裂缝宽度观测仪校准方法探讨

　　1　概述

　　裂缝宽度观测仪主要应用在桥梁、隧道、墙体和混凝土路面等裂缝宽度的定量检测。它由主机、信号线及探头(CCD摄像头)组成。测量探头把采集到的图像进行放大后在液晶屏上实时显示,通过屏幕上的刻度尺读出裂缝宽度值,或通过软件自动判读,直接将裂缝宽度值数字显示在屏幕上。

　　2　校准方法

　　通过刻度尺读数的观测仪检测范围一般为:(0~3)mm。屏幕上的刻度尺分度为: 0·02mm、0·04mm和0·05mm等,估测精度可达0·01mm。依照标准器的选择原则,校准可采用分度值为0·01mm,允许极限误差不超过±2·0μm的玻璃标尺作为标准器具,如图1所示。

　　将测量探头的两支撑脚平放在玻璃标尺刻线面上方,通过屏幕影像找正标尺刻线,使标尺底部基准线与屏幕刻度尺基准线平行靠近。零位对齐后,对屏幕刻度尺进行校准。在全量程上,均匀读取至少5组数据。

　　通过软件自动判读的观测仪检测范围可达:(0~8)mm。可采用刻度线宽为0·02mm, 0·2mm, 0·5mm,1mm,2mm等宽度,允许极限误差不超过±2·0μm的玻璃标尺校准。如图2所示,通过屏幕影像找正标尺刻线,观测仪自动跟踪,显示测量值,再与标准刻度线宽进行比较。

　　3　测量结果不确定度评定

　　3·1　测量重复性引起的标准不确定度分量u₁,采用A类评定

　　在短时间内,对同一刻线宽度重复测量10次,测量值如下(单位:mm):

　　1·002、1·003、1·002、1·005、1·004、1·002、1·005、1·005、1·004、1·002

　　3·2　玻璃标尺误差引起的标准不确定度分量u₂,采用B类评定

　　玻璃标尺允许极限误差不超过±0·002mm,均匀分布,因此:

　　3·3　读数误差引起的标准不确定度分量u₃,采用B类评定:

　　估读误差不超过分度值的1/10,均匀分布,因此:

　　3·4　被检仪器量化误差引起的标准不确定度分量u₄,采用B类评定

　　被检仪器分辨力为0·001mm,因此:

　　4　标准不确定度分量汇总表

　　由上可知各项标准不确定度分量和相关信息,如表1所示。

　　5　合成标准不确定度

　　6　扩展不确定度的评定

　　取覆盖因子k为2,则扩展不确定度:

　　U_p=ku_c=0·0038mm≈0·004mm

　　作者简介:谈冬兴,男,工程师。工作单位:南京市计量监督检测院。朱岳辉,南京市计量监督检测院。