T/CHCA2024-XXXX總則1.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器使用性能工程試驗(yàn)驗(yàn)證的術(shù)語(yǔ)、定義、分類(lèi)與性能、工程試驗(yàn)驗(yàn)證方法、合格判定標(biāo)準(zhǔn)等。1.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于分布式光纖應(yīng)變傳感器、分布式光纖溫度傳感器、薄膜應(yīng)變傳感器等公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)常用傳感器，傳感器的布設(shè)方式主要包括表面貼敷式和埋入式等。其他類(lèi)型傳感器的使用性能驗(yàn)證可參照本標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。1.3本標(biāo)準(zhǔn)涉及的公路基礎(chǔ)設(shè)施范圍包括公路橋梁、涵洞、隧道、道路等。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。GB/T7665-2005傳感器通用術(shù)語(yǔ)GB/T18901.1-2002光纖傳感器第1部分：總規(guī)范GB/T18459-2001傳感器主要靜態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算方法GBT33905.1-2017智能傳感器第1部分：總則GBT33905.3-2017智能傳感器第4部分：性能評(píng)定方法JG/T+421-2013土木工程用光纖光柵溫度傳感器JG/T+422-2013土木工程用光纖光柵應(yīng)變傳感器GB/T2423-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)GB/T18459-2001傳感器主要靜態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算方法JT/T1037-2022公路橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范GB/T13992-2010金屬粘貼式電阻應(yīng)變計(jì)術(shù)語(yǔ)及定義3.1分布式光纖應(yīng)變傳感器Distributedopticalfiberstrainsensor用于對(duì)沿光纖傳輸路徑上的結(jié)構(gòu)物相對(duì)變形空間分布和隨時(shí)間變化信息進(jìn)行測(cè)量或監(jiān)控的傳感器。3.2分布式光纖溫度傳感器Distributedopticalfibertemperaturesensor用于對(duì)沿光纖傳輸路徑上的物體冷熱程度空間分布和隨時(shí)間變化信息進(jìn)行測(cè)量或監(jiān)控的傳感器。3.3薄膜式電阻應(yīng)變傳感器Diaphragm-typeresistancestrainsensor用金屬電阻體作為敏感柵，固定在試件上感知應(yīng)變變化的傳感器。3.4使用性能Workperformance傳感器布設(shè)到公路基礎(chǔ)設(shè)施后，其感知量測(cè)參數(shù)的狀態(tài)。3.5工程試驗(yàn)驗(yàn)證Engineeringtestverification針對(duì)工程實(shí)際服役條件，對(duì)傳感器與結(jié)構(gòu)耦合后的使用性能開(kāi)展的試驗(yàn)驗(yàn)證工作。3.6準(zhǔn)確度Accuracy測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之間的一致程度。3.7重復(fù)性Repeatability在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。3.8線性度Linearity正、反行程實(shí)際平均特性曲線相對(duì)于參比直線的最大偏差，用滿量程輸出的百分百來(lái)表示。3.9回程誤差Hysteresis在輸入量作滿量程變化時(shí)，對(duì)于同一輸入量，傳感器的正、反行程輸出量之差。3.10使用壽命Servicelife傳感器與結(jié)構(gòu)耦合后，能夠穩(wěn)定感知量測(cè)參數(shù)，且使用性能滿足使用性能要求的工作時(shí)間。傳感器分類(lèi)與性能一般規(guī)定應(yīng)針對(duì)公路路基路面、橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)物的不同監(jiān)測(cè)需求，選用不同類(lèi)型和量程的傳感器。傳感器在監(jiān)測(cè)期間應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力，工作性能應(yīng)滿足實(shí)際工程需要。應(yīng)根據(jù)傳感器類(lèi)型，選擇操作方便、穩(wěn)定性好且精度合適的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。監(jiān)測(cè)用傳感器的工作范圍宜為滿量程的20%～80%，且最大工作狀態(tài)不應(yīng)超過(guò)滿量程。傳感器布設(shè)前應(yīng)做好標(biāo)定與校準(zhǔn)。公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器分類(lèi)按輸入量（被測(cè)參數(shù)）分，公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器主要分為：位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器等。本標(biāo)準(zhǔn)主要涉及應(yīng)變傳感器和溫度傳感器工程試驗(yàn)驗(yàn)證。按工作原理分，公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器主要分為：電阻式傳感器、光纖式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器等。本標(biāo)準(zhǔn)主要涉及電阻式傳感器和光纖傳感器工程試驗(yàn)驗(yàn)證。公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器性能要求分布式光纖溫度傳感器主要性能指標(biāo)表4.3-1主要性能參數(shù)性能參數(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍/℃-40~+90誤差/℃≤±0.5分辨率/℃0.1重復(fù)性/%≤±0.5線性度≤0.1%F.S分布式光纖溫度傳感器其他性能要求符合JG/T421-2013。分布式光纖應(yīng)變傳感器主要性能指標(biāo)表4.3-2主要性能參數(shù)性能參數(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍/με-2000~+2000綜合誤差/με≤±1.0%F.S分辨率/με≤2重復(fù)性/%≤0.5線性度≤0.2%F.S分布式光纖應(yīng)變傳感器其他性能要求符合JG/T422-2013。電阻應(yīng)變式薄膜傳感器主要技術(shù)指標(biāo)表4.3-3主要性能參數(shù)性能參數(shù)指標(biāo)應(yīng)變計(jì)電阻偏差/%≤±2.0室溫下絕緣電阻/MΩ103測(cè)量范圍/με-2000~+2000綜合誤差/με≤±1.0%F.S分辨率/με≤1.0重復(fù)性/%≤0.5線性度/%≤0.1F.S電阻應(yīng)變式薄膜傳感器其他性能要求符合GB/T13992-2010。公路橋梁監(jiān)測(cè)用傳感器的性能還應(yīng)符合JTT1037-2022要求。公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器工程試驗(yàn)驗(yàn)證方法一般規(guī)定應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)參數(shù)確定公路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器的型號(hào)、數(shù)量及布設(shè)方案。傳感器安裝工藝應(yīng)滿足廠家規(guī)定的正常工作條件要求，在被測(cè)試對(duì)象中布設(shè)時(shí)，應(yīng)與被監(jiān)測(cè)對(duì)象耦合完好，且不應(yīng)對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象造成較大損傷。傳感器工程試驗(yàn)驗(yàn)證是傳感器與結(jié)構(gòu)按實(shí)際服役條件耦合后，在特定條件下根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生已知的輸入量并輸入到待驗(yàn)證的傳感器中，然后將被驗(yàn)證傳感器的輸出量與輸入標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而獲取其使用性能。傳感器工程試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目需滿足表5.1-1要求。表5.1-1測(cè)試及驗(yàn)證項(xiàng)目序號(hào)項(xiàng)目1外觀檢查2基本功能檢查3靜態(tài)指標(biāo)線性度4重復(fù)性5精度6回程誤差7動(dòng)態(tài)指標(biāo)使用壽命可根據(jù)每種傳感器的測(cè)試內(nèi)容、具體特性選擇試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目，開(kāi)展試驗(yàn)的順序應(yīng)保證試驗(yàn)結(jié)果不受前一個(gè)試驗(yàn)的影響。試驗(yàn)前對(duì)傳感器進(jìn)行通電預(yù)熱，并對(duì)傳感器參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，試驗(yàn)過(guò)程中不應(yīng)再作調(diào)整。任何一種傳感器在裝配完后都必須按設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的性能鑒定；使用一段時(shí)間以后或經(jīng)過(guò)修理，也必須對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)，以確保其性能指標(biāo)達(dá)到要求。傳感器外觀檢查布設(shè)完成后的傳感器外觀應(yīng)符合下列要求：1）外觀完整、整潔，附屬件、活動(dòng)件穩(wěn)固，無(wú)明顯劃痕或涂層缺陷；2）操作標(biāo)識(shí)清晰完整，顯示指示清晰無(wú)缺損，銘牌信息完整；3）傳感器各組件裝配正確，連接可靠，零件無(wú)缺損；4）對(duì)外連接的機(jī)械接口、電氣接口正確。外觀檢查方法：1）目測(cè)檢查：操作者應(yīng)具有正常視力和顏色分辨力，并選擇在有利的觀察距離和適當(dāng)?shù)恼斩认逻M(jìn)行。2）用放大鏡檢查：如有必要或傳感器使用說(shuō)明中有規(guī)定時(shí)，可使用放大鏡進(jìn)行檢查。傳感器基本功能檢查應(yīng)根據(jù)制造商提供的使用說(shuō)明書(shū)、操作手冊(cè)等文件，對(duì)傳感器進(jìn)行基本功能檢查。輸入阻抗檢查：對(duì)于無(wú)源電路的傳感器，在傳感器輸出端開(kāi)路情況下，用數(shù)字萬(wàn)用表或相應(yīng)儀表測(cè)量其輸入端的阻抗。絕緣電阻檢查：在被測(cè)試傳感器不施加激勵(lì)電源條件下，用絕緣電阻測(cè)試儀或相應(yīng)儀表給傳感器施加規(guī)定的支流電壓，測(cè)出傳感器引出端與殼體之間的絕緣電阻。光纖連通性檢查；可使用光纖測(cè)試儀對(duì)光纖傳感器的通斷進(jìn)行檢查。光功率檢查：應(yīng)采用可追蹤校準(zhǔn)的光功率計(jì)測(cè)量光功率。標(biāo)稱波長(zhǎng)和適當(dāng)?shù)念l譜特性：應(yīng)采用可追蹤校準(zhǔn)的光波計(jì)測(cè)量激光器標(biāo)稱波長(zhǎng)。應(yīng)采用可追蹤校準(zhǔn)的光頻譜分析儀測(cè)量寬帶光源的標(biāo)稱波長(zhǎng)。傳感器性能工程試驗(yàn)驗(yàn)證方法及適用范圍為模擬傳感器實(shí)際服役環(huán)境及布設(shè)效果，傳感器的靜動(dòng)態(tài)指標(biāo)宜采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證。不具備現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證條件的傳感器可采用縮尺試件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，試件材料及模擬環(huán)境要與傳感器服役的實(shí)際條件符合相似關(guān)系。傳感器與結(jié)構(gòu)耦合壽命試驗(yàn)宜通過(guò)縮尺試件開(kāi)展加速加載及環(huán)境應(yīng)力施加的方法開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證。傳感器靜態(tài)指標(biāo)的模型試驗(yàn)驗(yàn)證方法模型選取應(yīng)按以下原則：（1）試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)盡可能選擇大比例模型，模型材料與實(shí)際結(jié)構(gòu)保持一致。（2）傳感器布設(shè)工藝應(yīng)與實(shí)際工程中保持一致。（3）傳感器布設(shè)位置及受力狀態(tài)應(yīng)與實(shí)際工程中相同。模型試驗(yàn)驗(yàn)證方法（1）試驗(yàn)環(huán)境條件：溫度：15℃-35℃；相對(duì)濕度：30%-85%；大氣壓力：86kPa-106kPa；除地磁場(chǎng)外應(yīng)無(wú)其他外界磁場(chǎng)，且無(wú)機(jī)械振動(dòng)影響。其他環(huán)境要求滿足GB/T18271.1-2017要求。（2）開(kāi)展傳感器性能驗(yàn)證試驗(yàn)前，將傳感器預(yù)熱0.5h后進(jìn)行試驗(yàn)。（3）試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)在每一個(gè)方向上全范圍的進(jìn)行3個(gè)循環(huán)測(cè)量。在每個(gè)循環(huán)的全范圍內(nèi)至少應(yīng)分布5個(gè)測(cè)點(diǎn)，輸入信號(hào)以不超過(guò)20%步長(zhǎng)穩(wěn)定無(wú)過(guò)沖地從0%緩慢增大到結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)下的最大值，然后回到0%。當(dāng)零點(diǎn)或100%點(diǎn)是不能超越的固定值時(shí),零點(diǎn)和量程遷移可在如2%和98%處測(cè)量。（4）輸入量每變化一步后,應(yīng)使構(gòu)件達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。然后記錄每步輸入、輸出信號(hào)的相應(yīng)值。（5）輸入標(biāo)準(zhǔn)量測(cè)量輸入標(biāo)準(zhǔn)量可采用標(biāo)準(zhǔn)傳感器檢測(cè)得到，標(biāo)準(zhǔn)傳感器的測(cè)量精度高于被驗(yàn)證傳感器測(cè)量精度至少一個(gè)等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)傳感器量程為被驗(yàn)證傳感器滿量程的125%-500%，試驗(yàn)輸入信號(hào)應(yīng)連續(xù)可調(diào)，其誤差應(yīng)不超過(guò)被驗(yàn)證傳感器允許誤差的1/5。傳感器靜態(tài)指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證方法為反映實(shí)際結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)及環(huán)境特點(diǎn)，可通過(guò)在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)或足尺試驗(yàn)構(gòu)件上開(kāi)展加載試驗(yàn)的方法對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)布置的傳感器性能開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證。工程原位比對(duì)試驗(yàn)法對(duì)被測(cè)試結(jié)構(gòu)施加動(dòng)態(tài)或靜態(tài)作用，過(guò)程中按5.5.2規(guī)定，采用分級(jí)加載試驗(yàn)方法測(cè)量被測(cè)傳感器和對(duì)比傳感器的輸出值，并計(jì)算被測(cè)傳感器相關(guān)性能指標(biāo)。足尺結(jié)構(gòu)加載驗(yàn)證法模擬傳感器實(shí)際服役環(huán)境及荷載情況，通過(guò)足尺驗(yàn)證試件進(jìn)行傳感器模擬實(shí)際環(huán)境條件下的加載，加載過(guò)程中過(guò)程中按5.5.2規(guī)定，測(cè)試傳感器輸入及輸出情況，并計(jì)算傳感器性能指標(biāo)。結(jié)構(gòu)響應(yīng)真實(shí)值獲取方法（1）在被測(cè)試傳感器受力狀態(tài)相同的附近位置布設(shè)對(duì)比傳感器，對(duì)比傳感器性能滿足5.5.2條對(duì)精度和量程的要求。（2）可采用高精度非接觸測(cè)量等手段獲得被測(cè)試傳感器位置的測(cè)試量真實(shí)值，高精度非接觸式測(cè)量裝置最大允許誤差滿足5.5.2條對(duì)精度和量程的要求。（3）采用數(shù)值模擬及理論分析方法獲得被測(cè)傳感器布設(shè)部位的被測(cè)量理論值，通過(guò)理論值與傳感器實(shí)測(cè)值對(duì)比，用于驗(yàn)證公路基礎(chǔ)設(shè)施傳感器的工作性能。壽命驗(yàn)證方法傳感器壽命驗(yàn)證可通過(guò)模型疲勞加載試驗(yàn)方法開(kāi)展，條件具備時(shí)應(yīng)采用環(huán)境-荷載耦合加載試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。加載次數(shù)及應(yīng)力幅的確定：應(yīng)根據(jù)傳感器布設(shè)位置實(shí)際交通量調(diào)查與分析，確定公路基礎(chǔ)設(shè)施每年的等效加載軸次及軸重，并根據(jù)軸重?fù)Q算模型試驗(yàn)加載應(yīng)力幅值。加載次數(shù)及應(yīng)力幅的確定宜經(jīng)過(guò)專(zhuān)家論證。說(shuō)明：當(dāng)無(wú)相關(guān)資料時(shí)，可參考JTGD40-2011中3.0.7條，公路水泥混凝土路面在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期30年內(nèi)按重交通量設(shè)計(jì)時(shí)，車(chē)道承受設(shè)計(jì)軸載（100kN）累計(jì)作用次數(shù)為106-2×107次?？梢云Ｊ氐墓烙?jì)，每年設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù)為67萬(wàn)軸次。環(huán)境影響模擬方法：當(dāng)具備環(huán)境-荷載耦合實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，根據(jù)傳感器服役環(huán)境統(tǒng)計(jì)資料，將溫度、濕度、氯鹽侵蝕等環(huán)境影響，按照每年的等效加載時(shí)間與荷載一同施加到被測(cè)試結(jié)構(gòu)上。壽命驗(yàn)證試驗(yàn)方法（1）將試件安裝到專(zhuān)用的疲勞試驗(yàn)機(jī)上，按經(jīng)過(guò)論證的輸入荷載、循環(huán)次數(shù)和變化頻率進(jìn)行循環(huán)加載，具備條件的可同步施加環(huán)境影響，每循環(huán)一定次數(shù)后，按規(guī)定進(jìn)行被測(cè)試傳感器性能測(cè)試。（2）加載裝置應(yīng)保證輸入量連續(xù)可調(diào)，試件在彈性工作范圍內(nèi)，試件應(yīng)連續(xù)或逐步變形，直到達(dá)到目標(biāo)應(yīng)變。輸入應(yīng)變變化不大于0.5%。（3）當(dāng)傳感器無(wú)信號(hào)輸出或傳感器輸出誤差超過(guò)10%時(shí)，即認(rèn)為傳感器發(fā)生疲勞損壞。（4）進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)應(yīng)確保被測(cè)試傳感器的安裝工藝及受力狀態(tài)相同，試驗(yàn)變量參數(shù)應(yīng)該選取引起產(chǎn)品失效的主要因素。路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)用傳感器合格判定標(biāo)準(zhǔn)傳感器主要性能指標(biāo)計(jì)算方法線性度線性度是指?jìng)鞲衅鞯妮敵雠c輸入間成線性關(guān)系的程度，其計(jì)算公式為：-非線性誤差（線性度指標(biāo)）；-最大非線性絕對(duì)誤差；-滿量程輸出。重復(fù)性重復(fù)性表示傳感器在輸入量按同一方向做全量程多次測(cè)試時(shí)，所得輸入-輸出特性曲線的一致程度，也稱為重復(fù)誤差。其計(jì)算公式為：-輸出最大不重復(fù)誤差；-傳感器滿量程輸出。準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度也稱靜態(tài)誤差，是傳感器在滿量程內(nèi)任一點(diǎn)的測(cè)量輸出值相對(duì)被測(cè)量理論值（真值）的偏離（或逼近）程度。其計(jì)算公式為：回程誤差回程誤差計(jì)算公式為：-第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的回程誤差；-第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上3次上行程傳感器輸出值的算數(shù)平均值；-第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上3次下行程傳感器輸出值的算數(shù)平均值；-滿量程時(shí)傳感器的輸出值。傳感器其他主要靜態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算方法參考GB/T18459-2001。傳感器使用性能合格判定標(biāo)準(zhǔn)傳感器安裝完畢后外觀檢查應(yīng)滿足5.2要求，任一項(xiàng)指標(biāo)不滿足的即判定該傳感器不合格。傳感器的基本功能