UDC 681.2 : 531.787 N 93 中华人民共和国国家标准 GB/T 3411 ---94 差动电阻式孔隙压力计 Unbonded elastic wire resistance'type pore pressure cell 1994-12-22发布 1995-10-01实施 国家技术监督局发布 中华人民共和国国家标准 GB/T 3411---94 差动电阻式孔隙压力计 代替GB3111-82 Unbonded elastic wire resistance type pore pressure cell 1主题内容与适用范围 本标准规定了埋设在水利工程混凝土建筑物及其他混凝土建筑物或地基内的差动电阻式孔隙压力 计（简称孔隙压力计）的设计、生产、使用、试验方法及检验规则等的统--要求。 本标准适用于埋设在水利工程混凝土建筑物及其他混凝土建筑物或地基内的差动电阻式孔隙压力 计。 孔隙压力计是一种供长期测量混凝土或地基内孔隙中的水压力并能兼测温度的传感器。 2 引用标准 GB5603～5604负荷传感器术语和试验方法 GB/T3408差动电阻式应变计 GB191包装储运图示标志 JJG130工作玻璃温度计检定规程 3产品品种、规格 3.1.结构型式 孔隙压力计由弹性薄板、应变敏感元件、密封壳体及引出电缆四个主要部分组成，如图1所示。 图1 1--弹性薄板；2-密封壳体；3应变敏感元件；4引出电缆 国家技术监督局1994-12-22批准 1995-10-01实施 1 SAC GB/T 3411--94 3.2电路形式 孔隙压力计的电路原理如图2所示。 R: R 10白 lo红 a 图] 2 R,一水压增大时变形减小的钢丝的电阻值Q;R2--水压增大时变形增大的钢丝的电阻值，Q r1、r2、r3一引出电缆三芯线的电阻值，α 3.3规格及主要参数 孔隙压力计的规格代号如表1所示，其主要参数应符合表1的规定。 表1 规格代号 P-1 P-2 P-4 P-8 P-16 P-24 最大外径D,mm 58 31 尺寸参数 长度 L,mm 140 测量范围,MPa 0. 1 0. 2 0. 4 0. 8 1. 6 2. 4 最小读数f,MPa <0.0007 <0.0015 <0.003 <0.006 <0. 012 <0.018 性能参数 0℃时自由状态电阻 0. 940 0~1. 040 0 比Z。 温度测量范围，℃ 0~4010 4技术要求 4.1正常工作条件 a. 孔隙压力计应能在0～40℃的环境温度下正常工作； b．孔隙压力计应能埋设在混凝土或地基内长期正常工作； c. 孔隙压力计应能经受与其规格相应的测量范围上限值的水压力。 4.2、对压力性能参数的要求 4.2.1最小读数f 孔隙压力计最小读数值应符合表1中有关规定。 4.2.20℃时自由状态电阻比Z。 孔隙压力计在0℃时自由状态电阻比Z。应符合表1中有关规定。 4.2.3端基线性度误差α 孔隙压力计的端基线性度误差不应超过全量程输出量的士2%。 4.2.4滞后α 2 GB/T 3411-94 孔隙压力计的滞后不应超过全量程输出量的1.0% 4.2.5不重复度α" 孔隙压力计的不重复度不应超过全量程输出量的1.0%。 4.3温度测量误差 孔隙压力计的温度测值经电阻比变化量修正后，其误差不应超过士0.5℃。 4.4绝缘电阻 在下列条件下孔隙压力计的绝缘电阻均应大于50MQ。 a. 在温度为0℃冰水中； b．在温度为40℃水中； 在与孔隙压力计规格相应的测量范围上限值的压力水中。 c. 4.5过范围限 4.5.1压力过范围限 孔隙压力计应具有承受测量范围上限值的1.2倍的压力能力。在此范围内，孔隙压力计的性能仍应 满足4.2.3、4.2.4、4.2.5条的要求。 4.5.2温度过范围限 孔隙压力计应具有能承受10℃及十50℃的温度过范围限能力。当环境条件恢复至参比工作条件 后，其性能仍应满足4.2、4.3、4.4条的要求。 4.6温度修正系数b 孔隙压力计温度修正的校准曲线（因温度变化所引起的水压力测值的系统误差与温度之间的关系 曲线），其端基线性度误差以电阻比值计不应超过土0.02%，其非直线度以电阻比值计，不应超过 0.02%。 4.7电阻比变化量对电阻值的影响 孔隙压力计全量程电阻比变化量与电阻值之间的校准曲线，其线性度误差以电阻值计不应超过 ±0.03α。 4.8稳定性要求 4.8.1高温稳定性 孔隙压力计在经受环境温度为40℃，历时20天的高温试验后，其性能应满足如下要求： a.实测的0℃电阻值变化量不应超过士0.1α; b. 最小读数f值的相对变化量不应超过土2%； 绝缘电阻仍应符合4.4条的规定。 4.8.2长期稳定性 孔隙压力计在经受加荷至测量范围上限值，卸荷至零点的20次反复循环试验后，其性能应满足如 下要求： a..实测的0℃电阻值变化量不应超过士0.1α； b.最小读数f值的相对变化量不应超过士2%； c．绝缘电阻仍应符合4.4条的规定。 4.9耐运输颠振性能 孔隙压力计在运输包装的情况下，应能承受最大加速度为30m/s²、频率为每分钟80～120次历时 两小时的运输颠振试验。试验后，其性能应满足如下要求： a. 实测的0℃电阻值变化量不应超过士0.1α； b．最小读数f值的相对变化量不应超过士2%； 绝缘电阻仍应符合4.4条的规定。 4.10外观要求 3 GB/T 3411—94 孔隙压力计的密封壳体不应有锈斑、明显划痕及凹陷损伤；螺纹口应光洁；引出电缆橡套应无损伤。 5＇试验方法 5.1压力性能试验 5.1.1试验条件、设备及注意事项 5.1.1.1参比工作条件 a. 环境温度为10～30℃，试验时环境温度应保持稳定。 b..环境相对湿度不大于80%。 5.1.1.2主要设备 a. 活塞式压力计； b. 0.35级标准压力表； c. 电阻比电桥。 5.1.1.3注意事项 a. 孔隙压力计应在参比工作条件下预先置放24h以上； b. 校准试验前，应在测量范围上限值的1.2倍的压力范围内将孔隙压力计预压2～3次循环； 校准试验时，测试点数及相邻两测试点的压力间距可采用表2所列数据。 表 2 规格 P-1 P-2 P-4 P-8 P-16 P-24 测试点数n 6 6 6 6 9 7 测试点间距，MPa 0. 02 0. 04 0. 08 0.16 0. 2 0. 4 5:1.2端基线性度误差α检验 先测量孔隙压力计零测试点的电阻比。之后，逐渐增加载荷（上行），每到一测试点测读一个电阻比， 全量程共测得n个电阻比。然后，再从上限值逐渐卸荷至零测试点（下行），同样测得n个电阻比。重复 上述过程，共完成三次循环。分别计算上行及下行各测试点电阻比测值的平均值(Z.)；及（Z.)：。而后，按 下式计算各点总平均值： (2u) +(Za); (Z.); = (1) 式中：（Z。)；一上、下行第i测试点电阻比测值的总平均值； (Z.);一一上行第i测试点电阻比测值的平均值； (Z.);下行第i测试点电阻比测值的平均值。 各测试点的理论值Z.由下式确定： AZ Xi. (Zt) = +(Z.)。 (2) n-1 式中：i-—测试点序数(0,1,n); AZ一一测量范围上限值及零测试点各自的三次电阻比测值的平均值之差。 计算各测试点电阻比测值的偏差：： 4 GB/T 3411-94 0 (Z.); - (Zt); （3） 偏差值中最大者令为△1，则孔隙压力计的端基线性度误差α： ×100% A 孔隙压力计的端基线性度误差应满足4.2.3条的要求。 5.1.3滞后α 滞后检验可结合5.1.2条（端基线性度误差α检验)同时进行。 计算出端基线性度误差检验时每一次循环中各测试点上行及下行两个电阻比测值之间的差值，其 中最大差值令为A，则孔隙压力计的滞后α X 100% ( 5) 孔隙压力计的滞后α应满足4.2.4条的要求 5.1.4不重复度α" 不重复度α检验可结合5.1.2条（端基线性度误差α检验）同时进行。 计算出端基线性度误差检验时的三次循环中各测试点上行及下行各自的三个电阻比测值之间的最 大差值，其中最大者令为△，孔隙压力计的不重复度α"！ (6) 孔隙压力计的不重复度应满足4.2.5条的要求。 5.1.5最小读数f值的计算 最小读数f值由下式确定 f= P ( 7 ) 式中：P一 一测量范围的上限值，MPa 孔隙压力计的最小读数应满足4.2.1条的要求； 5.2温度性能检验 5.2.1试验条件、设备及注意事项 5.2.1.1参比工作条件 a．环境温度为20±2℃； b.环境相对湿度不大于80%。 5.2.1.2主要设备 a. 二等标准水银温度计； 电阻比电桥（应采用电压常数小于2μV/mm，阻尼时间不大于5s的外接检流计）； c. 恒温水槽（工作区域最大温差不应超过士0.1℃）； d. 冰点槽。 5 GB/T 3411-94 5.2.1.3注意事项 a.在0，20，40℃三个温度点附近各选择-个测试点； b．检验方法可参照JJG130中第11条（5）、（6)两款中的有关规定； c．测量时通入孔隙压力计敏感元件的电流应小于5mA。 5.2.2温度测量误差检验 孔隙压力计在0，20，40℃三个温度点附近的任测试点的实际温度与通过实测电阻比和电阻值所 计算的温度1之间的最大差值应满足4.3条的要求。 注：1）见GB/T3408的附录A。 5.2.30℃时自由状态电阻比Z。检验 在温度测量误差检验（5.2.2条）时，实测的孔隙压力计0℃时自由状态电阻比Z。应满足表1的要 求。