1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 928-1998 超声波测距仪Ultrasonic Ranger 1998一03-19发布1998 - 10 -01实施国家技术监督局发布JJG 928-1998 超声波测距仪检定规程Verification Regulation JJG928-1998 ; 。fUltrasonic Ranger 本检定规程经国家技术监督局于1998年03月19日批准，并自1998年10月01日起施行。归口单位:陕西省技术监督局起草单位:中国测试技术研究院本规程技术条文由起草单位负责解释JJG 928-1998 本规程主要起草人:李茂山(中国测试技术研究院)龚
2、建明(中国测试技术研究院)参加起草人:李琼(中国测试技术研究院)韩琼(中国测试技术研究院)谭建国(陕西测绘仪器计量中心)JJG 928- 1998 目录概述(1 ) 一技术要求(川一检定项目和检定条件(2 ) 四检定方法(3 ) 五检定结果处理和检定周期(6 ) 附录1标准检定场的建立及测试方法(7 ) 附录2检测计算范例(9 ) JJG 928-1998 超声波测距仪检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的超声波测距仪的检定。一概述超声波测距仪是一种用声波速度测量距离的仪器，适用于在空气中100m以内的距离测量，标准不确定度:1.5x lO -3D (D为所测距离)。该仪器主要应用在建筑
3、工程、机械安装、农田水利、公路交通、矿山隧道以及园林规划等场合。根据超声波在空气里的传播特性，超声波源应用频率范围为:20 - 40 kHz。有两种类型超声波测距仪:1)超声波自反射式，这不需要合作靶，利用待测表面作反射体。2)超声波异地反射式，它是需要合作靶的测距仪，一般用红外光控制合作靶发射超声波。一技术要求1 外观及一般性能检定1.1 仪器外亮无碰伤损坏，启动开关正常。1.2 光学镜片完好，无松动现象。1.3 数字显示笔划完整，无闪动现象，当遮挡接收或发射窗口时，应立即切断。1.4 对使用中和修理后的超声波测距仪，允许有不影响准确度的缺陷。2 计数频率检定测距仪的计数频率与声波速度(20
4、c )的相关量一致。3 超声波发射频率检定超声波振荡频率与超声换能器的中心频率应已知，保持最佳发射功率。4 测程新制造的超声波测距仪测程应与标称值一致，使用中及修理后的测程应不小于标称值的4/5。5 温度补偿设置有温度补偿功能的仪器，温度补偿功能应可靠。6 测距应用方程加常数(A)及乘常数(K)，用不少于四个标准距离段，在标准不确定度小于10-4岛的标准长度检定场上检定，求出以下形式的测距方程式中的A及KD; = A + K . X i = 1 ,2 , , n 式中:D;-标准距离;1 A一一加常数;K一一乘常数;XE-测距仪显示的距离值。7 测距标准偏差JJG 928-1998 测距标准偏
5、差应不超过标准不确定度。8 仪器灵敏度当仪器沿着测量线移动，增减一个显示当量的距离时，仪器显示也应随之增减一个显示当量。9 测距重复性测距数值稳定在标准不确定度范围内变动。10 综合测距标准误差综合测距标准误差应小于仪器标准不确定度。三检定项目和检定条件11 检定项目及主要检定工具列入表10表1序检定类另J号检足.吨，项日主要检定工具新制的修理后使用中1 机械件+ 十十2 光学件+ + 十3 电子数字显示+ + 十4 计数频率频率计及示设器+ + 5 发射频率频率计及示披器十十6 测程标准长度检定场+ + 十7 温度补偿变温箱+ + 8 测距方程加乘常数标准长度检定场+ + 十9 测距误差标准
6、长度检定场+ + + 10 仪器灵敏度检定场移动台+ + + 11 i则距重复性检定场移动台+ + + 注:检定类别+号为必检项目;号为可不检项目。2 12 检定条件12.1 温度:10-30 t。12.2 相对温度:小于85%。12.3 风力:小于3级。JJG 928-1998 12.4 周围环境:无影响检定的振动及电磁干扰。四检定方法13 外观及一般性能检定目测外观的完好性，并摇晃仪器内有元松动，而后通电检查数字显示性能，按第1条中所列各款逐项进行检定。14 计数频率用数字频率计直接测量测距仪的计数脉冲频率，或者间接用己知距离作标准量，对测距仪进行校正。15 超声波发射频率在未经过超声换能
7、器之前，测量超声波源频率，用数字频率计以及通用示波器观察信号转换幅度及波形，如图1所示，是否与超声换能器中心频率一致。通用示波器超声波测距仪数字频率计图116 测程仪器安装在与测距仪标称测程相当的标准长度检定场上，移动仪器或靶，直至仪器所测距离显示值稳定为止，对使用中及修理后的测距仪，此距离与标称测程的比值须大于4/5017 温度补偿把超声波测距仪安置在约5m的变温箱里，温度由10t变到30t，测温误差小于1 C，每变化5t进行同一距离测量，所测距离不应当变化(图刀。18 测距应用方程如图3所示，把超声波测距仪安置在标准长度检定场标志上，对超声波测距仪进行测距量值检定。获得标准长度与测距仪显示
8、距离的关系(见附录2附表1)。D; = A+K.X; i-1,2, , n 3 JJG 928-1998 超声波测距仪图2式中:1一一距离编号;Di一一标准长度检定场的墩位标志间距;Xi一一-超声波测距仪显示距离。由下式解算，待测应用方程式系数为合作靶K=!.D九一(三X;). (D;) (三Jx?)一(三Xi)2 19 测距标准偏差A(习D;).(XD一(D凡). (X;) n(三Jxi)一(三X;)2Di / ff度检定场(活动场或固定墩位)图3检定值用18条测量结果(见附录2附表1)，用误差方程式计算残差(v;)Vi = A十K. Xi - D; i = 1 ,2 , , n 代人下式计
9、算测距标准偏差4 式中:SI一一测距标准偏差;11一一方程式个数。计算实例见附录2附表1020 仪器灵敏度JJG 928-1998 SI =v7/(n -2) 如图4所示，测距仪安装在移动工作台上，在离开测距仪可靠测程附近，安置靶或反射屏，沿着测量线移动工作台，并且在移动台的标尺上读取移动距离(D;)。在此同时，读取测距仪显示的数值，每次移动距离1cm，正反方向各测5次，用下式计算超声测距仪灵敏度标准误差s2=d7/n2 式中:S2一一仪器灵敏度标准误差;d;-一一移动台移动值(.Di)与测距仪显示变化量(.X;)的差值;n2一一测量次数。计算实例见附录2附表20发射靶图421 测距重复性在可
10、靠测程内安置超声波测距仪，重复测量某一固定距离，用离散值计算。仪器安置好后，定时重复测量，间隔约2分钟测量一次，共测量6次，用下式计算测距重复性标准偏差。3 = (Xi -Xo)2/(n3一1)式中:S3一一测距重复性标准偏差;x。一一测量平均值;X;一一每次测量值;5 JJG 928- 1998 n3一一测量次数。计算实例测距见附录2附表3022 综合测距标准误差由标准长度检定场标准误差及检测仪器标准误差量部分组成。综合测距标准误差(合成标准不确定度)uc=J mi+mi 式中:ml-一一标准长度场检测标准误差;m2一一被检测仪器标准误差。其中m2=Jsi + 52+53 五检定结果处理和检
11、定周期23 超声波测距仪经过检定提供的数据。23.1 测距方程式的系数式中:A一一加常数;K一一乘常数;xz一一仪器读数;Di = A十K.Xi Dz一一用超声波测距仪测得实际距离。23.2 实际测距综合标准误差(合成标准不确定度)Uc。23.3 标注实际可靠测程。24 经检定合格的测距仪发给检定证书，并提供第23条数据;不合格的发给检定结果通知书，并说明原因。25 超声波测距仪检定周期为1年。6 J.TG 928-1998 附录1标准检定场的建立及测试方法1 标准长度检定场量值传递系统检测超声波测距仪的标准长度检定场须满足长度量值传递要求，如附图1量值传递系统表。ill -一一一一一-m-
12、-度寸I一长一一一一f|L一附图1 2 固定墩位式标准检定场建立方法在平坦地面上沿一条直线埋设若干个小泥桩，桩的端面离地面约0.8m，地下基础视地质条件深入地下1m，一般首尾间距为100m，水泥端面预埋金属固定标志一一端头有+刻线的柱状标志。墩位布局宜在50m内密布。如0-5-10-15-20-30-60 - 90 (100) m，中选用4-6段。利用经过检定过的钢卷尺测量标准长度检定场，它作为一种特殊的长度实物标准，提供超声波测距仪长度量值传递标准。2.1 固定墩位应具备的条件2. 1. 1 长度量值准确，用高一级的量具或仪器进行测长标准不确定度须小于1XlO-4L (L为长度)每年检测2次
13、2. 1.2 埋设的墩位稳定，具有较好的地理地质条件，能够长期保存。2. 1.3 墩位如附图2所示。3 活动式支架标准长度检定场建立方法:活动检定场是指可以随时组装成的检测装置，特点是不依赖地基稳固作长度量值传递依据，而是在对超声波测距仪检定之前组装检测装置，用标准尺测量装置上标志的间距。在应用之后，可把装置撤除。3.1 设计测量程序时应用约制条件(限差)如附图3所示。3.2 活动支架检测装置为附图4所示，用三脚架支撑柱状标志。7 8 JJG 928-1998 11 / 777777777 固定墩位检定场附图2 附图3 超声波-一一毛+斗毛+标准钢卷尺/ 附图4 JJG 928-1998 附录
14、2检测计算范例附表1加常数(A)乘常数(K)及标准偏差(s1 ) 仪器号:检测日期:年月日温度: 标测量值(凡)(m) 标志间距(D;)平差计算值残差(v;)v 志(A + K X;) z ( m) (m) (m2) 号E 皿目平均( m ) 1 4.95 4.94 4.95 4.96 4.95 5 5.01 +0.01 0.000 1 2 9.93 9.94 9.96 9.94 9.94 10 10.01 + 0.01 0.000 1 3 14.90 14.93 14.92 14.92 14.92 15 14.99 - 0.01 0.000 1 4 19.91 19.89 19.90 19.
15、90 19.90 20 19.98 - 0.02 0.000 4 5 29.88 29.88 29.90 29.90 29.89 30 29.99 -0.01 0.000 1 6 59.86 59.85 59.86 59.85 59.86 60 60.01 + 0.01 0 .000 1 A = +0.05 m K = 1.001 6 sl=0.015m 9 JJG 928-1998 附表2仪器灵敏度仪器号:检测H期:年月日检测间距:30 m 移动方向移动量(m)测量量(m)差值ddd 0.01 0.01 0.00 0.000 0 正0.02 0.03 0.01 0.000 1 向移0.03
16、0.05 0.02 0.0004 动0.04 0.04 0.00 0.0000 0.05 0.06 0.01 0.000 1 0.01 0.01 0.00 0.0000 反0.02 0.03 0.01 0.000 1 |可移0.03 0.04 0 .01 0.000 1 动0.04 0.03 0.01 0.000 1 0.05 0.06 0.01 0.000 1 0.01 0.00 0.01 0.000 1 正。.020.02 0.00 0.0000 |句移0.03 0.02 0.01 0.000 1 动0.04 0.04 0.00 0.0000 0.05 0.04 0.01 0.000 1
17、0.01 0.01 0.00 0.0000 反0.02 0.02 0.00 0.0000 向移0.03 0.02 0.01 0.000 1 动0.04 0.03 0.01 0.000 1 0.05 0 .04 0.01 0.000 1 s, = 0.009 m 10 JJG 928- 1998 附表3测距重复性仪器号:检测日期:年月日时间14:20 14:22 14:24 14:26 14:28 X, (m) 30.03 30.02 30.04 30.03 30.04 X;-Xo ( m) 0.00 一0.010.01 0.00 0.01 单次测量重复性标准差:S3 = Ji.(Xi - Xo
18、)2 / ( n - 1 ) = 0.009 m 综合测距标准误差(合成标准不确定度): m 2 = / 0.001 52十0.0092十0.0092= 0 .020 m m l = 0 . 012 m(标准长度60m的标准误差)Uc = J 0.-6122十o. 0202 = 0.02 m 测距方程及综合测距标准误差(合成标准不确定度): Di二0.05+ 1.001 6X A =0.05 m k二1.0016 Uc= 0.02 m 平均值14: 30 Xo ( m ) 30.02 30 .03 - 0.01 11 中华人民共和国国家计量检定规程超声波测距仪JJG 928-1998 国家技术监督局颁布晤中国计量出版社出版北京和平累西街甲2号邮政编码100013 电话(010)64275360北京市迪鑫印刷厂印刷新华书店北京发行所发行版权所有不得翻印 880 mm X 1230 mm 16开本印张1字数16千字1998年7月第1版2000年12月第2次印刷印数1501-4500统一书号155026- 1190 定价:14.00元
