交通運輸部部門計量檢定規程

光纖光柵式鋼筋計

（征求意見稿）

編制說明

規程編寫組

2021年7月

一、任務來源

本規程是根據《交通運輸部關于下達2021年交通運輸標準化計劃（第一批）

的通知》（交科技函[2021]136號）立項進行編制的。計劃編號：JJG2021-13。本

規程主要由交通運輸部天津水運工程科學研究所負責起草，協作單位為國家水運

工程檢測設備計量站、廣東交科檢測有限公司、深圳簡測科技智能技術有限公司。

二、編制背景

（一）目的意義

水運工程結構物和基礎設施在建設和長期使用過程中不可避免地產生損傷累

積和抗力衰減，抵抗自然災害的能力下降，甚至引發災難性突發事故，造成重大

人員傷亡和經濟損失，重要結構和基礎設施的健康監測已成為水運工程的研究熱

點。目前，結構健康監測的基本信息是對結構的應變、應力、速度、加速度和位

移等參數的測量。其中，應變和應力是反映材料和結構力學特性的重要參數之一，

從材料和結構中的應變分布情況能夠得到構件的強度儲備信息，確定構件局部位

置的應力集中以及構件所受實際載荷狀況。鋼筋是現代水工結構的主要承力構件

之一，易受環境腐蝕、疲勞、材料老化等作用而出現損傷，對其監測意義重大。

傳統的鋼筋應變測試手段包括光纖光柵和振弦式鋼筋計，光纖光柵的壽命和溫漂

問題很難解決，振弦式應變計由于鋼弦蠕變現象也不能長期使用，目前在結構健

康監測領域，經過大量的研究和應用后證明，用光纖光柵進行鋼筋應變測試已經

是首選。

與普通電阻式鋼筋計、振弦式鋼筋計相比，光纖光柵式鋼筋計具有電絕緣性

好、抗電磁干擾性強、傳輸損耗小、傳輸容量大、信噪比高、易組建傳感器網絡

等優點；其抗潮、抗腐、耐久性強，能在惡劣環境下工作；結構簡單，可以根據

被測結構的外形改變傳感器的形狀，滿足實測時對傳感器體積要求。目前，應變、

應力、溫度、位移、加速度等光纖光柵傳感器已開始應用于橋梁、大壩、混凝土

結構和鋼結構建筑的施工檢測，并在其運營的長期健康監測中得到了實際應用。

1

（a）光纖光柵傳感器布置圖

（b）橋身布線圖

（c）光纖光柵式鋼筋計安裝圖

圖1沈陽市伯官大橋光纖光柵傳感系統健康監測圖

光纖光柵式鋼筋計尚無國家或交通行業計量檢定規程，一些生產廠家和檢測

單位對儀器計量性能指標做了相關規定，但未能達成一致，不能用于光纖光柵式

鋼筋計的整體工作性能評價。水利部水文儀器及巖土工程儀器質量監督檢驗測試

中心的陳欣剛等參照GB/T13606-2007《巖土工程儀器振弦式傳感器通用技術條

件》對光纖光柵傳感器的非線性度、不重復度、滯后、綜合誤差及滿量程輸出等

計量性能指標進行了試驗。但是，由于兩者在工作原理、性能指標要求上存在著

較大區別，振弦式鋼筋計的計量方法不能完全體現光纖光柵式鋼筋計所有的計量

性能，不能對儀器的生產廠家進行有效的質量控制，無法保證出廠產品質量以及

儀器使用工程的安全。

光纖光柵式鋼筋計已被列入交通運輸部《水運工程試驗檢測儀器設備計量管

理目錄》（交辦科技【2016】56號）中，面對水運工程領域碼頭基礎結構、橋梁、

油罐、路基等結構物內部長期測量時對光纖光柵式鋼筋計的量值溯源需求，有必

2

要開展光纖光柵式鋼筋計的部門計量檢定規程編制工作，為光纖光柵式鋼筋計使

用過程中的質量控制提供技術支撐，為水運工程建設、養護提供有利保障，推動

水運工程計量事業的發展。

（二）工作原理

1.光纖傳感原理

光纖布喇格光柵（FiberBraggGrating，FBG）的傳感原理為：外界物理量導

致光纖光柵中心波長的變化，通過解調布喇格光柵中心波長實現被測量的測量，

如圖2所示。

（a）光纖布喇格光柵結構示意圖

（b）光波通過布喇格光柵能量分配示意圖

圖2光纖布喇格光柵結構及其反射和投射特性

FBG的λb與其有效折射率neff、周期Λ的關系有：

λb=2neffΛ（2-1）

不考慮波導效應，光纖光柵具有以下應變感知特性：

?λn2

beff（）

=1?[p12?ν(p11+p12)]ε2-2

λb2

式中，為波長變化，、為光彈常數；為泊松比，為應變。

?λbp11p12vε

n2

令應變傳感靈敏度系數eff，公式（）即為：

αε=1?[p12?ν(p11+p12)]λb2-2

2

?λb=αεε（2-3）

公式（2-3）即為假定沒有溫度作用的光纖光柵中心波長變化與應變增量的關

系，對于纖芯是純石英的光纖情況，neff=1.456，p11=121.0，p12=270.0，υ=17.0，

3

若分別取中心波長為1545nm、1550nm、1555nm，可得應變傳感靈敏度系數分

別為1.205pm/με、1.209pm/με、1.212pm/με。由此表明：中心波長變化不大時，

每微應變產生的波長約為1.2pm，即αε=pm/2.1με左右。由于采用的光纖不同、

寫入光柵的工藝不同以及退火工藝的差別，不同光纖光柵的傳感靈敏度會有差異，

因此不同的光纖光柵必須經過標定才能用作實際測量。

2.光纖光柵解調技術

光纖Bragg光柵傳感器以波長編碼方式實現傳感，波長解調是對Bragg光柵

中心反射波長的微小偏移量進行精確測量，其測量精度直接影響整個傳感系統的

檢測精度，因此是光纖光柵傳感器系統中最為關鍵的部分。目前已有的解調方法

有：匹配光柵濾波法、非平衡M-Z干涉儀法、可調諧光源檢測法、可調諧F-P濾

波器法等，其中可調諧F-P濾波器法以其調諧范圍寬、精度高、體積小、穩定性

好等優點，成為目前解調技術中應用較為廣泛的解調方案，其工作原理如圖3所

示。

圖3基于可調諧F-P濾波器法解調的系統原理框圖

圖3中，寬帶光源發出的光經光隔離器進入F-P濾波器，進而經3dB耦合器

進入傳感光柵陣列，由信號處理與控制系統產生的鋸齒波信號經D/A轉換、濾波

放大后形成鋸齒波掃描電壓，在其驅動下，F-P濾波器內部壓電陶瓷伸縮使得濾波

器透射波長在一定光譜范圍內掃描，應變變化引起傳感光柵中心波長發生偏移，

當濾波器投射波長和光柵傳感器反射中心波長相匹配時，光電探測器可探測到最

大光強值，經由A/D轉換后進入信號處理系統進行分析處理，最后將測量結果顯

示在計算機屏幕上。

4

事先標定F-P濾波器透射波長λ與驅動電壓V之間的對應關系，通過查詢光

電探測器探測到最大光強值時施加在F-P濾波器上的驅動電壓，即可間接獲得傳

感光柵反射中心波長；而傳感光柵在制作完成后會通過實驗進行標定得到其中心

波長與應變之間的特性方程，該方程將存儲于信號處理模塊，然后信號處理模塊

自動將獲得的傳感光柵反射中心波長轉化為相應的應變值，完成解調。

3.光纖光柵鋼筋計受力分析

光纖光柵傳感器在鋼筋上的安裝固定方式如圖4所示。

圖4光纖光柵應變傳感器安裝工藝原理圖

圖2-3中，夾持部件將光纖光柵固定在支點之間。夾持部件與光纖光柵之間用

粘接劑固定（忽略粘接劑與光纖光柵之間的作用）；夾持部件所選材料為空心鋼管，

直徑為d；設兩端夾持部件的支點之間的距離為L，夾持部件內側之間的距離為Lf；

當整個機構受到外力作用時，機構整體會發生變形，設兩端夾持部件支點之間的

軸向變形為?L，根據材料力學基本原理和假設，?L由兩部分組成，分別為夾持

部件和光纖的軸向變形和：

?Ls?Lf

PsLs（）

?Ls=2-4

EsAs

PfLf

?Lf=（2-5）

EfAf

式中，Ps和Pf為傳感器結構內力，As和Af分別為鋼管和光纖的截面積；Es和

Ef分別為鋼和光纖的彈性模量。根據結構內力處處相等的原則：

?Ls

LEA

s=ff（2-6）

?

LfEsAs

Lf

即：

5

εEA

s=ff（2-7）

εfEsAs

傳感器各項參數如表1所示。

表1光纖和中間層的機械性質

材料參數符號數值范圍單位

10

光纖的彈性模量Ef7.2×10Pa

11

夾持部件（鋼管）的彈性模量Es2.1×10Pa

夾持部件（鋼管）的直徑ds0.8mm

光纖的直徑df0.125mm

將表2-1中的參數代入公式（2-7），可得：

ε

s=0.0084（2-8）

εf

由公式（2-8）可以看出，鋼管的應變遠遠小于光纖光柵的應變，因此，可以

認為在整個光纖光柵傳感器的結構中，可以忽略夾持部件的應變。夾持部件支點

之間產生的形變主要是由光纖的形變引起的。

（三）國內外概況

光纖光柵式鋼筋計以光纖光柵傳感器作為敏感元件。在諸多類光纖光柵傳感

器中，應變傳感器是主打產品。由于封裝材質、封裝結構的關系，光纖光柵應變

傳感器與裸光柵（只帶有涂覆層的光纖光柵，由于沒有防護，脆弱易折，常用于

實驗室環境）的應變傳感特性有所不同。

1.國外光纖光柵式鋼筋計研究及應用概況

1978年，加拿大的K.O.Hill等人首次在試驗中觀察到了摻鍺光纖中的光致光

柵效應，并制作出世界上第一根光纖布喇格光柵。由于這種光柵的入射效率低及

其響應波長受激光寫入波長限制等因素的影響，在相當長的時間里，這一極具開

發潛力的光子器件及其制作技術，沒有得到人們的足夠重視。

1989年，美國的G.Meltz等人發明了紫外側寫入技術，他們利用兩束干涉的

紫外光從光纖的側面寫入了光柵。這項技術不僅大大提高了光柵寫入效率，而且

可以通過改變兩束相干光的夾角，改變柵格周期，從而達到控制布喇格波長的目

的。紫外側寫入技術問世后，世界各國對光纖光柵及其應用的研究迅速開展起來，

6

光纖光柵的制作以及光纖敏化技術不斷發展。

1993年，K.O.Hill等人提出了相位掩模寫入技術，利用紫外激光經過位相掩

模衍射后的±1級衍射光形成的干涉條紋對光纖曝光寫入光纖光柵。此技術的提出

極大地放寬了對寫入光源相干性的要求，使得光纖光柵的制作更加容易，并使光

纖光柵的批量生產成為可能。同年，P.J.Lemaire等人提出了一種提高光纖光敏性的

簡單有效方法——低溫高壓載氫技術，使光纖光敏性提高近兩個量級。載氫技術

極大地降低了光柵制作成本，人們可以不必使用價格昂貴的高濃度摻鍺光纖，在

普通通信光纖上就可以很容易的寫制出高反射率的光纖布喇格光柵。

隨著光纖光柵寫入技術的逐漸完善，世界各地掀起了光纖光柵技術的研究熱

潮，各種基于光纖光柵的有源、無源器件也不斷涌現，光纖光柵被廣泛應用于光

纖通信、光纖傳感和光信息處理等領域。在傳感領域，自1989年美國的Morey等

人首次進行光纖光柵的應變與溫度傳感研究以來（Morey，1989），世界各國都對

其十分關注并開展了廣泛的應用研究，光纖光柵已成為傳感領域發展最快的技術，

并在很多領域取得了成功的應用。

加拿大卡爾加里附近的BeddingtonTrail大橋是最早使用光纖光柵傳感器進行

測量的橋梁之一（1993年），16個光纖光柵傳感器貼在預應力混凝土支撐的鋼增

強桿和炭纖復合材料筋上，對橋梁結構進行長期監測。在美國新墨西哥LasCruces

10號州際高速公路的一座鋼結構橋梁上，1998年夏安裝了120個光纖光柵傳感器。

德國德累斯頓附近A4高速公路上有一座跨度72m的預應力混凝土橋，德累斯頓

大學的Meissner等人將布喇格光柵埋入橋的混凝土棱柱中,測量荷載下的基本線

性響應，并且用常規的應變測量儀器作了對比試驗，證實了光纖光柵傳感器的應

用可行性。瑞士應力分析試驗室和美國海軍研究試驗室，在瑞士洛桑附近的Vaux

箱形梁高架橋的建造過程中，使用了32個光纖光柵傳感器對箱形梁被推拉時的準

靜態應變進行了監測，32個光纖光柵分布于箱形梁的不同位置、用掃描法-泊系統

進行了信號解調。

國外部分廠家生產的光纖光柵傳感器的規格型號如表2所示。

表2國外光纖光柵應變計性能參數

廠家應變量程（με）分辨力（με）尺寸（mm）封裝及安裝方式

美國微光（MOI）非金屬封裝，表貼

±5000≤125×6×1

Si425型式

7

標準FRP封裝，表

英國SmartFibres/0.4120×20

貼式

加拿大FISO/0.58.5埋入式

德國HBM對稱嵌入到復合材料中（專利）

2.國內光纖光柵式鋼筋計研究及應用概況

目前，國內的清華大學、重慶大學、南開大學、武漢理工大學、北京交通大

學、香港理工大學、哈爾濱工業大學等單位對光纖光柵傳感器的應用研究非常重

視，投入了大量的人力和物力，得到了系列研究成果，并已經在一些重點示范工

程上得到了較大范圍的應用。

武漢理工大學光纖傳感技術國家重點工業性試驗基地在光纖光柵傳感器的理

論和應用技術研究方面在國內處于領先地位，已研制出了光纖光柵應力、溫度、

振動、加速度、化學等多種傳感器，并已成功應用于多項工程。哈爾濱工業大學

在歐進萍院士的領導下，對光纖光柵傳感技術進行了系統研究，獲得了系列成果，

并從2001年開始，采用光纖光柵傳感器進行了10余項重大工程的結構健康監測，

主要有勝利油田CB32A海洋平臺、山東東營黃河公路大橋、黑龍江呼蘭河大橋、

黑龍江牛頭山大橋、山東濱州黃河公路大橋、南京長江第三大橋、湖南茅草街大

橋、重慶廣陽島大橋、四川峨邊大渡河大橋、黑龍江松花江大橋、奧林匹克游泳

中心“水立方”等。

在水運工程建設領域，深圳簡測科技有限公司研制的光纖光柵式鋼筋計用于

混凝土結構健康監測過程中，如圖5所示。光纖光柵傳感器適用于混凝土結構（包

括預應力混凝土結構）內部和表面的應力、應變、溫度和位移等物理量的監測，

有利于實現水運工程建筑結構智能化，節約成本。

8

圖5光纖光柵傳感器碼頭樁監測

國內廠家生產的光纖光柵式鋼筋計規格和技術性能如表3所示。

9

表3國內光纖光柵式鋼筋計規格和性能

北京希卓信息技

上海拜安傳感技深圳賽昂斯科技武漢翀遠監測技北京品傲光電科

術有限公司歐美大地

序號參數術有限公司有限公司術有限公司技有限公司

SuperHawk3002SEBA-OFG100

BA-OFG100SCI-BGJ100SBG-04PI-FBG-S300

I

拉伸：0～300拉伸：0～400拉伸：0～300拉伸：0～300；拉伸：0～200；

1量程（MPa）-300～+300

壓縮：0～160壓縮：0～320壓縮：0～160壓縮：0～160壓縮：0～100

2分辨率（%F?S）0.10.10.010.01≤0.10.1

3精度（%F?S）0.50.30.50.511

4溫度漂移系數（%F?S）0.5~1/0.5～10.5～1//

5光柵中心波長（nm）1525～15651525～15651525～15651525～1565/1525～1565

6光柵反射率（%）≥90≥80≥90≥90/

7工作溫度范圍（℃）-50~80-20~80-50~80-50~80-30~85-30~80

適用鋼筋/錨桿規

適用鋼筋/錨桿規適用鋼筋/錨桿規適用鋼筋/錨桿規φ12/φ20/φ25/φ28直徑22、25、40

8規格尺寸（mm）格：

格：Ф18~Ф32格：Φ10~Φ40格：Ф20~Ф40mm（尺寸可定制）

Ф20mm-Ф40mm

9封裝方式鎧裝/鎧裝鎧裝//

兩端焊接/螺紋連兩端焊接/螺紋連兩端焊接/螺紋連

10安裝方式焊接//

接/并置式埋入接/并置式埋入接/并置式埋入

FC/APC接頭，雙

鎧裝光纜，左右鎧裝光纜，左右1.5m耐高溫鎧裝1.5米耐高溫鎧

11傳感頭引出線/端為1m鎧裝光

各為1.5m±0.1m各為1m±0.1m電纜裝光纜

纜

光纜熔接或防水光纜熔接或防水光纜熔接或防水

串聯/法蘭盤連接

12傳感頭之間級聯方式型FC/PC光接頭/型FC/PC光接頭型FC/PC光接頭/

/光纜熔接

連接連接連接

10

表3國內光纖光柵式鋼筋計規格和性能（續）

北京卓川電子科

北京為韻科技有天津求實飛博科北京儀器北京睿光通科技南京格能儀器科

技有限公司SOIL

序號參數限公司

SS.49-FBG-4911-技有限公司有限公司有限公司技有限公司

MWY-FBG-480GFBG-S-R1BSIL-GS900FBG5300GFR

210/300/400J-210/300/400

0~2100~2100～210(以應力

拉伸：0~250200MPa

1量程（MPa）0~3000~300計、另有特殊量±1500με

壓縮：0~150300MPa

0~4000~400程可選)

2分辨率（%F?S）0.10.10.10.1/0.1με

3精度（%F?S）0.50.31/0.3/

4溫度漂移系數（%F?S）//////

5光柵中心波長（nm）//1525-1568//1525～1565

6光柵反射率（%）//≥80///

7工作溫度范圍（℃）-30~80-30~80-30~80-30~80-30~80-30~120

12、16、18、20、12、16、18、20、12、16、18、20、12，16，18，20，

8規格尺寸（mm）22、25、28、32、22、25、28、32、Φ15×15022、25、28、32、22，25，28，32，/

36、40、44、4836、4036、4036，40mm

9封裝方式//////

兩端焊接/并置式

10安裝方式焊接焊接///

埋入

11傳感頭引出線兩端各1.2m鎧裝///單芯鎧裝光纜/

11

光纜

熔接、防水型

12傳感頭之間級聯方式/////

FC/APC接頭

900mm或由客900mm或由客戶800mm或客戶指

13標距///

戶指定指定定

14非線性（%）////≤1.0/

15靈敏度（%F?S）////0.1/

16溫度補償//////

表3國內光纖光柵式鋼筋計規格和性能（續）

無錫布里淵光纖傳感公司山東圣海光纖科技有限公杭州聚華光電科技有限公

序號參數北京基康

測溫司司

BLY-FL3001JST-GSGJ100JH-FGS-F2

拉伸：0~250（0~200）

1量程（MPa）300(其他量程可定制)210；300；400

壓縮：0~150（0~300）

2分辨率（%F?S）＜0.1/0.10.1

3精度（%F?S）＜1≤1.01/

4溫度漂移系數（%F?S）////

5光柵中心波長（nm）1500~1580/1528-1563/

6光柵反射率（%）//≥80/

7工作溫度范圍（℃）-30~80-30~80-30~80-30~80

12

傳感器長度900mm或客戶

12、14、18、20、22、25、

8規格尺寸（mm）/訂制，鋼筋直徑按國標鋼筋Φ15×150

28、32、36、40

直徑制造

螺紋鋼/鈦圓鋼/錳鋼（不同

9封裝方式///

量程對應不同材料封裝）

10安裝方式//兩端焊接/并置式埋入/

雙端出纖，長度可定制（標耐腐蝕PU披覆鎧裝，兩端

11傳感頭引出線//

準配置為1.2米各1.5m，可定制

12傳感頭之間級聯方式//熔接、防水型FC/APC接頭/

13標距////

14非線性（%）線性擬合R2>0.999//≤1

15靈敏度（%F?S）/0.1//

16溫度補償外部補償///

13

三、編制過程

2019年03月~2019年09月，成立《光纖光柵式鋼筋計》部門計量檢定規程

編寫組，調研光纖光柵式鋼筋計國內外研究進展及應用情況，基本掌握了國內主

要生產廠家、產品情況、性能指標及市場占有情況，并對國內試驗檢測機構的產

品使用情況進行了解，調研單位及部分參考標準匯總見表4。

表4參考文件匯總

調研單位

序號單位名稱備注

1深圳簡測科技智能技術有限公司

2北京卓川電子科技有限公司生產研究單位

3天津求實飛博科技有限公司

4廣東交科檢測有限公司使用單位

部分參考標準

序號標準名稱備注

1GB/T33213-2016無損檢測基于光纖傳感技術的應力監測方法國家標準

2DL/T1736-2017光纖光柵儀器基本技術條件

3JG/T422-2013土木工程用光纖光柵應變傳感器行業標準

4SL363-2006大壩觀測儀器錨桿測力計

5CECS333：2012結構健康監測系統設計標準其它標準

2019年10月~2019年12月，進行計量技術指標與量傳溯源方法研究，進行

相關試驗，制定技術方案和量值溯源路線。

2020年01月~2020年06月，開展相關實驗研究，修改和驗證主要計量技術

指標，完成規程征求意見稿和編制說明。

規程主要起草人、參加起草人及其所做工作見表5。

表5規程起草人及其所做工作

序號姓名職稱單位所做工作

交通運輸部天津水運工統籌規程編制，負責統稿和技術把

1李紹輝高工

程科學研究所關

交通運輸部天津水運工

2趙暉助工負責調研及試驗統籌

程科學研究所

交通運輸部天津水運工

3曹玉芬副研對規程（全文）形式和內容審核

程科學研究所

交通運輸部天津水運工負責第3章計量性能要求中參數及

4竇春暉高工

程科學研究所相關技術要求的確定

14

序號姓名職稱單位所做工作

5王子彬高工廣東交科檢測有限公司負責第5章溫度參數的試驗論證

助理工交通運輸部天津水運工

6張旭負責第5章力值部分的試驗論證

程師程科學研究所

交通運輸部天津水運工

7周振杰助工負責第5章力值部分的試驗論證

程科學研究所

深圳簡測科技智能技術

8劉倩工程師參與起草第5章計量器具控制部分

有限公司

交通運輸部天津水運工

9張樂暉助工參與起草第2章概述部分

程科學研究所

四、編寫依據

本規程主要依據JJF1002-2010《國家計量檢定規程編寫規則》進行編寫，并

在編寫中參考了以下有關文件：

GB/T33213-2016《無損檢測基于光纖傳感技術的應力監測方法》、JJF1034

《聲學計量術語及定義》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》共同構成

規程制定的基礎性系列規范。

規程在編制的過程中，遵循以下原則：

a）協調性原則，與現行的法律法規協調一致；

b）適用性原則，儀器設備規程中技術指標，符合當前的技術水平，技術指標

的確定需要符合當前廠家所能達到的技術水平；

c）科學性原則，電阻式鋼筋計規程中關于儀器設備性能試驗的內容，符合國

家標準的相應要求；

d）溯源性原則，電阻式鋼筋計作為試驗檢測設備，屬于計量器具，因此該儀

器檢測方法，參考國家量值溯源系統表，以量值溯源鏈的完整以及數據的準確可

靠。

五、主要技術內容

本規程包括：范圍，概述，計量性能要求，通用技術要求，計量技術器具控

制，附錄A、B、C。

15

（一）范圍

本規程規定的范圍“本規程適用于光纖光柵式鋼筋計的首次檢定、后續檢定和

使用中檢查”。

（二）概述

根據編寫組調研的情況，將光纖光柵式鋼筋計概述描述為：

光纖光柵式鋼筋計(以下簡稱鋼筋計)是一種利用光纖光柵反射光中心波長與

外界應變的線性變化關系來測量鋼筋混凝土或其它結構物軸向形變的傳感器。

鋼筋計由光纖保護管、鎧裝電纜、不銹鋼套管、護帽、鋼筋和光纖光柵組成，

結構示意圖見圖6。

鋼筋計的工作原理為：在軸向荷載作用下，鋼筋產生的微小變形（伸長或縮

短）引起光纖光柵傳感器中心波長發生偏移，其偏移量與施加的荷載成比例，通

過解調光纖光柵中心波長變化量，即可按公式計算出鋼筋產生的應變，以及相應

的應力。

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圖6鋼筋計結構示意圖

1——鋼筋；2——光纖光柵傳感器；3——光纖保護管；4——傳感器光纜。

（三）計量性能要求

1.線性度

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DL/T1736-2017《光纖光柵儀器基本技術條件》中對光纖光柵儀器的非線性度

要求為≤1.5%F·S，通過調研光纖光柵鋼筋計生產廠家，目前市場上生產的光纖光

柵式鋼筋計線性度均優于1.0%F·S，線性相關系數均＞99.9%以上，因此，將線性

度計量性能指標設定為≤±1.0F·S。

2.滯后

DL/T1736-2017《光纖光柵儀器基本技術條件》中對光纖光柵儀器的滯后計量

性能指標要求為≤1.5%F·S，綜合考慮市場上光纖光柵式鋼筋計生產廠家給出的的

儀器性能參數指標和水運工程結構物、基礎設施健康監測需求，其正反行程的滯

后誤差設定為≤1.5%F·S。

3.重復性

JG/T422-2013《土木工程用光纖光柵應變傳感器》中規定光纖光柵式鋼筋計

的重復性誤差≤0.5%F·S，DL/T1736-2017《光纖光柵儀器基本技術條件》中規定

光纖光柵式鋼筋計的重復性誤差≤1.0%F·S，綜合考慮市場上光纖光柵式鋼筋計生

產廠家給出的的儀器性能參數指標和水運工程結構物、基礎設施健康監測需求，

將光纖光柵式鋼筋計的綜合誤差設定為≤0.5%F·S。

4.綜合誤差

JG/T422-2013《土木工程用光纖光柵應變傳感器》中規定光纖光柵式鋼筋計

的綜合誤差≤±1.0%F·S，DL/T1736-2017《光纖光柵儀器基本技術條件》中規定光

纖光柵式鋼筋計的綜合誤差≤2%F·S，綜合考慮市場上光纖光柵式鋼筋計生產廠家

給出的的儀器性能參數指標和水運工程結構物、基礎設施健康監測需求，將光纖

光柵式鋼筋計的綜合誤差設定為≤±1.5%F·S。

5.分辨力

DL/T1736-2017《光纖光柵儀器基本技術條件》中鋼筋應力計的分辨力要求為

≤0.1%F·S，JG/T422-2013《土木工程用光纖光柵應變傳感器》中對光纖光柵應變

傳感器的分辨力要求為≤0.1%F·S，通過調研光纖光柵式鋼筋計生產廠家和試驗檢

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測機構，給出的光纖光柵式鋼筋計參數指標/技術要求均為≤0.1%F·S，結合水運工

程結構物和基礎設施監測需求，將分辨力計量性能指標設定為≤0.1%F·S。

6.溫度補償誤差

JG/T422-2013《土木工程用光纖光柵應變傳感器》中規定光纖光柵式鋼筋計

經過溫度修正后，由于溫度引起的額外測量誤差不應大于0.05%F·S/℃，DL/T

1736-2017《光纖光柵儀器基本技術條件》中規定帶有溫度補償功能的光纖光柵式

儀器，在測量范圍內，修正后的溫度影響誤差應不大于0.1%F·S/℃，綜合考慮市

場上光纖光柵式鋼筋計生產廠家給出的的儀器性能參數指標和水運工程結構物、

基礎設施健康監測需求，將光纖光柵式鋼筋計的綜合誤差設定為≤±0.05%F·S/℃。

（四）通用技術要求

1.外觀

鋼筋計外觀應無變形，外表面光潔，無銹斑及裂痕，傳感器光纜無損傷，緊

固件無松動。

2.銘牌

鋼筋計應有清晰的銘牌，標明制造廠或廠標、型號、測量范圍、出廠編號及

出廠日期等內容。

（五）計量器具控制

檢定環境為實驗室內環境，所提指標滿足具體要求。檢定設備組成及技術要

求提出依據見表6，表中所提內容均經過評審會專家組嚴格審核。

表6檢定設備組成及性能要求

檢定設備性能要求

力標準機測量范圍應覆蓋被檢定的鋼筋計量程，準確度等級為0.1級

波長分辨力為1pm，波長掃描范圍為