上海千实解读《光纤布拉格光栅应变传感器校准规范》

　　上海千实精密机电科技有限公司：由山东大学主导编制的山东计量测试学会团体标准《光纤布拉格光栅应变传感器校准规范》已完成征求意见稿。为提高标准编制的科学性、严谨性、实效性，根据《山东计量测试学会团体标准管理办法》的规定，现公开征求意见。

　　应变是表征结构安全的重要指标，人们通常通过检测结构的应变来评估一项工程的健康状况。结构体受外界作用产生的应变过大，会使结构产生裂纹等损伤，进一步发展会导致结构的破坏，因此，应变传感器对结构的应变进行长期、实时、动态的监测具有非常重要的意义。

　　布拉格光纤光栅应变传感器具有应变灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰、体积小、易于安装、可靠性高、使用寿命长等特点，还可以组成准分布式传感器网络，是一种极具发展潜力和应用价值的应变传感器。目前布拉格光纤光栅应变传感器已经被广泛应用于水利电力、轨道交通、石油化工、智慧制造、航天航海、建筑工程等领域的应变监测和检测。JJF 1469-2014《应变式传感器测量仪校准规范》指出对应变测量仪的复校时间间隔不超过一年，因此，对其性能进行测试及关键参数的标定校准至关重要。目前，我国计量系统计量院仅对应变仪的电校准建有校准装置，所依据的检定规程为 JJG 623-2005《电阻应变仪检定规程》，对于电阻应变计的指标评价编写了 JJG 533-2007《标准模拟应变量校准器检定规程》，其中采用千分表进行应变量值的测量，从测量精度以及对高低温校准环境的适应性上，远不能满足目前的应用要求。

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。参考GB/T 7665—2005 传感器通用术语；GB/T 13992—2010 金属粘贴式电阻应变计；GB/T 18901.1—2002 光纤传感器第1部分：总规范；GB/T 39347—2020 空间用光纤光栅传感系统通用规范；JJF(通信) 035—2019 光纤布拉格光栅校准规范；JJF 1001 通用计量术语及定义；JJF 1059.1—2012 测量不确定度评定与表示；JJF 1189—2008 测长仪校准规范；JJF 1469—2014 应变式传感器测量仪校准规范等规程。

　　本文件规定了光纤布拉格光栅应变传感器的原理、计量特性、校准条件、校准方法、校准结果表达、复校时间间隔、校准证书等内容。本文件适用于封装形式为金属封装和柔性封装的光纤光栅应变传感器的校准。

　　校准环境条件：

　　1.实验环境：无加速度、冲击与振动。2.实验室温度：20±5 με。3.室温变化：≤1 με/h。4.实验室相对湿度：≤80% RH。

　　仪器设备：

校准前准备：

　　a)将金属封装式或柔性封装式光纤光栅应变传感器对称粘贴于等应力悬臂梁的等应变区域；

　　b)构建由电阻应变传感器与电阻应变计组成的标准应变测试系统，由光纤光栅应变传感器、光路系统耦合器、标准光波长计组成的光纤光栅应变传感器中心波长测量系统；

　　c)预校准系统，在正式记录测试数据前，通过应变加载装置使等应力悬臂梁预变形三次，每次产生的应变量比校准所需大应变量大10%，预校准后电阻应变计清零。

　　校准结果表达：

　　校准结果应在校准证书(报告)上反映，校准证书应准确、客观的报告校准结果。校准结果用校准数据的形式给出，并给出测量不确定。校准证书(报告)应至少包括以下信息：a)标题，如“校准证书”或“校准报告”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同)；d)证书或报告的性标识(如编号)，每页及总页数的标识；e)送校单位的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；l)校准结果及其测量不确定度的说明；m)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；n)校准结果仅对被校对象有效的声明；o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

　　校准过程原始记录格式参照附录 A，推荐校准证书(报告)内页格式见附录 B，校准不确定度评定示例见附录 C。

　　复校时间间隔：

　　由于复校时间间隔的长短是由仪器使用情况、使用者、仪器本身质量等因素所决定，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议不超过12个月。更换重要部件、维修或对仪器性能有怀疑时，应对仪器重新校准。

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