ICS 17.040.01
CCS A 52
团体标准
T/GDCKCJH 096—2024
混凝土试件尺寸非接触式测量系统校准规范
Calibration specification for non-contact measurement system ofconcrete specimen
2024-10-15 发布 2024-10-15 实施
广东省测量控制技术与装备应用促进会 发布
目 次
前言.. ............................................................................. Ⅱ
1 范围 ............................................................................. 1
2 规范性引用文件 ................................................................... 1
3 术语和定义 ....................................................................... 1
4 测量系统要求 ..................................................................... 1
5 校准方法 ......................................................................... 3
附录A (资料性) 原始记录格式 ........................................................ 7
附录B (资料性) 校准证书内页格式 .................................................... 9
附录C (资料性) 标准试件参考样式 ................................................... 11
附录D (资料性) 测量不确定度评定示例 ............................................... 13
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II
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》、JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由广东省测量控制技术与装备应用促进会提出并归口。
本文件起草单位：广东省建筑科学研究院集团股份有限公司、广东省建设工程质量安全检测总站有限公司、广东省江门市质量计量监督检测所、广州开发区建设工程检测中心有限公司、广州市建筑材料工业研究所有限公司、广州增城正源建设工程检测中心有限公司、华南理工大学、广东省建筑材料研究院有限公司、广州广检建设工程检测中心有限公司、珠海市金湾区建设工程质量检测站、广东正昇检测技术有限公司、无锡东仪制造科技有限公司、深圳市中图仪器股份有限公司。
本文件主要起草人：谢小芳、谢福金、谢如辉、郑靓、胡岚、关金琦、余远平、曾亮、蓝学威、吴启坚、潘渊、王曦、林鹏、邓洁虹、陈伟、王恒昌、杨俊杰、王明军、吴林、张琳雅、张超前、欧阳艳萍、许田富、张鹏。
本文件为首次发布。
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混凝土试件尺寸非接触式测量系统校准规范
1 范围
本文件规定了混凝土试件尺寸非接触式测量系统(以下简称“测量系统”)的术语和定义、测量系统要求、校准方法。
本文件适用于混凝土试件尺寸非接触式测量系统的校准，其他类似原理的混凝土试件尺寸非接触式测量系统可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 50081 混凝土物理力学性能试验方法标准
JJF 1001-2011 通用计量术语及定义
JJF 1059.1 测量不确定度评定与表示
3 术语和定义
JJF 1001-2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
混凝土 concrete
以水泥、骨料和水为主要原材料，根据需要加入矿物掺合料和外加剂等材料，按一定配合比，经拌合、成型、养护等工艺制作的、硬化后具有强度的工程材料。
[来源：GB/T 50081，2.1.1]
3.2
测量系统平面度测量误差 flatness measurement error of measurement system
测量系统平面度测量值与平面度标准试件平面度的差值。
4 测量系统要求
4.1 混凝土试件
混凝土试件用于混凝土物理力学性能试验，分为棱柱体试件、圆柱体试件。常见棱柱体试件尺
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寸规格有100 mm×100 mm×100 mm、150 mm×150 mm×150 mm、150 mm×150 mm×300 mm等；圆柱体试件尺寸规格有φ80 mm×80 mm、φ100 mm×100 mm、Φ100 mm×200 mm、φ150 mm×150 mm、φ150 mm×300 mm等。
4.2 测量系统
为提高混凝土试件尺寸测量效率，采用图1所示的测量系统典型结构。测量系统采用激光位移传感器基于相对比较法进行测量，其原理示意图如图2所示。根据X、Y、Z各方向激光位移传感器的测量数据，初始标定数据及测量数据换算程序，获得混凝土试件尺寸(例如：长、宽、高)、相邻面夹角、承压面(通常取Z向的两个平面)平面度测量数据。平面度测量根据同一方向多支激光位移传感器的测量值，取其中最大值减去最小值获得；或采用最小二乘评定法获得。
标引序号说明：
1——混凝土试件；
2——激光位移传感器。
图1 测量系统典型结构图
a) 边长尺寸测量
b) 角度测量
c) 平面度测量
图2 测量系统位移传感器测量原理示意图
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4.3 测量系统要求
4.3.1 外观和通用技术要求
测量系统应结构完整，无影响正常工作的机械损伤等影响测量准确的因素。铭牌应清晰完整，标明其制造厂名、型号规格、出厂编号。
4.3.2 计量特性
4.3.2.1 测量系统尺寸测量误差及重复性
测量系统尺寸测量最大允许误差：±0.3 mm，重复性不大于0.1 mm。
4.3.2.2 测量系统角度测量示值误差及重复性
测量系统角度测量的最大允许误差：±0.1°，重复性不大于0.05°。
4.3.2.3 测量系统平面度测量误差及重复性
测量系统平面度测量的最大允许误差：±0.015 mm，重复性不大于0.003 mm。
5 校准方法
5.1 环境条件
校准环境条件如下：
——环境温度：(20±5)℃；
——相对湿度：(50～85)%。
5.2 校准标准器
校准标准器：
——尺寸标准器：尺寸标准试件，扩展不确定度U=0.05 mm，k=2；
——角度标准器：角度标准试件，扩展不确定度U=0.02°，k=2；
——平面度标准器：平面度标准试件，扩展不确定度U=0.003 mm，k=2。
注：也可采用满足不确定度要求的其他标准器进行校准。
5.3 校准项目
测量系统校准项目见表1。
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表1 校准项目一览表
序号 项目名称
1 外观和通用技术要求检查
2 尺寸测量示值误差及重复性
3 角度测量示值误差及重复性
4 平面度测量示值误差及重复性
5.4 外观和通用技术要求
目视对测量系统进行外观和通用技术要求检查。
5.5 测量系统尺寸测量误差及重复性
根据测量系统对混凝土试件尺寸测量范围，选测量范围高、中、低三个校准点进行测量。例如，
针对150 mm×150 mm×150 mm 混凝土试件尺寸的测量系统，校准点选择152 mm、150 mm、148 mm。
将尺寸标准试件放入测量系统样品台，测量系统在X 向、Y 向和Z 向分别对尺寸标准试件进行
测量。每个方向测量3 次，取3 次测量值的算术平均值为测量结果。
测量系统以X 向测量为例，各校准点上的尺寸测量示值误差δLi 和重复性RLi 按式(1)和式(2)计
算得到。Y 向和Z 向按此同样处理。
δLi=Li-Ls …………………………(1)
RLi=Lmax-Lmin …………………………(2)
式中：
δLi——测量系统在X 方向各校准点尺寸测量误差，mm；
RLi ——测量系统分别在X 方向各校准点尺寸测量重复性，mm；
i L ——测量系统分别在X 方向3 次尺寸测量值的算术平均值，mm；
Ls ——尺寸标准试件的标准值，mm；
Lmax ——测量系统分别在X 同一校准点3 次尺寸测量的最大值，mm；
Lmin ——测量系统分别在X 同一校准点3 次尺寸测量的最小值，mm。
5.6 测量系统角度测量误差及重复性
根据测量系统对混凝土试件相邻面夹角的测量范围，选测量范围高、中、低三个校准点进行测
量。例如，针对150 mm×150 mm×150 mm 混凝土试件尺寸的测量系统，校准点选择91°、90°、
89°。
将角度标准试件放入测量系统样品台，测量系统在X-Y 向、Y-Z 向和Z-X 向角度分别对角度标
准试件进行测量。每个方向测量3 次，取3 次测量值的算术平均值为测量结果。
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测量系统以在X-Y 向测量为例，各校准点上的角度测量示值误差δAi 和重复性RAi 按式(3)和式
(4)计算得到。Y-Z 向和Z-X 向按此同样处理。
δAi=Ai- As …………………………(3)
RAi=Amax- Amin …………………………(4)
式中：
δAi ——测量系统分别在X-Y 向各校准点角度测量误差，°；
RAi ——测量系统分别在X-Y 向各校准点角度测量重复性，°；
iA ——测量系统分别在X-Y 向各校准点3 次角度测量值的算术平均值，°；
As ——角度标准试件的标准值，°；
Amax ——测量系统分别在X-Y 向同一校准点3 次角度测量最大值，°；
Amin ——测量系统分别在X-Y 向同一校准点3 次角度测量最小值，°。
5.7 测量系统平面度测量误差及重复性
根据测量系统对混凝土试件尺平面度测量范围，选测量范围高、中、低三个校准点进行测量。
例如，针对150 mm×150 mm×150 mm 混凝土试件尺寸的测量系统，校准点选择0.15 mm、0.10 mm、
0.05 mm。
将平面度标准试件放入测量系统样品台，测量系统在承压面方向(通常取Z 向上、下两个面)对
尺寸标准试件进行测量。每个面测量3 次，取3 次测量值的算术平均值为测量结果。
测量系统平面度测量示值误差δFi 和重复性RFi 按式(5)和式(6)进行计算。
δFi=Fi-Fs …………………………(5)
RFi=Fmax-Fmin …………………………(6)
式中：
δFi——测量系统各校准点平面度测量误差，mm；
RFi ——测量系统各校准点平面度测量重复性，mm；
i F ——测量系统各校准点3 次平面度测量值的算术平均值，mm；
Fs ——平面度标准试件标准值，mm；
Fmax ——测量系统同一校准点3 次平面度测量最大值，mm；
Fmin ——测量系统同一校准点3 次平面度测量最小值，mm。
5.8 校准结果表达
5.8.1 测量系统原始记录格式见附录A，校准证书内页格式见附录B。
5.8.2 校准后，出具校准证书。校准证书应至少包含以下信息：
a) 标题：“校准证书”；
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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)；
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) 被校准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应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；
i) 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(标准试件的结构见附录C)；
k) 校准环境的描述；
l) 校准结果及其测量不确定度的说明，其中，测量系统示值误差测量结果不确定度依据JJF 1059.1进行评定，见附录D示例；
m) 对校准规范偏离的说明；
n) 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；
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，不得部分复制证书的声明。
5.9 复校时间间隔
建议复校时间间隔不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、本身质量等诸多因素决定的，因此，客户可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
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附 录 A
(资料性)
原始记录格式
A.1 外观及工作正常性检查:
A.2 测量系统尺寸测量误差及重复性
方向
标准值
测量值
示值误差
重复性
不确定度
U (k=2)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
X向
Y向
Z向
A.3 测量系统角度测量误差及重复性
方向
标准值
测量值
示值误差
重复性
不确定度
U (k=2)
(°)
(°)
(°)
(°)
(°)
X-Y向
Y-Z向
Z-X向
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A.4 测量系统平面度测量误差及重复性
方向
标准值
测量值
示值误差
重复性
不确定度
U (k=2)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
Z向上
Z向下
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附 录 B
(资料性)
校准证书内页格式
B.1 外观及工作正常性检查:
B.2 测量系统尺寸测量误差及重复性
方向
标准值
示值误差
重复性
不确定度U (k=2)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
X向
Y向
Z向
B.3 测量系统角度测量误差及重复性
方向
标准值
示值误差
重复性
不确定度U (k=2)
(°)
(°)
(°)
(°)
X-Y向
Y-Z向
Z-X向
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B.4 测量系统平面度测量误差及重复性
方向
标准值
示值误差
重复性
不确定度U (k=2)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
Z向上
Z向上
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附 录 C
(资料性)
标准试件参考样式
C.1 概述
以150 mm×150 mm×150 mm混凝土试件尺寸测量系统为例，标准试件采用坐标测量机或不确定度满足要求的其他计量仪器进行校准，参考样式见C.2、C.3、C.4。
C.2 尺寸标准试件
尺寸标准试件可以参考图C.1，尺寸标准试件每个面的平面度≤0.05 mm，标准试件尺寸值有152 mm×152 mm×152 mm、150 mm×150 mm×150 mm、148 mm×148 mm×148 mm。
图C.1 尺寸标准试件示意图
C.3 角度标准试件
角度标准试件可以参考图C.2，标准角度值有91°、90°、89°。
图C.2 角度标准试件示意图
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C.4 平面度标准试件
平面度标准试件可以参考图C.3，平面度标准试件的上下表面平面度≤0.005 mm，平面度标准试件参考尺寸有0.15 mm、0.10 mm、0.05 mm。
图C.3 平面度标准试件示意图
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附 录 D
(资料性)
测量不确定度评定示例
D.1 尺寸测量不确定度评定
D.1.1 测量要求和方法
D.1.1.1 被测对象
被测对象为混凝土试件尺寸非接触式测量系统，分辨力为0.01 mm，尺寸测量范围为(0~300)mm，
最大允许误差为±0.3 mm。
D.1.1.2 测量标准
以尺寸标准试件为计量标准，标准试件规格有152 mm×152 mm×152 mm、150 mm×150 mm×150
mm、148 mm×148 mm×148 mm，扩展不确定度U=0.05 mm(k=2)。
D.1.1.3 校准方法
对测量系统的X 向、Y 向和Z 向尺寸分别测量，每个方向测量3 次，取3 次测量值的算术平均
值为测量结果。
D.1.1.4 测量环境条件
温度(20±5)℃，相对湿度(50～85)%。
D.1.2 测量系统的尺寸测量误差
测量系统尺寸测量误差计算公式见式(D.1)：
Li i s = L − L …………………………(D.1)
式中：
δLi——测量系统的尺寸测量示值误差，mm；
i L ——测量系统的三次尺寸测量值的算术平均值，mm；
Ls ——尺寸标准试件的标准值，mm。
D.1.3 测量系统的尺寸测量合成不确定度表示
由式(D.1)可知，测量系统的尺寸测量不确定度主要来源于
i L 、Ls 测量的影响量，输入量彼此
不相关，因此测量系统的尺寸测量合成不确定度uc(δLi)计算公式见式(D.2)：
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( ) ( ) ( ) 2 2
c Li i s u = u L +u L …………………………(D.2)
式中：
uc(δLi) ——测量系统尺寸测量的合成不确定度；
u(Li) ——测量系统尺寸测量值引入的不确定度分量；
u(Ls) ——尺寸标准试件标准引入的不确定度分量。
D.1.4 输入量的不确定度分析
D.1.4.1 测量系统示值平均值Li 的标准不确定度u(Li)
输入量Li 的不确定度来源主要是测量系统的重复性。以150 mm 测量点为例，在相同条件下重
复测量10 次，结果见表D.1。
表D.1 150 mm 测量重复性数据
序号 1 2 3 4 5
数据 150.03 mm 150.02 mm 150.05 mm 150.01 mm 150.05 mm
序号 6 7 8 9 0
数据 150.03 mm 150.02 mm 150.03 mm 150.05 mm 150.06 mm
单次测量标准偏差可由式(D.3)计算得到：
………………………… (D.3)
测量系统示值平均值的标准不确定度可由式(D.4)计算得到：
…………………………(D.4)
由于测量系统分辨力为0.01 mm，由此带来的测量结果的标准不确定度0.003 mm，且其数值小
于u(Li)，故不再重复计入。
D.1.4.2 标准试件标准值Li 的标准不确定度u(Li)
输入量Li 的不确定度来源主要有标准试件测量不确定度u(Li)。
标准试件的扩展不确定度为0.05 mm(k=2)，于是引入的不确定度分量可由式(D.5)计算得到：
…………………………(D.5)
D.1.5 合成标准不确定度
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合成标准不确定度可由式(D.6)计算得到：
( ) ( ) ( ) 0.027 2 2 = + = c Li i s u u L u L …………………………(D.6)
D.1.6 扩展不确定度
取k=2，则扩展不确定度可由式(D.7)计算得到：
…………………………(D.7)
D.2 角度测量不确定度评定
D.2.1 测量要求和方法
D.2.1.1 被测对象
被测对象为混凝土试件尺寸非接触式测量系统，分辨力为0.01°，角度测量范围为(0～360)°，
最大允许误差为±0.10°。
D.2.1.2 测量标准
以角度标准试件为计量标准，标准角度值分别为91° 、90° 和89° ， 扩展不确定度
U=0.02°(k=2)。
D.2.1.3 校准方法
对测量系统的X-Y 向、Y-Z 向和Z-X 向角度分别测量，每个方向测量3 次，取3 次测量算术平
均值为测量结果。
D.2.1.4 测量环境条件
温度(20±5)℃，相对湿度(50～85)%。
D.2.2 测量系统角度测量误差
测量系统角度测量误差计算公式见式(D.8)：
Ai i s = A − A …………………………(D.8)
式中：
δAi——测量系统角度测量误差，°；
Ai ——测量系统三次角度测量值的算术平均值，°；
As ——角度标准试件的标准值，°。
D.2.3 测量系统的角度测量合成不确定度表示
由式(D.8)可知，测量系统的角度测量不确定度主要来源于Ai、As 测量的影响量，输入量彼此
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不相关，因此测量系统的角度测量合成不确定度uc(δLi)计算公式见式(D.9)：
( ) ( ) ( ) 2 2
c Ai i s u = u A +u A …………………………(D.9)
式中：
uc(δAi) ——测量系统角度测量的合成不确定度；
u(Ai) ——测量系统角度测量值引入的不确定度分量；
u(Ai) ——角度标准试件标准值所引入的不确定度分量。
D.2.4 输入量的不确定度分析
D.2.4.1 测量系统示值平均值Ai 的标准不确定度u(Ai)
输入量Ai 的不确定度来源主要是测量系统的重复性。以90°测量点为例，在相同条件下重复测
量10 次，结果见表D.2。
表D.2 测量重复性数据
序号 1 2 3 4 5
测量值 89.94° 89.91° 89.96° 89.96° 89.97°
序号 6 7 8 9 0
测量值 89.95° 89.93° 89.92° 89.93° 89.95°
单次测量标准偏差可由式(D.10)计算得到：
…………………………(D.10)
测量系统示值平均值的标准不确定度可由式(D.11)计算得到：
…………………………(D.11)
由于测量系统分辨力为0.01°，由此带来的测量结果的标准不确定度0.003°，且其数值小于
u(Ai)，故不再重复计入。
D.2.4.2 标准试件标准值Ai 的标准不确定度u(Ai)
输入量Ai 的不确定度来源主要有标准试件测量不确定度u(Ai)。
标准试件的扩展不确定度为0.02°(k=2)，于是引入的不确定度分量可由式(D.12)计算得到：
…………………………(D.12)
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D.2.5 合成标准不确定度
合成标准不确定度可由式(D.13)计算得到：
( ) = ( ) + ( ) = 0.016 2 2
c Ai i s u u A u A …………………………(D.13)
D.2.6 扩展不确定度
取k=2，则扩展不确定度可由式(D.14)计算得到：
( ) = ( ) = 20.016 0.04 Ai c Ai U k u …………………………(D.14)
D.3 平面度测量不确定度评定
D.3.1 测量要求和方法
D.3.1.1 被测对象
被测对象为混凝土试件尺寸非接触式测量系统，分辨力为0.001 mm，最大允许误差为±0.015
mm。
D.3.1.2 测量标准
以平面度标准试件为计量标准，标准试件实测平面度分别为0.15 mm、0.10 mm、0.05 mm，扩展
不确定度U=0.005 mm (k=2)。
D.3.1.3 校准方法
对测量系统承压面平面度进行测量，每个方向测量3 次，取3 次测量算术平均值为测量结果。
D.3.1.4 测量环境条件
温度(20±5)℃，相对湿度(50～85)%。
D.3.2 测量系统平面度测量误差
测量系统平面度测量误差计算公式见式(D.15)：
Fi i s = F − F …………………………(D.15)
式中：
δFi ——测量系统的平面度测量示值误差，mm；
Fi ——测量系统3 次平面度测量值的算术平均值，mm；
Fs ——平面度标准试件的标准值，mm。
D.3.3 测量系统的平面度测量合成不确定度表示
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由式(D.15)可知，测量系统的平面度测量不确定度主要来源于Fi、Fs 测量的影响量，输入量彼
此不相关，因此测量系统的平面度测量合成不确定度uc(δFi)计算公式见式(D.16)：
( ) ( ) ( ) 2 2
c Fi i s u = u F +u F …………………………(D.16)
式中：
uc(δFi)——测量系统平面度测量的合成不确定度；
u(Fi)——测量系统平面度测量值引入的不确定度分量；
u(Fs)——平面度标准试件标准值所引入的不确定度分量。
D.3.4 输入量的不确定度分析
D.3.4.1 测量系统示值平均值Fi 的标准不确定度u(Fi)
输入量Fi 的不确定度来源主要是测量系统的重复性。以0.10 mm 标准试件测量点为例，在相同
条件下重复测量10 次，结果见表D.3。
表D.3 0.10 mm 标准试件测量重复性数据
序号 1 2 3 4 5
数据 0.097 mm 0.097 mm 0.096 mm 0.093 mm 0.096 mm
序号 6 7 8 9 0
数据 0.091 mm 0.092 mm 0.090 mm 0.095 mm 0.097 mm
单次测量标准偏差可由式(D.17)计算得到：
…………………………(D.17)
测量系统示值平均值的标准不确定度可由式(D.18) 计算得到：
…………………………(D.18)
由于测量系统分辨力为0.001 mm，由此带来的测量结果的标准不确定度0.0003 mm，且其数值
小于u(Fi)，故不再重复计入。
D.3.4.2 标准试件标称值Fi 的标准不确定度u(Fi)
输入量Fi 的不确定度来源主要有标准试件测量不确定度u(Fi)。
标准试件的扩展不确定度为0.003 mm (k=2)，于是引入的不确定度分量可由式(D.19)计算得到：
?(?? ) =
0.003
2
= 0.0015 mm …………………………(D.19)
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D.3.5 合成标准不确定度
合成标准不确定度可由式(D.20)计算得到：
…………………………(D.20)
D.3.6 扩展不确定度
取k=2，则扩展不确定度可由式(D.21)计算得到：
…………………………(D.21)
