书 书 书犐犆犛 ０７ ． ０６０ 犖 ９３ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ２２５４２ ． １ — ２００８ 大坝监测仪器 　 垂线坐标仪 第 １ 部分 ： 步进电机式垂线坐标仪 犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋犳狅狉犱犪犿犿狅狀犻狋狅狉犻狀犵 — 犘犲狀犱狌犾狌犿犮狅狅狉犱犻狀狅犿犲狋犲狉 — 犘犪狉狋 １ ： 犛狋犲狆犿狅狋狅狉狋狔狆犲狆犲狀犱狌犾狌犿犮狅狅狉犱犻狀狅犿犲狋犲狉 ２００８  １１  ２１ 发布 ２００９  ０２  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 ＧＢ ／ Ｔ２２５４２ 《 大坝监测仪器 　 垂线坐标仪 》 分为六个部分 ： ——— 第 １ 部分 ： 步进电机式垂线坐标仪 ； ——— 第 ２ 部分 ： 电容式垂线坐标仪 ； ——— 第 ３ 部分 ： 电磁式垂线坐标仪 ； ——— 第 ４ 部分 ： 电感式垂线坐标仪 ； ——— 第 ５ 部分 ： 光电式垂线坐标仪 ； ——— 第 ６ 部分 ： 光学垂线坐标仪 。 本部分为 ＧＢ ／ Ｔ２２５４２ 的第 １ 部分 。 本部分由中华人民共和国水利部提出并归口 。 本部分主要起草单位 ： 水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心 、 南京水利水文自动 化研究所 。 本部分参加起草单位 ： 全国工业产品生产许可证办公室水文仪器及岩土工程仪器审查部 。 本部分主要起草人 ： 张玉成 、 徐国龙 。 本部分参加起草人 ： 石明华 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ２２５４２ ． １ — ２００８ 大坝监测仪器 　 垂线坐标仪 第 １ 部分 ： 步进电机式垂线坐标仪 １ 　 范围 ＧＢ ／ Ｔ２２５４２ 的本部分规定了步进电机式垂线坐标仪的术语和定义 、 产品组成和规格 、 技术要求 、 试验方法 、 检验规则以及标志 、 使用说明书 、 包装 、 运输 、 贮存等 。 本部分适用于水利水电工程等外部变形监测的步进电机式垂线坐标仪 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 ＧＢ ／ Ｔ２２５４２ 的本部分的引用而成为本部分的条款 。 凡是注日期的引用文 件 ， 其随后所有的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本部分 ， 然而 ， 鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本 部分 。 ＧＢ ／ Ｔ５０８０．７ 　 设备可靠性试验 　 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验 方案 ＧＢ９９６９．１ 　 工业产品使用说明书 　 总则 ＧＢ ／ Ｔ５０２７９ 　 岩土工程基本术语标准 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ５０２７９ 确立的以及下列术语和定义适用于 ＧＢ ／ Ｔ２２５４２ 的本部分 。 ３ ． １ 　 垂线坐标仪 　 狆犲狀犱狌犾狌犿犮狅狅狉犱犻狀狅犿犲狋犲狉 测量垂线线体在 犡 、 犢 轴方向的坐标位置变化 ， 将其转换为垂线线体位移并以电量输出的仪器 。 ３ ． ２ 　 步进电机式垂线坐标仪 　 狊狋犲狆犿狅狋狅狉狋狔狆犲狆犲狀犱狌犾狌犿犮狅狅狉犱犻狀狅犿犲狋犲狉 利用步进电机驱动光电探头作直线运动 ， 通过传动机构和探头扫描垂线线体 ， 测量垂线线体在 犡 、 犢 轴方向的位置变化 ， 将其转换为垂线线体位移并以数字量输出的仪器 。 ４ 　 产品组成和规格 ４ ． １ 　 产品组成 步进电机式垂线坐标仪 （ 以下简称步进式垂线仪 ） 主要由传动机构和测量机构两部分组成 ， 其结构 示意图见图 １ 。 其中 ： ａ ） 　 传动机构 ： 主要包括基座 、 丝杆 、 导杆和步进电机 ； ｂ ） 　 测量机构 ： 主要包括底座 、 探头 、 基准杆和电缆插座等 ； 探头内主要为光电管 。 １ 犌犅 ／ 犜 ２２５４２ ． １ — ２００８ 　　 １ ——— 步进电机 ； ２ ——— 丝杆 ； ３ ——— 基座 ； ４ ——— 底座 ； ５ ——— 探头 ； ６ ——— 基准杆 ； ７ ——— 外壳 ； ８ ——— 垂线 。 图 １ 　 步进式垂线仪结构示意图 ４ ． ２ 　 规格 根据测量范围 ， 步进式垂线仪的常见规格见表 １ 。 表 １ 　 垂线仪的规格 单位为毫米 测量范围 犡 轴方向 犢 轴方向 ０ ～ ３０ ０ ～ ２０ ０ ～ ５０ ０ ～ ３０ ０ ～ １００ ０ ～ ５０ ５ 　 技术要求 ５ ． １ 　 外观 步进式垂线仪外观表面应无裂痕 、 划痕 、 气泡 、 缺损等明显缺陷 ， 表面漆层均匀 ， 各部分连接应牢固 ， 紧固件应无松动 、 缺损等现象 。 ５ ． ２ 　 工作环境 步进式垂线仪应能在以下环境条件下正常工作 ： ａ ） 　 温度 ： －２０℃ ～ ５０℃ ； ｂ ） 　 相对湿度 ： 不大于 ９５％ （ ４０℃ ）； ｃ ） 　 电源 ： 电机额定工作电压 １２Ｖ ～ ３６Ｖ 方波 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ２２５４２ ． １ — ２００８ ５ ． ３ 　 主要部件 ５ ． ３ ． １ 　 步进电机 步进电机应为步距角小 、 定位精度高的反应式步进电机 ， 步进角宜为 １．５° 。 ５ ． ３ ． ２ 　 探头 探头应采用双照准配置 。 ５ ． ４ 　 性能 ５ ． ４ ． １ 　 测量范围 应满足表 １ 的规定 。 ５ ． ４ ． ２ 　 分辨力 分辨力应不大于 ０．０１ｍｍ 。 ５ ． ４ ． ３ 　 测值偏差 测值偏差 犡 轴方向应不大于 ０．１０ｍｍ ； 犢 轴方向应不大于 ０．２０ｍｍ 。 ５ ． ４ ． ４ 　 重复性偏差 重复性偏差应不大于 ０．０５ｍｍ 。 ５ ． ４ ． ５ 　 绝缘电阻 每个接线端与壳体的绝缘电阻应不小于 ５０Ｍ Ω 。 ５ ． ４ ． ６ 　 稳定性 步进式垂线仪在正常工作环境条件下 ， 正常工作 ７ｄ ， 保持模拟垂线位置不变 ， 其测值间的最大重复 性偏差应满足本标准 ５．４．４ 的规定 。 ５ ． ４ ． ７ 　 机械环境适应性 在运输包装状态下 ， 步进式垂线仪应能适应运输 、 装卸 、 搬运过程中可能出现的振动 、 自由跌落等 情况 。 ５ ． ４ ． ８ 　 可靠性 步进式垂线仪的平均无故障工作时间 （ ＭＴＢＦ ） 应不小于 １００００ｈ 。 ６ 　 试验方法 ６ ． １ 　 试验设备 应使用以下试验设备或功能相近试验设备 ： ａ ） 　 模拟垂线及专用率定装置 ； ｂ ） 　 步进式仪器检测仪 ； ｃ ） 　 １００Ｖ 绝缘电阻表 ； ｄ ） 　 高低温湿热试验箱 ； ｅ ） 　 电子振动系统 ； ｆ ） 　 跌落试验台 。 ６ ． ２ 　 试验环境条件 步进式垂线仪的试验环境条件要求如下 ： ａ ） 　 温度 ： １５℃ ～ ３５℃ ； ｂ ） 　 相对湿度 ： 不大于 ８５％ ； ｃ ） 　 大气压力 ： ８６ｋＰａ ～ １０６ｋＰａ 。 ６ ． ３ 　 试验要求 除试验开始前允许进行常规性能检查调试外 ， 试验测试过程中一般不允许再作人工调整 。 ６ ． ４ 　 外观 目测 ， 结果应符合 ５．１ 的要求 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ２２５４２ ． １ — ２００８ ６ ． ５ 　 分辨力 将步进式垂线仪固定在专用率定装置上 ， 调准坐标轴方向 ； 将垂线仪与步进式仪器检测仪连接 ， 将 模拟垂线设置在垂线仪测量范围内 ， 使垂线分别沿坐标轴方向移动 ， 在量程起点 、 中点 、 终点三点附近 ， 分别使模拟垂线移动 ０．０１ｍｍ ， 步进式仪器检测仪所测的垂线在坐标轴方向的位移值应满足 ５．４．２ 的 要求 。 ６ ． ６ 　 测值偏差 将步进式垂线仪固定在专用率定装置上 ， 调准坐标轴方向 ； 将步进式垂线仪与步进式仪器检测仪连 接 ； 将模拟垂线设置在垂线仪测量范围内 ， 使垂线分别沿坐标轴方向移动 ， 以 ５ｍｍ 为一档 ， 进行从零点 到全量程再到零点的逐点测量 ， 比较率定装置显示值与步进式仪器检测仪所测得的位移值 ， 两者之间的 最大偏差应满足 ５．４．３ 的要求 。 ６ ． ７ 　 重复性偏差 在满量程范围内 ， 均匀选取六个测点 ， 每个测点重复测量 ３ 次 ， 计算每个测点中的最大值与最小值 之差 ， 所有差值中的最大者即为重复性偏差 ， 应满足 ５．４．４ 的要求 。 ６ ． ８ 　 绝缘电阻 用 １００Ｖ 绝缘电阻表 ， 分别在步进式垂线仪的每个接线端与仪器壳体之间进行绝缘电阻检测 ， 其测 值均应满足 ５．４．５ 的要求 。 ６ ． ９ 　 稳定性 在正常工作环境条件下 ， 将模拟垂线设置在垂线仪测量范围内 ， 保持模拟垂线位置不变 ， 正常工作 ７ｄ ， 每间隔 １ｈ 进行 １ 次测量 ， 每天不少于 ８ 次 。 每天所测的测值中的最大值与最小值之差即为当日的 重复性偏差 ， 取 ７ｄ 中所有重复性偏差中的最大者即为最大重复性偏差 ， 该最大重复性偏差应满足 ５．４．４ 的要求 。 ７ｄ 后 ， 步进式垂线仪的各项功能均应正常 。 ６ ． １０ 　 气候环境适应性 ６ ． １０ ． １ 　 温度适应性 将工作状态下的步进式垂线仪放置在高低温湿热试验箱中 ， 保持模拟垂线位置不变 ， 选取 －２０℃ 、 ５０℃ 两个测点进行试验 ， 每个测点各保持 ４ｈ ， 同时在每个测点重复测量 ３ 次 ， 记录所测值 ， 计算每个测 点的测量值中的最大值与最小值之差 ， 应满足 ５．４．４ 的要求 。 试验后步进式垂线仪各项功能均应正常 ， 并应满足 ５．４．３ 和 ５．４．５ 的要求 。 ６ ． １０ ． ２