中華人民共和國交通運輸部部門計量檢定規程

JJG（交通）XXX—XXXX

光纖光柵式鋼筋計

FiberBraggGratingRebarStressMeter

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發布XXXX-XX-XX實施

中華人民共和國交通運輸部發布

JJG（交通）XXX—XXXX

光纖光柵式鋼筋計檢定規程

1范圍

本規程適用于光纖光柵式鋼筋計的首次檢定、后續檢定和使用中檢查。

2概述

光纖光柵式鋼筋計(以下簡稱鋼筋計)是一種利用光纖光柵反射光中心波長與外界應變

的線性變化關系來測量鋼筋混凝土或其它結構物軸向形變的傳感器。

鋼筋計由鋼筋、光纖光柵傳感器、傳感器光纜和光纖保護管組成，結構示意圖見圖1。

鋼筋計的工作原理為：在軸向荷載作用下，鋼筋產生的微小變形（伸長或縮短）引起

光纖光柵傳感器中心波長發生偏移，其偏移量與施加的荷載成比例，通過解調光纖光柵中

心波長變化量，即可按對應關系計算出鋼筋產生的應變，以及相應的應力。

1234

圖1鋼筋計結構示意圖

1——鋼筋；2——光纖光柵傳感器；3——光纖保護管；4——傳感器光纜。

3計量性能要求

鋼筋計計量性能要求應符合表1的規定。

表1計量性能要求

項目計量性能要求

線性度（）≤

δL|δL|1.0%F·S

滯后（）≤

δH|δH|1.5%F·S

重復性（）≤

δR|δR|0.5%F·S

綜合誤差（）≤

δC|δC|1.5%F·S

分辨力（Fr）|Fr|≤0.1%F·S

溫度修正誤差（）≤

δT|δT|0.05%F·S/℃

1

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4通用技術要求

4.1外觀

鋼筋計外觀應無變形，外表面光潔，無銹斑及裂痕，傳感器光纜無損傷，緊固件無松

動。

4.2銘牌

鋼筋計應有清晰的銘牌，標明制造廠或廠標、型號、測量范圍、出廠編號及出廠日

期。

5計量器具控制

5.1檢定條件

5.1.1檢定環境條件

環境條件要求如下：

a)溫度：23℃±2℃；

b)相對濕度：應不大于75%；

c)周圍應無強電磁場干擾，無振動、輻射、電流等影響。

5.1.2檢定設備及配套設施

檢定設備、配套設施及要求如下：

a)力標準機：測量范圍應覆蓋被檢定的鋼筋計量程，準確度等級為0.1級；

b)光纖光柵解調儀：測量范圍1525nm~1565nm，分辨力1pm；

c)恒溫水槽：測量范圍0℃~90℃，溫度波動度±0.05℃。

5.2檢定項目

檢定項目見表3，檢定記錄表見附錄A。

表3檢定項目一覽表

檢定項目首次檢定后續檢定使用中檢查

外觀+++

銘牌+++

線性度++-

滯后++-

重復性++-

綜合誤差++-

分辨力+--

溫度修正誤差+-+

注：凡需檢定的項目用“+”表示，不需檢定的項目用“-”表示。

5.3檢定方法

2

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5.3.1外觀

采用目測和手檢的方法檢查外觀。

5.3.2銘牌

采用目測的方法檢查銘牌。

5.3.3線性度

鋼筋計線性度檢定步驟如下：

a)在檢定環境條件下，鋼筋計預先放置24h上；

b)安裝鋼筋計至力標準機上，鋼筋計傳感器光纜連接光纖光柵解調儀，靜置30min；

c)試驗前，將鋼筋計預拉至量程上限值的1.2倍，至少穩定3min，卸荷至零荷載狀

態，按此步驟重復預拉3次；

d)恢復鋼筋計至零荷載狀態并穩定后，讀取光纖光柵解調儀輸出的鋼筋計波長值，

作為鋼筋計初始波長值；

λ0

e)在鋼筋計量程范圍內，按10%F·S逐級加荷至滿量程荷載值，每級至少穩定3min，

記錄力標準機荷載值及鋼筋計對應產生的應變值；

f)加荷到滿量程荷載值后，按10%F·S逐級卸荷至零荷載,每級荷載至少保持3min

后再讀取力標準機荷載值及鋼筋計對應波長測量值，退回零荷載后，保持3min，讀取零荷

載處測量值；

g)按步驟e）~f）進行3次測量；

h)按公式（2）計算各級測量點3次循環測量過程中鋼筋計波長測量值與初始波長值

差值平均值：

m

1（）

?λi=∑[(λij?aT×?Tij)?λ0]2

mj=1

式中：

第級測量點（……，）次循環測量過程中鋼筋計波長測量值與初始

?λi——ii=1,2,3,103

波長值差值平均值，nm；

λij——第i級測量點（i=1,2,3,……，10）第j次（j=1,2,3,……，m）測量過程中鋼筋計輸

出波長值，nm；

鋼筋計溫度修正系數，℃；

aT——nm/

?Tij——第i級測量點（i=1,2,3,……，10）第j次（j=1,2,3,……，m）測量過程中環境溫

度相對于初始狀態時的溫度變化量，當環境溫度不變時，?Tij=0，℃；

m——測量次數，m=6。

i)按公式（3）計算鋼筋計在各級測量點處3次循環荷載測量平均值：

（）

Fi=k×?λi+C3

式中：

3

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Fi——第i級測量點（i=1,2,3,……，10）時鋼筋計荷載測量平均值，kN；

k——鋼筋計應力系數，kN/nm；

C——鋼筋計自由狀態下荷載測量值，kN。

j)計算各級測量點處鋼筋計荷載測量平均值與力標準機對應施加的荷載平均值之間

的最大偏差，按公式（4）計算線性度誤差，作為線性度檢定結果。

?L

max（）

δL=×100%4

FFS

式中：

鋼筋計測量線性度誤差；

δL——

鋼筋計在各級測量點次循環測量過程中荷載測量平均值與擬合直線上對

?Lmax——3

應荷載值之間的最大偏差，kN；

FFS——鋼筋計滿量程輸出荷載值，kN。

5.3.4滯后

按5.3.3a)~j)步驟進行，按公式（5）計算滯后誤差，作為滯后誤差檢定結果。

?H

max（）

δH=×100%5

FFS

式中：

鋼筋計測量滯后誤差；

δH——

鋼筋計在各級檢定點處正行程荷載測量平均值與反行程荷載測量平均值差

?Hmax——

值的最大值，kN。

5.3.5重復性

按5.3.3a)~j)步驟進行，按公式（6）計算重復性誤差，作為重復性誤差檢定結果。

?Rmax

δR=×100%（6）

FFS

式中：

鋼筋計測量重復性誤差；

δR——

鋼筋計在各級測量點處正行程個荷載測量值間的差值及反行程個荷載

?Rmax——33

測量值間的最大差值，kN。

5.3.6綜合誤差

按5.3.3a)~j)步驟進行，按公式（7）計算綜合誤差，作為綜合誤差檢定結果。

4

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?C

max（）

δC=×100%7

FFS

式中：

鋼筋計測量綜合誤差；

δC——

鋼筋計在各級測量點正反行程荷載測量平均值與對應的力標準機施加荷載

?Cmax——

值的最大差值，kN。

5.3.7分辨力

鋼筋計分辨力檢定步驟如下：

a)按5.3.3步驟a)~d)進行檢定；

b)調節力標準機使荷載增加至鋼筋計量程上限值的50%，讀取光纖光柵解調儀輸出

的鋼筋計波長值，繼續調節力標準機使荷載增加鋼筋計量程上限值的0.1%，讀取光纖光柵

解調儀輸出的鋼筋計波長值，按公式（8）計算鋼筋計單次測量分辨力：

（）

?F=F2?F18

式中：

?F——鋼筋計單次測量分辨力，kN；

F2——施加50.1%F·S荷載時鋼筋計測量荷載值，kN；

F1——施加50%F·S荷載時鋼筋計測量荷載值，kN。

重復步驟次，按公式（）計算鋼筋計分辨力，作為鋼筋計分辨力檢定結果。

c)b)59Fr

max(?F)

Fr=×100%（9）

FFS

5.3.8溫度修正誤差

溫度修正誤差檢定步驟如下：

a)將鋼筋計放入恒溫水槽中，調節恒溫水槽內溫度至25℃，保持3h，記錄此時恒

溫水槽內溫度值和光纖光柵解調儀測量的鋼筋計初始波長值；

b)將恒溫水槽內溫度降至0℃，溫度穩定后保持30min，記錄恒溫水槽內溫度值和光

纖光柵解調儀解調的鋼筋計波長值；

c)以10℃為測量間隔將恒溫水槽內溫度逐級升溫至60℃，每級測量點處溫度穩定后

保持30min，記錄恒溫水槽內溫度值和光纖光柵解調儀解調的鋼筋計波長值；

d)按公式（10）計算溫度變化引起的鋼筋計波長變化值：

（）

λTi-λT0=αT(Ti?T0)10

式中：

鋼筋計第級測量點（……）波長測量值，

λTi——ii=1,2,3,,6nm；

鋼筋計在恒溫水槽內溫度為℃時波長測量值，

λT0——25nm；

鋼筋計在第級測量點（……）處恒溫水槽內溫度測量值，℃；

Ti——ii=1,2,3,,6

5

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恒溫水槽內設定溫度℃時溫度測量值，℃。

T0——25

按公式（）計算溫度修正誤差，作為鋼筋計溫度修正誤差檢定結果。

e)11δT

k×α(T-T)

Ti+1i（）

δT=×100%11

FFS

式中：

Ti+1——鋼筋計在恒溫水槽內設定溫度為（Ti+1）℃時溫度測量值，℃。

5.4檢定結果的處理

經檢定合格的鋼筋計，發給檢定證書，檢定證書內頁格式見附錄B；檢定不合格的鋼

筋計，發給檢定結果通知書，并注明不合格項目，檢定結果通知書內頁格式參見附錄C。

5.5檢定周期

鋼筋計檢定周期一般不超過1年。

6

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附錄A

光纖光柵式鋼筋計檢定記錄表格式

證書編號：

儀器名稱型號/規格

生產單位出廠編號

送檢單位儀器編號

檢定地點環境條件溫度：____℃，相對濕度：____%RH

外觀銘牌

線性度（）滯后（）重復性（）

δL_________δH_________δR_________

綜合誤差（）分辨力（）溫度修正誤差（）

δC_________Fr_________δT_________

荷載加荷示值卸荷示值

0

1×10%F·S

2×10%F·S

3×10%F·S

4×10%F·S

5×10%F·S

5.01×10%F·S

6×10%F·S

7×10%F·S

8×10%F·S

9×10%F·S

10×10%F·S

溫度值（℃）102030405060

溫度測量值（℃）

波長測量值（nm）

計算欄

檢定員：核驗員：檢定日期：

7

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附錄B

光纖光柵式鋼筋計檢定證書內頁格式

檢定證書第2頁

證書編號××××××-××××

檢定機構授權說明

檢定環境條件及地點：

溫度℃地點

相對濕度％其他

檢定使用的計量（基）標準裝置

不確定度/準確

計量（基）標準

名稱測量范圍度等級/最大有效期至

證書編號

允許誤差

檢定使用的標準器

不確定度/準確

檢定/校準證書

名稱測量范圍度等級/最大有效期至

編號

允許誤差

第2頁共3頁

8

JJG（交通）XXX—XXXX

檢定證書第3頁

證書編號××××××-××××

檢定結果

序號被檢項目檢定結果

1外觀

2銘牌

3分辨力

4線性度

5滯后

6重復性

7綜合誤差

8溫度修正誤差

注：

1本報告檢定結果僅對該計量器具有效；

2本證書未加蓋“XXXXXX”無效；

3下次檢定時請攜帶（出示）此證書。

未經授權，不得部分復印本證書。

以下空白

第3頁共3頁

9

JJG（交通）XXX—XXXX

附錄C

光纖光柵式鋼筋計檢定結果通知書內頁格式

檢定結果通知書第2頁

證書編號××××××-××××

檢定機構授權說明

檢定環境條件及地點：

溫度℃地點

相對濕度％其他

檢定使用的計量（基）標準裝置

不確定度/準確

計量（基）標準

名稱測量范圍度等級/最大有效期至

證書編號

允許誤差

檢定使用的標準器

不確定度/準確

檢定/校準證書

名稱測量范圍度等級/最大有效期至

編號

允許誤差