中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范JJF2272—2025橋隧結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法MethodforOnlineCalibrationofStructuralMonitoringSystemsforBridgesandTunnels2025-06-11發(fā)布2025-12-11實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2272—2025橋隧結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法MethodforOnlineCalibrationofStructuralMonitoringSystemsforBridgesandTunnels→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→JJF2272—2025→→→→→→→→→→→→→→→→歸口單位:全國公路專用計量器具計量技術(shù)委員會主要起草單位:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所中國計量科學(xué)研究院參加起草單位:廣東交科檢測有限公司本規(guī)范委托全國公路專用計量器具計量技術(shù)委員會負(fù)責(zé)解釋JJF2272—2025本規(guī)范主要起草人:荊根強(qiáng)(交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所)李建雙(中國計量科學(xué)研究院)彭璐(交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所)參加起草人:羅翥(交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所)崔建軍(中國計量科學(xué)研究院)許肇峰(廣東交科檢測有限公司)JJF2272—2025Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3術(shù)語 (1)4概述 (1)5在線校準(zhǔn)條件 (2)6校準(zhǔn)過程及分析方法 (3)附錄A監(jiān)測系統(tǒng)配置要求 (9)附錄B校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定示例 (10)JJF2272—2025ⅡJJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范制訂工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范,編寫格式參照了JJF1071—2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2272—20251橋隧結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)在線校準(zhǔn)方法1范圍本規(guī)范規(guī)定的校準(zhǔn)方法適用于傳感器不宜拆卸的橋隧結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的在線校準(zhǔn),其他類型的監(jiān)測系統(tǒng)可參照使用。本規(guī)范不適用于埋入式傳感器所構(gòu)成的監(jiān)測系統(tǒng)的在線校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1059.1測量不確定度評定與表示JJF1305線位移傳感器校準(zhǔn)規(guī)范GB/T18459傳感器主要靜態(tài)性能指標(biāo)計算方法GB50982建筑與橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范JT/T1037公路橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語下列術(shù)語適用于本規(guī)范。3.1橋隧結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)structuralmonitoringsystemsforbridgesandtunnels針對橋隧結(jié)構(gòu)設(shè)計驗證、損傷識別、承載能力評估、可靠性評價、壽命預(yù)測等需求,依托該結(jié)構(gòu)體搭建的具有結(jié)構(gòu)狀態(tài)傳感測量、數(shù)據(jù)分析等功能的軟硬件系統(tǒng)。注:本規(guī)范中簡稱監(jiān)測系統(tǒng)。3.2傳感系統(tǒng)sensingsystem由傳感器、采集模塊、數(shù)據(jù)線或通信模塊等共同組成的,具有特定參量感知和測量能力的系統(tǒng),是構(gòu)成監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。注:本規(guī)范中被校傳感系統(tǒng)用符號SUC表示,參考傳感系統(tǒng)用符號RS表示。3.3在線校準(zhǔn)系統(tǒng)onlinecalibrationsystem在被校傳感系統(tǒng)現(xiàn)場工作條件下,同步獲取被校傳感系統(tǒng)測量結(jié)果和參考傳感系統(tǒng)示值,并進(jìn)行在線比較分析的軟硬件系統(tǒng)。其主要由參考傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、在線校準(zhǔn)控制器、校準(zhǔn)工作站、輔助夾具等構(gòu)成。4概述監(jiān)測系統(tǒng)主要由傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、分析模塊、顯示模塊、供電系統(tǒng)等構(gòu)成。實際工程中,監(jiān)測系統(tǒng)通常包含多種類型的傳感系統(tǒng)。JJF2272—20252傳感系統(tǒng)的傳感器布置安裝于橋隧結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵監(jiān)測部位,在橋隧運(yùn)行過程中感知結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化,并由采集模塊實現(xiàn)模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換,通過數(shù)據(jù)線或通信模塊將監(jiān)測結(jié)果匯聚于數(shù)據(jù)中心。顯示模塊和分析模塊提取監(jiān)測數(shù)據(jù),并進(jìn)行顯示輸出或分析處理。GB50982和JT/T1037規(guī)范了監(jiān)測參量和所用傳感器等要求。某些參量(如應(yīng)變、位移、傾角等)的監(jiān)測與所用傳感器的安裝狀態(tài)關(guān)聯(lián)度較強(qiáng)、數(shù)據(jù)延續(xù)性要求較高,某些參量(如振動、車輛荷載等)傳感器不易拆卸,因此需采用在線校準(zhǔn)方式對所用傳感系統(tǒng)進(jìn)行溯源。5在線校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境要求在線校準(zhǔn)的環(huán)境條件應(yīng)符合以下要求:a)傳感器工作區(qū)溫度:-20℃~+50℃;b)傳感器工作區(qū)相對濕度:≤95%;c)供電條件:(220±10)VAC;d)通信條件:具有可靠的數(shù)據(jù)傳輸條件;e)在SUC傳感器安裝的近臨位置,具備固定安裝RS傳感器的實施條件。5.2儀器設(shè)備要求5.2.1基本要求在線校準(zhǔn)的實施應(yīng)滿足以下基本要求:a)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)符合附錄A的配置要求;b)RS應(yīng)在SUC的工作條件下實現(xiàn)溯源,確保計量性能符合要求;c)在線校準(zhǔn)控制器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、校準(zhǔn)工作站、輔助夾具等具備在監(jiān)測系統(tǒng)工作現(xiàn)場應(yīng)用的支撐條件。5.2.2RS傳感器RS傳感器與SUC傳感器的類型和結(jié)構(gòu)應(yīng)具有相似性,數(shù)據(jù)接口可兼容,技術(shù)要求如表1所示。表1RS傳感器技術(shù)要求監(jiān)測參量測量范圍最大允差應(yīng)變-1500×10-6~1500×10-6±3%F.S.位移-10mm~10mm±1mm小于-10mm或大于10mm±10%F.S.傾角-15°~15°±2%F.S.振動-200m/s2~200m/s2±2%F.S.5.2.3在線校準(zhǔn)控制器在線校準(zhǔn)控制器用于在線校準(zhǔn)過程的流程控制,以及RS與SUC數(shù)據(jù)的實時比較分析,應(yīng)具有以下基本功能和技術(shù)性能:JJF2272—20253a)發(fā)送控制指令以獲取RS的實時測量數(shù)據(jù);b)發(fā)送控制指令以獲取SUC的實時測量數(shù)據(jù);c)對SUC數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)化;d)對RS和SUC數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化比較和分析;e)在線校準(zhǔn)過程的狀態(tài)跟蹤和故障排除。5.2.4數(shù)據(jù)服務(wù)器用于RS和SUC數(shù)據(jù)的存儲,存儲信息應(yīng)至少包含測量數(shù)據(jù)所對應(yīng)的項目編號、傳感器編號、傳感器類型、詳細(xì)測量時間、測量頻率、測量結(jié)果、單位等信息。5.2.5校準(zhǔn)工作站校準(zhǔn)工作站安裝配置校準(zhǔn)專用軟件,用于實現(xiàn)在線校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的查詢、核驗、可視化數(shù)據(jù)分析和比對、計量特性分析計算、報告編制、打印等功能。5.2.6輔助夾具在線校準(zhǔn)輔助夾具應(yīng)具備精準(zhǔn)限位、姿態(tài)微調(diào)等功能,且便于布設(shè)、更換。6校準(zhǔn)過程及分析方法6.1在線校準(zhǔn)原理在線校準(zhǔn)采用共同激勵源條件下SUC與RS測量比對的方法,校準(zhǔn)過程不應(yīng)改變監(jiān)測系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。其原理如圖1所示。圖1在線校準(zhǔn)原理6.2數(shù)據(jù)獲取過程在線校準(zhǔn)數(shù)據(jù)獲取過程如下:a)采用如圖1所示的在線校準(zhǔn)原理,在SUC傳感器的近鄰位置安裝RS傳感器,兩傳感器的間隔位置宜通過輔助夾具進(jìn)行限位,其中,應(yīng)變、位移和傾角測量傳感器宜采用如圖2所示的空間布局,振動傳感器宜采用如圖3所示的空間布局;JJF2272—20254(a)傳感器空間布置(b)A視角布局圖2傳感器并列布局(a)傳感器空間布置(b)A視角布局圖3傳感器疊加布局b)以通行車輛等作為激勵源,SUC和RS同步連續(xù)采集橋隧結(jié)構(gòu)在激勵源作用下的響應(yīng)參量,存入各自系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)服務(wù)器;c)監(jiān)測系統(tǒng)響應(yīng)在線校準(zhǔn)控制器的請求,通過數(shù)據(jù)接口模塊傳送SUC測量數(shù)據(jù)序列至在線校準(zhǔn)控制器,并轉(zhuǎn)存至在線校準(zhǔn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器;d)在線校準(zhǔn)系統(tǒng)同步傳送RS所采集的測量數(shù)據(jù)序列至在線校準(zhǔn)控制器;e)在線校準(zhǔn)控制器對在線校準(zhǔn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控、分析比較SUC和RS數(shù)據(jù)序列,并及時排除故障。6.3數(shù)據(jù)序列匹配方法從數(shù)據(jù)服務(wù)器提取在線校準(zhǔn)過程中所采集的SUC和RS數(shù)據(jù)序列,分別記為P和Q,按結(jié)構(gòu)特征對P和Q進(jìn)行匹配,以確定SUC和RS對同一變量相同時刻的測得值之間的對應(yīng)關(guān)系。具體流程如下:a)分別對P和Q序列進(jìn)行預(yù)處理,確定初始匹配點,消除噪聲點,得到去噪后的P和Q序列,保留原始數(shù)據(jù)序列;JJF2272—20255b)在處理后的P和Q序列中查找測量數(shù)據(jù)序列的峰值點和谷值點作為特征點,并進(jìn)行標(biāo)記,如圖4所示;c)根據(jù)所標(biāo)記的特征點,在SUC及RS原始序列中查找對應(yīng)的數(shù)據(jù)點,將P和Q兩序列劃分為若干個特征區(qū)間;d)依次對P和Q每個特征區(qū)間內(nèi)的各點進(jìn)行匹配,設(shè)已知SUC序列上任意一點pi,RS上與pi相匹配的點為qj;圖4特征點提取e)在P和Q的第k個特征區(qū)間{pt(k-1),…,pt(k)}和{qt'(k-1),…,qt'(k)}內(nèi),與pi相匹配的點qj的下標(biāo)j由式(1)確定:式中:i、j—SUC和RS序列中測得值的序號;k—特征點的序號;t(k)—第k個特征點在SUC原始數(shù)據(jù)序列中的序號;t'(k)—第k個特征點在RS原始數(shù)據(jù)序列中的序號。6.4計量特性計算方法6.4.1瞬時測量誤差在線校準(zhǔn)的動態(tài)過程中,每個瞬時狀態(tài)的測量誤差按以下步驟分析:a)按照6.3的方法,對SUC和RS相對于同一被測參量的測量結(jié)果進(jìn)行匹配,獲1,2,…,i,…,n;=1,2,…,qi,…,qn。其中,pi與qi是對應(yīng)于同一瞬間結(jié)構(gòu)響應(yīng)參量的測得值。b)SUC第i個測得值的示值誤差模型,如式(2)所示。ΔdS,i=ΔdR,i+i-i-Δdi·L-Δdtm,i(2)式中:ΔdS,i—SUC的第i個測得值的示值誤差;ΔdR,i—RS的第個測得值的示值誤差;~pi—SUC的第i個測得值;~qi—RS的第i個測得值;JJF2272—20256▽di—第i次測量時‘SΩO和ⅪS安裝點的量值梯度!L—SΩO和ⅪS安裝點的間距!▽dtm‘i—對SΩO和ⅪS采樣頻率、時滯特性差異的補(bǔ)償值。6.V.2基本誤差在線校準(zhǔn)現(xiàn)場條件下‘宜根據(jù)長周期試驗的數(shù)據(jù)序列統(tǒng)計特征進(jìn)行基本誤差分析‘方法如下:B)將經(jīng)過6.3匹配的SΩO和ⅪS數(shù)據(jù)序列的值域均勻劃分為N×N個區(qū)塊‘參照[[F1305‘N取11。…‘yM和L=L1‘L2‘‘LM‘其中‘M為SΩO或ⅪS邊緣區(qū)塊的個數(shù)‘M=2N‘q)取SΩO和ⅪS上下邊緣區(qū)塊中…‘yM和L=L1‘L2‘‘LM‘其中‘M為SΩO或ⅪS邊緣區(qū)塊的個數(shù)‘M=2N‘?dāng)?shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列Y和L的構(gòu)建方法如圖5所示。(B)SΩO擬合數(shù)據(jù)序列(q)ⅪS擬合數(shù)據(jù)序列圖5參比直線擬合數(shù)據(jù)序列構(gòu)建方法統(tǒng)的基本誤差取式(3)、式(V)中絕對值最大者。(yi+-Yo于s十i)-]Y0+K(Li+-Lo于s十統(tǒng)的基本誤差取式(3)、式(V)中絕對值最大者。(yi+-Yo于s十i)-]Y0+K(Li+-Lo于s十i)[(yi--Y于-i)-]Y0+K(Li--L于-i)[δi+×100%‘i=1‘2‘…‘M(3)δi-×100%‘i=1‘2‘…‘M(V)式中:yi十‘yi-—分別為SΩO第i個邊緣區(qū)塊的最大值和最小值!Li十‘Li-—分別為ⅪS第i個邊緣區(qū)塊的最大值和最小值!Yo于s十‘i‘Yo于s-‘i—分別為區(qū)塊劃分所引入的SΩO上、下邊緣測量值偏移量!Lo于s十‘i‘Lo于s-‘i—分別為區(qū)塊劃分所引入的ⅪS上、下邊緣測量值偏移量!YFS—擬合直線上最大輸入值和最小輸入值所對應(yīng)的輸出值之差!YB—SΩO區(qū)塊的高度。JJF2272—20256.4.3測量重復(fù)性在線校準(zhǔn)條件下,監(jiān)測系統(tǒng)的測量重復(fù)性參照GB/T18459用樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,通過貝塞爾公式法計算,步驟如下:a)取RS和SUC數(shù)據(jù)序列中相對應(yīng)的兩個典型分段,利用6.3的匹配算法進(jìn)行匹配,確立數(shù)據(jù)點的配對關(guān)系;為樣本數(shù)量,在SUC數(shù)據(jù)序列中找到對應(yīng)的匹配點為樣本數(shù)量,在SUC數(shù)據(jù)序列中找到對應(yīng)的匹配點yik(k=1,2,…,n),如圖6所示;(a)RS數(shù)據(jù)序列中的同值點(b)SUC數(shù)據(jù)序列中的匹配點圖6測量重復(fù)性計算示意圖c)在校準(zhǔn)點Li處,盡可能保證RS數(shù)據(jù)序列中正、反向行程的同值點數(shù)量均不少于10個,宜取RS數(shù)據(jù)序列的眾數(shù)或中位數(shù),并在報告中注明;d)記yik中正向行程測量數(shù)據(jù)為yu,ik,反向行程測量數(shù)據(jù)為yd,ik,分別通過式(5)、式(6)計算正行程和反行程的樣本標(biāo)準(zhǔn)差:yu,i—yik中正行程測量值的算術(shù)平均值;yu,ij—yik中正行程測量數(shù)據(jù)的第j個測量值;nu—正行程上同值樣本數(shù)量; yd,i—yik中反行程測量值的算術(shù)平均值;7yd,ij—yik中反行程測量數(shù)據(jù)的第j個測量值;nd—反行程上同值樣本數(shù)量,nu+nd=n。7JJF2272—20258最終選取正反行程標(biāo)準(zhǔn)差較大者計算重復(fù)性,公式見式(7):(7)式中:Smax—Su,i與Sd,i中較大者;c—包含因子,本方法中根據(jù)正反行程樣本數(shù)n選取t分布的置信度為95%的包含因子(見表2)。表2t分布置信度為95%的包含因子n2345678910c12.7064.3033.1822.7762.5712.4472.3652.3062.262JJF2272—20259附錄A監(jiān)測系統(tǒng)配置要求A.1新裝監(jiān)測系統(tǒng)對于新裝監(jiān)測系統(tǒng),應(yīng)滿足適用于后期在線校準(zhǔn)的以下設(shè)計:a)在傳感器安裝位置布置用于比較測量的輔助夾具;b)監(jiān)測數(shù)據(jù)包含準(zhǔn)確的測量時間信息;c)監(jiān)測系統(tǒng)軟件應(yīng)配備在線校準(zhǔn)指令接收和響應(yīng)功能;d)當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)收到在線校準(zhǔn)控制器指令后,下,同時發(fā)送SUC的后續(xù)測量結(jié)果給在線校準(zhǔn)控制器;e)監(jiān)測系統(tǒng)軟件可準(zhǔn)確提取特定時間段內(nèi)SUC的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)。A.2在用監(jiān)測系統(tǒng)對在用監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行在線校準(zhǔn)時,監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行A.1所要求的技術(shù)改進(jìn),改進(jìn)后的系統(tǒng)至少滿足以下配置要求:a)在傳感器安裝位置可布置用于比較測量的傳感器輔助夾具;b)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)包含準(zhǔn)確的測量時間信息;c)監(jiān)測系統(tǒng)軟件可準(zhǔn)確提取特定時間段內(nèi)SUC的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)。JJF2272—202510附錄B校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定示例B.1在線校準(zhǔn)試驗過程在日常通行車輛激勵條件下,連續(xù)采集某大橋數(shù)日的在線校準(zhǔn)有效數(shù)據(jù)。采用可視化數(shù)據(jù)分析工具從原始數(shù)據(jù)中篩選激勵較為明顯的典型數(shù)據(jù)段進(jìn)行分析,示例如圖B.1所示。圖B.1應(yīng)變傳感系統(tǒng)在線校準(zhǔn)典型數(shù)據(jù)段采用基于特征點的數(shù)據(jù)序列匹配方法,獲得SUC與RS的對應(yīng)量值序列,如圖B.2所示。(a)數(shù)據(jù)序列的匹配結(jié)果(b)圖(a)虛框區(qū)域的細(xì)節(jié)顯示圖B.2在線校準(zhǔn)數(shù)據(jù)序列匹配JJF2272—202511B.2單次測量的不確定度評定B.2.1測量模型根據(jù)式(1),SUC的單次(第i次)測量的示值誤差可變換為:ΔdS,i=ΔdS-R,i+ΔdR,i-Δdi·L-Δdtm,i(B.1)式中:ΔdS,i—SUC的第i個測得值的示值誤差;ΔdS-R,i—SUC和RS第i對測得值的差值;ΔdR,i—RS的第i個測得值的示值誤差;Δdi—第i次測量時,SUC和RS安裝區(qū)域的量值(如應(yīng)變)梯度;L—SUC和RS傳感器安裝點的間距;Δdtm,i—對SUC和RS采樣頻率、時滯特性差異的補(bǔ)償值。B.2.2不確定度分析由式(B.1)的測量模型可知,SUC的單次測量示值誤差ΔdS,i的不確定度us主要有4個來源:(1)SUC與RS測得值的差值引入的不確定度u1對經(jīng)過匹配的SUC和RS數(shù)據(jù)序列對應(yīng)求差值,可得到示值差序列數(shù)據(jù)。不確定度的可能來源有:①SUC和RS對激勵源響應(yīng)的差異;②傳感器示值的重復(fù)性。這些影響因素的組合效應(yīng)引入的不確定度可通過A類評定方法得到。為避免將環(huán)境變化的影響引入此不確定度分量,在評定u1時,應(yīng)在一個溫度平穩(wěn)且應(yīng)變測值有明顯變化的典型時段內(nèi),計算SUC與RS示值差值的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差。在圖B.1中取長度為10000(對應(yīng)時間為500s)的數(shù)據(jù)段,計算其實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差:(2)由RS測量不準(zhǔn)確引入的不1.10-6可通過B類評定,從參考傳感器的校準(zhǔn)證書中獲得,校準(zhǔn)結(jié)果需覆蓋在線校準(zhǔn)的環(huán)境條件(如溫度)變化區(qū)間。查閱參考傳感系統(tǒng)RS校準(zhǔn)證書,知其在實驗的量值范圍內(nèi)示值的不確定度U=3×10-k。此5,×0R-6S引入的不確定度分量:(3)SUC和RS安裝點的量值差異引入的不確定度u3u3又由兩個分量構(gòu)成,即:①SUC和RS安裝點的量值(如應(yīng)變)梯度分布引入的不確定度u31;②SUC和RS安裝點的間距測量引入的不確定度u32。量值梯度分布情況與具體的橋梁結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。根據(jù)對被監(jiān)測橋梁現(xiàn)場實驗截面上應(yīng)變分布理論分析和仿真情況,在傳感器現(xiàn)場布設(shè)的截面上,SUC和RS安裝點的間距為200m時,應(yīng)變極差為0.25×10-6(80t荷載時)。根據(jù)數(shù)值分析中采用的采樣間極差法評定,由SUC與RS安裝位置差異引入的不確定度為:隔,200mm內(nèi)獨立觀測數(shù)n=3,極差法評定,由SUC與RS安裝位置差異引入的不確定度為:(4)SUC和RS測量同步性差異引入的不確定度u4u3=0.25×10-6(4)SUC和RS測量同步性差異引入的不確定度u4JJF2272—202512由被監(jiān)測橋梁的歷史動載試驗結(jié)果,可推斷在通行車輛荷載作用下的應(yīng)變量的變化頻率為2.4Hz左右,通過對應(yīng)變數(shù)據(jù)序列進(jìn)行帶通濾波,得到2.2Hz~2.6Hz的應(yīng)變信號在時域的最大幅值A(chǔ)max約為15×10-6,頻帶中心頻率為f0=2.4Hz,如圖(a)切比雪夫帶通濾波器(b)車輛激勵下的應(yīng)變響應(yīng)信號圖B.3通行車輛激勵下的應(yīng)變頻帶信號提取在線校準(zhǔn)實驗中SUC與RS應(yīng)變測量系統(tǒng)的采樣頻率均為20Hz,約為8f0。查表B.1和表B.2,在包含概率為95%和99%時,兩傳感系統(tǒng)由于采樣過程引入的信號峰值測量偏差絕對值的限值分別為0.0650Amax和0.0684Amax,約為1×10-6。表B.1峰值測量偏差絕對值的限值(包含概率95%)M95A1(4f0)A2(8f0)A3(10f0)A4(12f0)A5(16f0)B1(4f0)0.25060.24300.24780.25480.2590B2(8f0)0.24300.06500.05400.05890.0631B3(10f0)0.24780.05400.04550.03950.0436B4(12f0)0.25480.05890.03950.02910.0253B5(16f0)0.25900.06310.04360.02530.0164表B.2峰值測量偏差絕對值的限值(包含概率99%)M99A1(4f0)A2(8f0)A3(10f0)A4(12f0)A5(16f0)B1(4f0)0.26430.26340.26300.26390.2641B2(8f0)0.26340.06840.06720.06800.0682B3(10f0)0.26300.06720.04880.04860.0487B4(12f0)0.26390.06800.04860.03060.0304B5(16f0)0.26410.06820.04870.03040.0173采用B類評定,取k=2,則此不確定度分量為:JJF2272—202513u=1×10-6/2=0.5×10-6B.2.3不確定度的合成和表示不確定度分量u1、u2、u3、u4分別來源于三個不相關(guān)的過程6因此SΩO的單次測量示值誤差▽dS6i的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度::▽dS6i=S6i-dS60式中:~dS6i—SΩO的第i個測量值的示值!dS60—SΩO安裝位置的實際結(jié)構(gòu)響應(yīng)量值(如應(yīng)變)。dS60為客觀存在的實際值6可認(rèn)為不確定度為06故SΩO單次測量結(jié)果的不確定度~u(dS6i)6可以用以上示值誤差的不確定度代替。B.3基本誤差的不確定度評定B.3.1測量模型由基本誤差的計算公式式(3)~式(4)可知6傳感器的基本誤差是一組數(shù)據(jù)中的最大值6此數(shù)據(jù)組中任一值的測量模型為:(B.2)式中:yi—所選樣本中SΩO的第i個測量值!Yi—所選樣本中RS的第i個測量值Li在參比直線上的擬合輸出值!YFS—擬合直線上的滿量程輸出值6對于所選樣本6可視為常數(shù)!YB—SΩO區(qū)塊的高度6對于所選樣本6可視為常數(shù)!δS—由選取樣本的隨機(jī)性所產(chǎn)生的計算偏差補(bǔ)償6該分量反映了本文所提出的基本誤差計算方法的可靠性!maxaqs()—取所有值中絕對值最大的值。B.3.2不確定度分析考慮隨機(jī)性因素6數(shù)據(jù)序列L和Y之間的線性關(guān)系可以表示為:Y=Y0+KL+ε(B.3)ε的期望E(ε)=06設(shè)ε的方差Var(ε)=σ26對線性模型]式(B.3)[6記Qe為殘差平方和6即:(B.4)JJF2272—202514式中:~Yi—SUC傳感器第i個測得值;Y^i—對RS的第i個測得值的擬合輸出值(作為SUC值的估計值);n—用于線性回歸分析的數(shù)據(jù)序列的大小。易知,2=Qe/(n-2)是2的無偏估計,記Sxx=∑=1(Li-L)2,則:(B.5)(B.6)于是,測量模型[式(B.2)]中,各分量的不確定度可按以下方式評定:(1)yi的不確定度參照B.2中單次測量的不確定度評定方法:u(yi)=uc,S;(3)Yi=Y0+KLi(3)Yi=Y0+KLi引入的不確定度分量u(Yi)可由下式合成:u(Yi)=u2(Y0)+Lu(K)+2Lir(Y0