JJF(桂) 67-2019 混凝土氯离子电通量测试仪校准规范

广西 壮族 自治 区地 方计 量技 术规 范

JJF(桂)67—2019

混凝土氯离子电通量测试仪

Apparatus to determine chloride coulomb electric flux of concrete

2019—04—30 发布 2019—05—15 实施

广西 壮族 自治 区市 场监 督管 理局 发布

本规范经广西壮族自治区市场监督管理局于 2019 年 04 月30 日批准，并自 2019 年 05 月 15 日起实施。

归口 单位：广西壮族自治区市场监督管理局

主要起草单位：广西壮族自治区计量检测研究院

本规范条文由广西壮族自治区市场监督管理局负责解释

本规范主要起草人：

陈星宇(广西壮族自治区计量检测研究院)全学明(广西壮族自治区计量检测研究院)刘福(广西壮族自治区计量检测研究院)

谭雯(广西壮族自治区计量检测研究院)参加起草人：

邱成(广西壮族自治区计量检测研究院)龚会茹(广西壮族自治区计量检测研究院)

目录

引言 II

1 范围 1

2 引用文件 1

3 概述 1

4 计量特性 1

4.1 输出电压 1

4.2 采样电流 2

4.3 温度测量 2

4.4 试验持续时间 2

4.5 电压稳定度 3

5 校准条件 3

5.1 环境条件 3

5.2 测量标准及其它设备 3

6 校准项目和校准方法 4

6.1 校准项目 4

6.2 校准方法 4

7 校准结果表达 6

7.1 校准证书 6

7.2 校准结果不确定度评定 7

8 复校时间间隔 7

附录 A 直流输出电压测量不确定度评定实例 8

附录 B 直流采样电流测量不确定度评定实例 11

附录 C 校准原始记录格式 14

附录 D 校准证书内页格式 15

I

引言

本规范依据 JJF 1001-2011《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 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》编制。

本规范为首次制定。

II

混凝土氯离子电通量测试仪校准规范

1 范围

本规范适用于直流输出电压(58~62)V，直流采样电流(40~300)mA 的混凝土氯离子电通量测试仪、测量仪等(以下简称“ 电通量仪”)同类仪器的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文献：

GB/T 50082-2009 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准

JG/T 261-2009 混凝土氯离子电通量测定仪

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)，适用于本规范。

3 概述

电通量仪的基本原理：通过给混凝土试件两端施加一定的直流电压，在规定的试验温度内，采集通过混凝土试件截面积的电流值，用积分方法计算出固定时间内通过混凝土的电通量，并根据电通量来反映出混凝土抗氯离子渗透性能。

电通量仪主要由电压输出系统、电流采集系统和控制系统组成。主要用于建筑钢筋锈蚀程度的判定。

4 计量特性

4.1 输出电压

测量范围为直流(58~62)V，其最大允许误差不超过±0.1 V。

Δ U = UX _ U0 (1)

式中：

1

Δ U ——输出电压的示值误差，V;

UX ——电通量仪输出电压示值，V;

U0 ——直流电压表读数值，V。

4.2 采样电流

测量范围为直流(40~300)mA，其最大允许误差不超过±0.5mA。

Δ I = IX _ I0 (2)

Δ I ——采样电流示值误差，mA;

IX ——电通量仪采样电流示值，mA;

I0 ——直流电流表读数值，mA。

4.3 温度测量

测量范围为(5~95)℃ , 其最大允许误差不超过±0.3 ℃。

Δ T = TX _ T0 (3)

Δ T ——温度示值误差，℃ ;

TX ——电通量仪温度示值，℃ ;

T0 ——标准铂电阻温度示值，℃。

4.4 试验持续时间

最大测量时长 3600s，范围内最大允许误差不超过±3 s。

Δ τ = τX _ τ0 (4)

Δ τ——持续时间示值误差，s;

2

τX ——电通量仪试验持续时间示值，s;

τ0 ——标准读数值，s。

4.5 电压稳定度

电通量仪在测试过程中，固定负载条件下调节电压至60V，保持输出电压不变，在5 分钟内，读取电压最大值及最小值，波动值不超过0.1 V。

Δ u = U max_ U min (5)

Δ u ——电压稳定度，V;

Umax ——直流电压表读数最大值，V;

U min——直流电压表读数最小值，V。

注： 由于校准不判断合格与否，故上述计量特性要求仅供参考。

5 校准条件

5.1 环境条件

5.1.1 环境温度：( 20±5)℃ ;

5.1.2 相对湿度：≤80%;

5.1.3 电源频率：(50±0.5)Hz;

5.1.4 电源电压：(220±22)V;

5.1.5 其他：无影响测量结果的振动、电磁干扰等。

5.2 测量标准及其它设备

5.2.1 用于校准直流电压的标准器应满足以下条件:

直流电压表测量不确定度应不大于被校电通量仪输出电压最大允许误差绝对值的1/5。

5.2.2 用于校准直流电流的标准器应满足以下条件:

直流电流表测量不确定度应不大于被校电通量仪采样电流最大允许误差绝对值的

3

1/5。

5.2.3 用于校准标准温度的标准器应满足以下条件:

标准铂电阻温度计、制冷恒温槽测量不确定度应不大于被校电通量仪测量温度计最

大允许误差绝对值的 1/3。

5.2.4 用于校准试验持续时间的标准器应满足以下条件:日差满足±0.5s/d。

6 校准项目和校准方法

6.1 校准项目

电通量仪校准项目(见表 1)

表 1 校准项目一览表

序号

校准项目

计量特性条款

校准方法条款

输出电压

4.1

6.2.4

采样电流

4.2

6.2.5

温度测量

4.3

6.2.6

4

试验持续时间

4.4

6.2.7

5

电压稳定度

4.5

6.2.8

注：根据测试仪功能和用户的要求选择校准项目。

6.2 校准方法

6.2.1 外观及工作正常性检查

电通量仪不能有影响工作性能的机械损伤;各按键及开关操作灵活无卡涩;显示屏显示清晰，无缺陷;铭牌标识清晰完整;电通量仪应具有显示端口电压、电流、试验历时等主要参数功能;测试仪接通电源后，经过 15min预热，应能正常工作。

6.2.2 绝缘电阻

用测量电压为 500 V 的绝缘电阻表，测量电通量仪电源输入端对机壳的绝缘电阻，

测量结果应大于20 MΩ。

6.2.3 介电强度

在电通量仪的电源输入端与机壳之间施加工频电压 1500V，历时 1min，应无击穿、

飞弧现象。

6.2.4 输出电压

输出电压的校准应该在带载状态下(选取 1kΩ为负载点)。电压校准点应选取 60V

为固定校准点。特殊情况下，可根据用户需求增加其他校准点。使用直流电压表进行输出电压校准，接线方式参照图 1。启动电通量仪进行测量，读取电通量仪输出值及直流电压表读数值，并按公式(1)计算输出电压示值误差。

氯离子电通量测试仪

负载 电阻

直流电压表

图 1 输出电压校准接线示意图6.2.5 采样电流

用直流电流表进行校准，校准时应充分考虑负载电阻的额定功率，避免设备的损坏。校准点应在被检量程 10%以上适当选取 5 个校准点进行校准，亦可根据用户需求进行选择，但不得少于 5 个校准点，接线方式参照图2。启动电通量仪调节输出电压，并保持输出电压恒定，调节负载电阻值，读取电通量仪电流显示值及直流电流表读数值，并按公式(2)计算采样电流示值误差。

直流电流表

负载电阻

图 2 采样电流校准接线示意图6.2.6 温度测量

将电通量仪温度传感器与标准铂电阻温度计置入同一恒温槽中，设置温度点稳定30min 后读取相应温度值，温度校准点应包括 5℃、25℃、50℃、95℃温度点，用户有特殊要求可增加校准点。校准时，按顺序读取数据(读取顺序为标准→被检→标准→标准→被检→标准)，取标准平均值及被检平均值作为测量结果，并按公式(3)计算温度示值误差。

6.2.7 试验持续时间

试验过程持续时间校准可与输出电压或采样电流的校准同步进行，启动电通量仪测量功能开始计时，按下仪器停止键计时结束。取电通量仪时间显示值与标准器读数值的误差绝对值作为测量结果，试验时间可根据用户需求进行选择并按公式(4)计算时间间隔示值误差。

6.2.8 电压稳定度

调节电通量仪输出电压到60V，在 5 分钟时间间隔内读取 5 个读数值，记录读取的最大值和最小值，接线参照图 1，并按公式(5)计算电压稳定度。

7 校准结果表达

7.1 校准证书

校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：

a) 标题，如“校准证书 ”;

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);

6

d) 证书或报告的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

e) 客户的名称和地址;

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应用有关时，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) 对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) 对校准规范的偏离的说明;

n)校准证书和校准报告签发人的签名、职位或等效标识;

o)校准结果仅对被校对象有效的声明;

p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

校准原始记录格式见附录 C，校准证书内页格式见附录 D。

7.2 校准结果不确定度评定

校准结果的不确定度评定按照 JJF 1059. 1-2012 进行，不确定度评定范例见附录 A、附录 B。

8 复校时间间隔

送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议复校时间间隔为 12 个月。

7

附录 Λ

混凝土氯离子电通量仪直流输出电压测量不确定度评定示例

A.1 概述

A.1.1 测量依据：

JJF(桂)67-2019 《混凝土氯离子电通量测试仪校准规范》

A.1.2 环境条件：

温度：20. 1℃ , 湿度：60.4%RH。

A.1.3 测量标准：

标准设备名称

技术指标

电压测量范围 (58~62)V

最大允许误差：±0.01%UX

UX ——标准读数示值，V。

A.1.4 被测对象：

被校设备名称

电通量仪

电压输出点60V

电压输出最大允许误差：±0.1V

A.1.5 测量过程：

采用直接测量法，连接电通量仪与标准装置对应端口，调节输出电压到定值，读取直流电压表显示值，计算被校电通量仪的输出电压示值误差。

A.1.6 评定结果的使用：

在符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本测量不确定度的评定结果。

A.2 测量模型

8

A.2.1 测试仪输出电压的示值误差测量模型为：

ΔU = UX _ U0式中：

ΔU ——输出电压的示值误差，V;

U0 ——直流电压表读取值，V。

A.2.2 方差及灵敏系数

uc 2 (ΔU) = c1u 2 (UX) + c2 u 2 (U0)

式中，灵敏系数c1 = ∂ (ΔU)/ ∂(UX) = 1 ,c2 = ∂ (ΔU)/ ∂(U0) = _1 A.3 输入量标准不确定度的评定

当电通量仪输出电压设置值为 60.00V 时，对被检电通量仪直流输出电压进行不确定度评定。

A.3.1 由标准器示值误差引入的不确定度分量u(R01)，用 B 类标准不确定度评定。

标准器在 60.00V 点的最大允许误差为±0.01%×60.00V，则其不确定度区间半宽约为0.006V，按均匀分布计算。

u(R01) = 0.006 / 3 = 0.0034 V

A.3.2 由被检电通量仪测量重复性引入的不确定度分量u(UX 1)，用 A 类不确定度评定。

对被检测试仪 60.00V 点进行 10 次重复测量数据如下:

测量序号

实测值(V)

59.957

59.997

59.990

59.991

59.975

9

10

59.967

59.982

59.964

59.984

59.979

59.957+59.997+59.990+59.991+59.975+59.967+59.982+59.964+ 59.984+59.979) V =59.9786V

根据算术平均值标准偏差计算公式 : s V 故

u(RX 1) = 0.0129 V。

A.3.3 被检电通量仪测量分辨力引入的标准不确定度分量u(UX 2)，用 B 类不确定度评定。

被检电通量仪在 60.00V 的分辨率为 0.01V，则其区间半宽为 0.005V，按均匀分布计算，则u(RX 2) = 0.005 / 3 = 0.0029 V。

A.4 合成标准不确定度

A.4.1 标准不确定度一览表

序号

标准不确

定度分量

定度分类

不确定度来源

测量结果分布

标准不确定度分量(V)

u(U01)

B

标准器准确度

均匀

0.0034

u(UX 1)

A

重复性

正态

0.0129

u(UX 2)

被检测试仪分辨力

0.0029

经过分析不确定度的来源，为避免重复计算，由测量重复性引入的标准不确定度分量大于直流输出电压分辨力所引入的不确定度分量，可以不考虑分辨力引入的不确定度分量。则：

A.5 扩展不确定度计算

取包含因子k=2

U(ΔU) = k × uc (ΔU) =2×0.013V=0.026V

A.6 测量不确定度报告

由上述分析得到：测试仪输出电压示值误差的扩展不确定度为：

U(ΔU)=0.03V;k=2

附录 B

混凝土氯离子电通量仪直流采样电流测量不确定度评定示例

B.1 概述

B.1.1 测量依据：

B.1.2 环境条件：

B.1.3 测量标准：

电流测量范围(0.1~500)mA

最大允许误差：±0.05% IX

IX ——标准读数示值，mA。

B.1.4 被测对象：

电流输出范围(40~300)mA

电流输出最大允许误差：±0.5mA

B.1.5 测量过程：

采用直接测量法，连接电通量仪与标准装置对应端口，调节输出电压到定值，读取直流电流表显示值，计算被校电通量仪的采样电流示值误差。

B.1.6 评定结果的使用：

B.2 测量模型

11

B.2.1 测试仪输出电压的示值误差测量模型为：

ΔI = IX _ I0式中：

ΔI ——采样电流的示值误差，mA;

IX ——测试仪采样电流示值，mA;

I0 ——直流电流表读取值，mA。

B.2.2 方差及灵敏系数

uc 2 (ΔI) = c1u 2 (IX) + c2 u 2 (I0)

式中，灵敏系数c1 = ∂ (ΔI)/ ∂(IX) = 1 ,c2 = ∂ (ΔI)/ ∂(I0) = _1 B.3 输入量标准不确定度的评定

电通量仪输出电压设置值为60.00V，负载电阻为 600Ω时，对被检电通量仪采样电流进行不确定度评定。

B.3.1 由标准器示值误差引入的不确定度分量u(I01)，用 B 类标准不确定度评定。

标准器在 100.0mA 点的采样电流最大允许误差为±0.05%×100.0mA，则其不确定度区间半宽约为0.05mA，按均匀分布计算。

u(R01) = 0.05 / 3 = 0.0289 mA

B.3.2 由被检电通量仪测量重复性引入的不确定度分量u(IX 1)，用 A 类不确定度评定。

对被检测试仪 100.0mA 点进行 10 次重复测量数据如下:

实测值(mA)

100.119

100.108

100.128

100.136

100.139

100.149

100.126

100.115

100.107

100.120

x = (100.119+ 100.108+ 100.128+ 100.136+ 100.139+ 100.149+ 100.126+ 100.115+ 100.107+100. 120) mA =100.125mA

根据算术平均值标准偏差计算公式 : s mA 故

12

u(IX 1) = 0.0136 mA。

B.3.3 被检电通量仪测量分辨力引入的标准不确定度分量u(IX 2)，用 B 类不确定度评定。

被检电通量仪在 100.0mA 的分辨率为0.1mA，则其区间半宽为 0.05mA，按均匀分布计算，则u(IX 2) = 0.005 / 3 = 0.0289 mA。

B.4 合成标准不确定度

B.4.1 标准不确定度一览表

标准不确定度分量(mA)

u(I01)

0.0289

u(IX 1)

0.0136

u(IX 2)

经过分析不确定度的来源，为避免重复计算，由测量重复性引入的标准不确定度分量大于直流采样电流分辨力所引入的不确定度分量，可以不考虑分辨力引入的不确定度分量。则：

B.5 扩展不确定度计算

U(ΔI) = k × uc (ΔI) =2×0.04mA=0.08mA

B.6 测量不确定度报告

由上述分析得到：测试仪采样电流示值误差的扩展不确定度为：

U(ΔR)=0.08mA;k=2

13

附录 C

混凝土氯离子电通量仪校准原始记录格式

送校单位信息

送校单位

地址

联系 人

联系电话

邮编

被校仪器信息

仪器名称

制造厂商

型号规格

出厂编号

标准器信息

标准器名称

编号

不确定度或准确度等级或最大允许误差

证书号

有效期至

校准信息

校准地点

校准员

核验员

校准日期

温度

℃

湿度

%RH

校准依据

JJF(桂)XX-2018《混凝土氯离子电通量测试仪校准规范》

校准 结果

1、外观检查：

2、绝缘电阻：

3、介电强度：

4、直流输出电压：(V)

被检输出值

标准读取值

示值误差

不确定度

5、直流采样电流：(mA)

被检显示值

6、测量温度：(℃)

7、持续时间：(s)

8、电压稳定度：(V)

14

附录 D

校准证书内页格式

证书编号 XXXXXXXX-XXXXXXX

15