 ３ 次 ， 记录所测值 ， 按 ６．６ 和 ６．７ 的计算方法 ， 试验后仪器各项功能均应正常 ， 并应满足 ５．４．３ 和 ５．４．４ 的要求 。 ６ ． １０ ． ２ 　 湿度适应性 将工作状态下的步进式引张线仪放置在高低温湿热试验箱中 ， 保持在同一个引张线位置下 ， 选取相 对湿度 ９５％ （