交通運(yùn)輸部部門(mén)計(jì)量檢定規(guī)程

動(dòng)彈模量測(cè)定儀

（征求意見(jiàn)稿）

編制說(shuō)明

規(guī)程編寫(xiě)組

2020年6月

一、任務(wù)來(lái)源

本規(guī)程是依據(jù)《交通運(yùn)輸部關(guān)于下達(dá)2020年交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃（第一批）的通

知》交科技函〔2020〕389號(hào)立項(xiàng)進(jìn)行編制的。計(jì)劃號(hào)：JJG2020-2。本規(guī)程主要由交

通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所和交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所負(fù)責(zé)起草。

二、編制背景

每種物體都存在固有的諧振頻率。當(dāng)物體的體積或材質(zhì)一定時(shí)，該物體的諧振頻率

僅與其密度有關(guān)。因此物體的固有振動(dòng)頻率決定了物體強(qiáng)度。若能夠測(cè)量出該物體的諧

振頻率，就可以根據(jù)強(qiáng)度理論推算出物體的強(qiáng)度。動(dòng)彈模量測(cè)定儀是利用以上原理測(cè)量

物體諧振頻率的儀器。可以廣泛用于水運(yùn)工程領(lǐng)域?qū)炷痢⑻妓亍⑹濉⒉ＡА⒋u、

塑料和金屬材料的動(dòng)彈性模量測(cè)量。

動(dòng)彈模量測(cè)定儀廣泛應(yīng)用于交通、市政等涉及混凝土結(jié)構(gòu)建筑的各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)家質(zhì)

量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局曾發(fā)布《動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范》JJF1373-2013，然而缺少全國(guó)統(tǒng)一的計(jì)

量檢定規(guī)程。因此，有必要制定具有強(qiáng)制性的動(dòng)彈模量測(cè)定儀的部門(mén)計(jì)量檢定規(guī)程，對(duì)

動(dòng)彈模量測(cè)定儀的計(jì)量特性提出通用要求，以解決目前存在的技術(shù)問(wèn)題，廣泛服務(wù)于相

關(guān)行業(yè)的計(jì)量需要。

三、編制過(guò)程

為了規(guī)范動(dòng)彈模量測(cè)定儀的檢定，確保檢測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性和溯源性，特制訂此規(guī)程。

2018年5月，由交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所和交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究

所成立《動(dòng)彈模量測(cè)定儀》檢定規(guī)程編寫(xiě)組。

2018年05月~2018年07月，向國(guó)內(nèi)外動(dòng)彈模量測(cè)定儀的研究單位、生產(chǎn)單位、

使用單位以廣泛搜集了有關(guān)資料，匯集了銷(xiāo)售企業(yè)、使用單位等關(guān)于產(chǎn)品應(yīng)用中的主要

問(wèn)題及建議與意見(jiàn)。收集了相關(guān)的國(guó)家檢定規(guī)程、行業(yè)規(guī)程等有關(guān)資料（見(jiàn)表1），在

此基礎(chǔ)上依據(jù)《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫(xiě)規(guī)則》（JJF1002-2010），結(jié)合水運(yùn)工程檢測(cè)技

術(shù)的實(shí)際需求進(jìn)行了檢定規(guī)程的編制。

表3.1調(diào)研單位及部分參考標(biāo)準(zhǔn)匯總

調(diào)研單位

序號(hào)單位名稱備注

1北京市耐久偉業(yè)公司生產(chǎn)研究單位

1

2北京市耐爾得儀器設(shè)備公司

3中交一航院工程檢測(cè)中心

4天津港灣工程檢測(cè)中心使用單位

5天津水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院

6中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院計(jì)量單位

部分參考標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱備注

ASTME1876-2015StandardTestMethodforDynamic

1Young'sModulus,ShearModulus,andPoisson'sRatioby

ImpulseExcitationofVibration

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

ASTMC215-2014StandardTestMethodfor

2FundamentalTransverse,Longitudinal,andTorsional

FrequenciesofConcreteSpecimens

GB/T50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方

3國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

法標(biāo)準(zhǔn)》

4JJF1373-2012動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范

5SL135-2017混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定儀校驗(yàn)方法技術(shù)規(guī)范

6TGX021-2011混凝土動(dòng)彈模量測(cè)定儀校驗(yàn)方法

2019年6月完成了《動(dòng)彈模量測(cè)定儀》規(guī)程征求意見(jiàn)稿。

本規(guī)程主要起草人及其主要負(fù)責(zé)的工作情況見(jiàn)表3.2。

表3.2規(guī)程主要起草人及其主要工作

序號(hào)姓名單位職稱主要工作

負(fù)責(zé)起草規(guī)程（全文）主要技術(shù)內(nèi)

交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工

1張旭助理工程師容，提出并論證規(guī)程中重要性能指

程科學(xué)研究所

標(biāo)要求，制定試驗(yàn)方法并實(shí)施驗(yàn)證

交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工

2竇春暉高級(jí)工程師對(duì)規(guī)程（全文）形式和內(nèi)容審核

程科學(xué)研究所

國(guó)家水運(yùn)工程檢測(cè)設(shè)備

3何華陽(yáng)高級(jí)工程師負(fù)責(zé)規(guī)程中的試驗(yàn)部分

計(jì)量站

交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工負(fù)責(zé)起草編制說(shuō)明中不確定度評(píng)定

4周振杰助理工程師

程科學(xué)研究所部分

四、編寫(xiě)依據(jù)

根據(jù)此類(lèi)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)水平，內(nèi)容上以國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)為依據(jù)，規(guī)程中對(duì)動(dòng)力

觸探儀特征參數(shù)的規(guī)定，主要參考JJF1373-2013《動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1001-2011

《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及其定義》、JJF1002-2010《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫(xiě)規(guī)則》和JJF

1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》共同構(gòu)成規(guī)程制定的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。

規(guī)程在編制的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

2

a）協(xié)調(diào)性原則，與現(xiàn)行的法律法規(guī)協(xié)調(diào)一致；

b）適用性原則，儀器設(shè)備規(guī)程中技術(shù)指標(biāo)，需要符合當(dāng)前的技術(shù)水平，技術(shù)指標(biāo)

的確定需要符合當(dāng)前廠家所能達(dá)到的技術(shù)水平；

c）科學(xué)性原則，動(dòng)彈模量測(cè)定儀規(guī)程中關(guān)于儀器設(shè)備性能試驗(yàn)的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)符合

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求；

d）溯源性原則，動(dòng)彈模量測(cè)定儀作為試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，屬于計(jì)量器具，因此該儀器

檢測(cè)方法，需要參考國(guó)家量值溯源系統(tǒng)表，以量值溯源鏈的完整以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

五、編寫(xiě)內(nèi)容

按照J(rèn)JF1002-2010《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫(xiě)規(guī)則》要求，本規(guī)程包括5個(gè)章節(jié)：1

范圍、2概述、3計(jì)量性能要求、4通用技術(shù)要求、5計(jì)量器具控制。

（一）概述

動(dòng)彈模量測(cè)定儀是利用共振法原理測(cè)定試件動(dòng)彈模量，以檢驗(yàn)試件在經(jīng)受快速凍融

或其它侵蝕作用后內(nèi)部遭受破壞或損傷的程度的儀器。

動(dòng)彈模量測(cè)定儀由主機(jī)、激勵(lì)換能器、接收換能器組成。結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖5.1。

動(dòng)彈模量測(cè)定儀主機(jī)驅(qū)動(dòng)激振換能器發(fā)射頻率連續(xù)變化的正弦波，使試塊產(chǎn)生振動(dòng)，

轉(zhuǎn)化為微弱電信號(hào)傳給主機(jī)，經(jīng)過(guò)濾波放大等信號(hào)處理，記錄變化過(guò)程中的幅值，振動(dòng)

幅值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率就是該試塊的共振頻率，由此共振頻率計(jì)算得到動(dòng)彈性模量。

1

23

圖5.1動(dòng)彈模量測(cè)定儀結(jié)構(gòu)示意圖

1——主機(jī)；2——激勵(lì)換能器；3——接收換能器。

通過(guò)廣泛調(diào)研動(dòng)力觸探儀的生產(chǎn)廠家和使用單位，確定了動(dòng)彈模量測(cè)定儀的用途、

原理和結(jié)構(gòu)組成，并繪制了結(jié)構(gòu)示意圖。

（二）計(jì)量性能要求

本規(guī)程主要從頻率測(cè)量誤差、重復(fù)性、動(dòng)彈模量誤差等方面給出了相應(yīng)的要求。

1.發(fā)射頻率誤差

動(dòng)彈模量測(cè)定儀的主要測(cè)量原理為輸出不同頻率值引起試塊共振從而計(jì)算得到動(dòng)

3

彈模量值，因此發(fā)射頻率的準(zhǔn)確度是儀器最重要的參數(shù)之一。發(fā)射頻率相對(duì)誤差的技術(shù)

要求參考《混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定儀儀校驗(yàn)規(guī)范》（SL135-2017）中4.2.1部分給出了

相關(guān)規(guī)定。手動(dòng)測(cè)量時(shí)，發(fā)射頻率相對(duì)誤差不大于±0.5%。

2.頻率測(cè)量誤差

參考《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082—2009）中

的試驗(yàn)方法，連接標(biāo)準(zhǔn)裝置、動(dòng)彈儀和試塊。

3.重復(fù)性

根據(jù)對(duì)生產(chǎn)廠家和使用單位的調(diào)研，目前在使用過(guò)程中，動(dòng)彈模量測(cè)定儀的主要使

用方法為在自動(dòng)模式下對(duì)凍融作業(yè)后的混凝土試塊進(jìn)行測(cè)量，因此重復(fù)測(cè)量的準(zhǔn)確性尤

為重要。重復(fù)性的技術(shù)要求參考《動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF1373-2012）中5.3部分規(guī)定。

共振頻率測(cè)量重復(fù)性一般不超過(guò)0.5%。

（三）通用技術(shù)要求

1.外觀

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，專家討論及征求意見(jiàn)，同時(shí)參考《混凝土動(dòng)彈模量測(cè)定儀校驗(yàn)方法》

（TGX021-2011）中1.7的規(guī)定，在本規(guī)程中確定動(dòng)彈模量測(cè)定儀的外觀要求為動(dòng)彈模

量測(cè)定儀主機(jī)、激勵(lì)換能器和接受換能器表面應(yīng)光滑、平整，不應(yīng)有脫落、劃傷、銹跡，

信號(hào)線表面應(yīng)無(wú)破損影響使用的缺陷。

2.銘牌

《電流表、電壓表、功率表及電阻表》（JJG124-2005）中5.1部分規(guī)定“儀表應(yīng)

標(biāo)有儀器名稱、制造廠商（或商標(biāo)）、出廠編號(hào)、標(biāo)志以及其他保證其正確使用的

信息、通用標(biāo)志和符號(hào)，且不應(yīng)有，可以引起測(cè)量錯(cuò)誤和影響準(zhǔn)確度的缺陷。”動(dòng)彈模

量測(cè)定儀與電壓表同為電學(xué)測(cè)量?jī)x器，因此外觀銘牌相關(guān)規(guī)定可參考JJG124。同時(shí)參

考《混凝土動(dòng)彈模量測(cè)定儀校驗(yàn)方法》（TGX021-2011）中1.1的規(guī)定，動(dòng)彈模量測(cè)定

儀應(yīng)有銘牌的相關(guān)規(guī)定。

（四）計(jì)量器具控制

本規(guī)程對(duì)檢定條件、檢定項(xiàng)目、檢定方法、檢定結(jié)果的處理及檢定周期幾個(gè)方面進(jìn)

行了詳細(xì)的說(shuō)明。

1.檢定條件

（1）檢定環(huán)境條件

檢定環(huán)境條件的規(guī)定主要考慮溫度和濕度環(huán)境應(yīng)能保證動(dòng)彈模量測(cè)定儀試驗(yàn)過(guò)程

4

正常進(jìn)行。參考《動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF1373-2012）中6.1中檢定時(shí)環(huán)境條件應(yīng)滿足：

（20±10）℃；相對(duì)濕度≤85%。檢定時(shí)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境，所提指標(biāo)滿足具體要求。

（2）檢定裝置及配套設(shè)施

①動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀：

根據(jù)《動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀》檢定規(guī)程（JJG864-2006）中4.1部分對(duì)頻率示值及分辨

力誤差的規(guī)定，以及《動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF1373-2012）中6.2.1的規(guī)定提出對(duì)于動(dòng)

態(tài)信號(hào)分析儀的要求。

②標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)套組：

根據(jù)《壓電加速度計(jì)》檢定規(guī)程（JJG233-2008）中4.1部分對(duì)靈敏度幅值及相移

測(cè)量不確定度的規(guī)定。

③鋁試塊

根據(jù)《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082—2009）中

對(duì)于試塊的要求，動(dòng)彈模量試驗(yàn)應(yīng)采用尺寸為400mm×100mm×100mm的棱柱體試

塊，同時(shí)由于混凝土試塊均勻性不穩(wěn)定，鐵試塊密度大不易操作，故選用鋁試塊作為配

套設(shè)施進(jìn)行試驗(yàn)。

2.檢定項(xiàng)目

動(dòng)彈模量測(cè)定儀檢定項(xiàng)目見(jiàn)表5.1。

表5.1檢定項(xiàng)目一覽表

檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查

外觀++-

銘牌++-

發(fā)射頻率相對(duì)誤差+++

頻率測(cè)量誤差+++

重復(fù)性+++

頻率測(cè)量穩(wěn)定性+++

注：凡需檢定的項(xiàng)目用“+”表示，不需檢定的項(xiàng)目用“-”表示。

檢定項(xiàng)目的確定主要遵循近期已發(fā)布交通運(yùn)輸部部門(mén)計(jì)量檢定規(guī)程中水運(yùn)工程檢

測(cè)設(shè)備計(jì)量檢定規(guī)程的“檢定項(xiàng)目”的編寫(xiě)方式。產(chǎn)生影響使用的外觀會(huì)直接導(dǎo)致儀器

性能出現(xiàn)問(wèn)題，因此使用中必須檢查外觀是否符合規(guī)定。銘牌是確認(rèn)儀器信息的重要憑

證，因此使用中需要對(duì)動(dòng)彈模量測(cè)定儀的銘牌進(jìn)行檢查。動(dòng)彈模量測(cè)定儀頻率測(cè)量誤差、

重復(fù)性和動(dòng)彈模量誤差是檢定中的核心項(xiàng)目，直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此也應(yīng)該

5

在使用中檢查其是否在范圍之內(nèi)。

3.檢定方法

動(dòng)彈模量測(cè)定儀的檢定方法主要參考了《混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定儀儀校驗(yàn)規(guī)范》

（SL135-2017）中的6.3部分的校驗(yàn)方法。

4.檢定結(jié)果的處理

檢定結(jié)果的處理是根據(jù)計(jì)量法的要求所有檢定項(xiàng)目都要依據(jù)檢定規(guī)程經(jīng)過(guò)檢定均

合格后才可發(fā)檢定證書(shū)。

5.檢定周期

檢定周期參考《混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定儀儀校驗(yàn)規(guī)范》（SL135-2017）中7.2的規(guī)

定，“動(dòng)彈儀復(fù)校時(shí)間間隔建議為1年”得到檢定周期的要求。

六、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

該規(guī)程在制定過(guò)程中不涉及專利。

6

七、附件

（一）量值溯源與傳遞框圖

上

一中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院

級(jí)中頻振動(dòng)基準(zhǔn)裝置：

頻率；，

計(jì)(10~5000)HzUref=0.2%k=2

量

器

具

檢定

本

級(jí)

振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)套組：

計(jì)

頻率(10~5000)Hz；

量

Uref=0.2%，k=2

器

具

檢定/校準(zhǔn)

工

作

計(jì)動(dòng)彈模量測(cè)定儀：頻率測(cè)量

量示值誤差：2%

器

具

圖7.1動(dòng)彈模量測(cè)定儀頻率測(cè)量量值溯源與傳遞框圖

7

（二）動(dòng)彈模量測(cè)定儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

1.1.數(shù)學(xué)模型

頻率示值誤差的數(shù)學(xué)模型為：

?=FFF10?

式中：

?F——頻率示值誤差；

工作器具的測(cè)量頻率；

F1——

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量頻率；

F0——

兩個(gè)測(cè)量過(guò)程是相互獨(dú)立的，不具有相關(guān)性，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

22222

uc=cu11+cu22

靈敏度系數(shù)為：

??F

c1==1

?F1

??F

c2==1

?F0

1.2.不確定度來(lái)源

測(cè)量不確定度的主要來(lái)源有：

（1）工作器具的頻率測(cè)量引入的不確定度；

（2）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)頻率測(cè)量引入的不確定度。

1.3.不確定度分量各輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

（）工作器具的頻率測(cè)量引入的不確定度

1u1

工作器具的測(cè)量頻率，其不確定度來(lái)源主要是測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度，采用A

類(lèi)不確定度的評(píng)定方法。在160Hz，連續(xù)采集10次，其采集結(jié)果如下：

（159.90Hz，159.90Hz，159.90Hz，160.26Hz，159.90Hz，159.89Hz，159.90Hz，

159.90Hz，160.26Hz，159.90Hz）

10

2

∑()xxi?

s=i=1=0.147Hz

n?1

在測(cè)量的過(guò)程中，通常進(jìn)行3次測(cè)量。因此，由測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

0.147

u11==0.085Hz

3

其分辨力為0.01Hz，由分辨力引入的不確定度為0.003Hz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由重復(fù)性引入

的不確定度。因此，工作器具的頻率測(cè)量引入的不確定度，主要由重復(fù)性引入的不確定

度

u1=0.085Hz

8

（）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)頻率測(cè)量引入的不確定度

2u2

a.重復(fù)性引入的不確定度，采用A類(lèi)不確定度的評(píng)定方法

（159.97Hz，159.96Hz，159.97Hz，160.01Hz，160.02Hz，159.97Hz，159.97Hz，

159.96Hz，160.01Hz，160.00Hz）

10

2

∑()xxi?

s=i=1=0.023Hz

n?1

在測(cè)量的過(guò)程中，通常進(jìn)行3次測(cè)量。因此，由重復(fù)性引入的不確定度為

0.023

u21==0.013Hz

3

b.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)自身存在的不確定度

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢定合格，其計(jì)量性能應(yīng)該滿足頻率示值誤差為±0.05%，在160Hz的參

考點(diǎn)下，其頻率測(cè)量應(yīng)當(dāng)滿足頻率示值最大允許誤差為±0.08Hz。采用B類(lèi)不確定度評(píng)

定方法，估計(jì)其為均勻分布，因此

0.08

u22==0.046Hz

3

其分辨力為0.001Hz，由分辨力引入的不確定度為0.0003Hz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他的不確

定度分量，可以忽略不計(jì)。兩個(gè)不確定分量是相互獨(dú)立的不確定度分量，沒(méi)有相關(guān)性，

可以進(jìn)行合成。

22

u2=uu21+=220.048Hz

1.4.各不確定度分量匯總表

表3各不確定度分量匯總

標(biāo)準(zhǔn)不靈敏系概率分包含因

符號(hào)不確定度來(lái)源類(lèi)型

確定度數(shù)布子

工作器具的頻

均勻分

u率測(cè)量引入的A0.085Hz1

1布3

不確定度

工作器具的頻

均勻分

u率測(cè)量引入的B0.048Hz-1

2布3

不確定度

1.5.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2222

uc=cu11+=cu220.098Hz

計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

ucrel=0.06%

1.6.擴(kuò)展不確定度

在160Hz的參考點(diǎn)，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.12%k=2

9

1.7.評(píng)定其他校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量不確定度

在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，通常需要在20Hz，40Hz，80Hz，160Hz，320Hz，650Hz，

1250Hz和2000Hz開(kāi)展頻率測(cè)量，因此需要對(duì)上述每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行不確定度的評(píng)定，選

擇最大的擴(kuò)展不確定度，作為頻率測(cè)量示值誤差的擴(kuò)展不確定度。每個(gè)點(diǎn)的評(píng)定方法與

160Hz的點(diǎn)的評(píng)定方法相同。

其評(píng)定結(jié)果為：

20Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.10%k=2

40Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.10%k=2

80Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.10%k=2

320Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.15%k=2

650Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.18%k=2

1250Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.22%k=2

2000Hz測(cè)量點(diǎn)處，其擴(kuò)展不確定度為：

，

Urel=0.26%k=2

選擇最大的擴(kuò)展不確定度作為所有頻率測(cè)量示值誤差的擴(kuò)展不確定度，并且保留擴(kuò)

展不確定度的位數(shù)為1位：

，

Urel=0.3%k=2

10

（三）試驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告

1、試驗(yàn)驗(yàn)證內(nèi)容

本規(guī)程中對(duì)于試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)環(huán)境及試驗(yàn)方法的編制依據(jù)主要來(lái)自于動(dòng)彈模量測(cè)定

儀設(shè)備生產(chǎn)和使用單位調(diào)研結(jié)果和《動(dòng)彈儀校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF1373-2012）。本編制說(shuō)明

除對(duì)工作原理進(jìn)行說(shuō)明外，將對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證：

（1）試驗(yàn)設(shè)備；

（2）試驗(yàn)方法。

2、動(dòng)力觸探儀的工作原理

混凝土動(dòng)彈性模量一般以共振法進(jìn)行測(cè)定，其原理是使試件在一個(gè)可調(diào)頻率的周期

性外力作用下產(chǎn)生受迫振動(dòng)，如果外力的頻率等于試件的基頻振動(dòng)頻率，就會(huì)產(chǎn)生共振，

試件的振幅達(dá)到大。這樣測(cè)得試件的基頻頻率后再由質(zhì)量及幾何尺寸等因素計(jì)算得出動(dòng)

彈性模量值。對(duì)于一定的物體，都存在一個(gè)固有諧振頻率。當(dāng)物體的體積、材質(zhì)一定時(shí)，

該物體的諧振頻率僅與其密度有關(guān)。物體的強(qiáng)度與其密度有關(guān)，因此物體的固有振動(dòng)頻

率決定了物體強(qiáng)度。若能夠測(cè)量出該物體的諧振頻率，就可以根據(jù)強(qiáng)度理論推算出物體

的強(qiáng)度。按公式（3）計(jì)算理論動(dòng)彈模量值；

E=kWL32f/a4

0（3）

式中：

E

0——理論動(dòng)彈模量值，GPa；

?7

k——?jiǎng)訌椖Ａ坑?jì)算常數(shù)，k=13.244×10；

W——試塊質(zhì)量，kg；

L——試塊長(zhǎng)度，mm；

f——試塊固有頻率，Hz；

a——試塊正方形截面邊長(zhǎng)，mm。

3、試驗(yàn)分析

本規(guī)程中關(guān)于主要技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)方法主要參考了《觸探測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF

1341-2012）中相應(yīng)的技術(shù)試驗(yàn)方法，開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)分析工作。

（1）試驗(yàn)條件及校準(zhǔn)設(shè)備

環(huán)境溫度應(yīng)控制在(20±10)℃，相對(duì)濕度應(yīng)不大于95%。確保無(wú)影響銹蝕儀正常工

作的外電場(chǎng)、外磁場(chǎng)。校準(zhǔn)設(shè)備的技術(shù)要求參考本編制說(shuō)明中2.6部分。

11

①動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀；

圖7.4INV3062C系列云智慧數(shù)據(jù)采集分析儀

②電荷放大器；

圖7.6B&K2692型系列電荷放大器

③壓電加速度計(jì)；

12

圖7.8壓電加速度計(jì)

（2）試驗(yàn)方法

①頻率測(cè)量誤差

頻率測(cè)量誤差檢定步驟如下：

a)將動(dòng)彈模量測(cè)定儀測(cè)量方式調(diào)整為自動(dòng)模式；

b)啟動(dòng)主機(jī)分別對(duì)三塊試塊進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，分別記錄由動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀測(cè)出的共

振頻率和動(dòng)彈儀測(cè)出的共振頻率。由公式（1）計(jì)算頻率測(cè)量相對(duì)誤差，取三者最大值

為頻率測(cè)量相對(duì)誤差。

FF?

?=i（1）

1F

式中：頻率測(cè)量相對(duì)誤差相對(duì)誤差；

?1——

測(cè)定的共振頻率，；

Fi——Hz

F——?jiǎng)討B(tài)信號(hào)分析儀測(cè)量的共振頻率，Hz。

②重復(fù)性

動(dòng)彈模量誤差檢定步驟如下：

a)選擇混凝土試塊，連接動(dòng)彈儀換能器，使其與試塊良好耦合；

b)在自動(dòng)模式下測(cè)量試塊的共振頻率，重復(fù)測(cè)量三次，按公式（2）計(jì)算重復(fù)性。

ffmax?min

r=（2）

f

式中：

r——重復(fù)性；

13

次測(cè)量中的最大值，；

fmax——3Hz

次測(cè)量中的最小值，；

fmin——3Hz

f——3次測(cè)量值的平均值，Hz。

4、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

試驗(yàn)選用北京耐久偉業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的DT-18型動(dòng)彈模量測(cè)定儀作為實(shí)驗(yàn)儀

器，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，選取INV3062C系列云智慧數(shù)據(jù)采

集分析儀和B&K2692型系列電荷放大器作為標(biāo)準(zhǔn)裝置，測(cè)試段界面見(jiàn)圖7.4，標(biāo)準(zhǔn)裝

置見(jiàn)圖7.5，實(shí)驗(yàn)連接方式見(jiàn)圖7.6。

圖7.4測(cè)試段界面