[发明专利]一种孔隙水压计标定方法及系统

权利要求书

1.一种孔隙水压计标定方法，其特征在于，包括：

将待标定孔隙水压计的最大压力量程划分成M个级别，每个级别对应一个标定压力值，M为正整数；

向所述待标定孔隙水压计逐级加载和卸载各个标定压力值，得到所述待标定孔隙水压计与各个所述标定压力值对应的输出孔压信号值；

计算所述待标定孔隙水压计的各个输出孔压信号值与对应的标定压力值的偏差值，并从各个所述偏差值中选取最大偏差值；

根据公式(1)计算所述待标定孔隙水压计的非线性误差，公式(1)如下：

式中，ξ₁为所述非线性误差，N为标定压力值加载级别，△LmaxN为逐级加载标定压力值时，所述待标定孔隙水压计的最大输出孔压信号值与对应加载压力值的最大偏差值，Y_FS为所述待标定孔隙水压计的最大压力量程；

根据公式(2)计算所述待标定孔隙水压计的精度误差，公式(2)如下：

式中，ξ为所述精度误差，ξ₁为所述非线性误差，ξ₂为所述待标定孔隙水压计的迟滞性指标，△Hmax为逐级加载标定压力值时所述待标定孔隙水压计的最大输出孔压信号值，与对应卸载标定压力值时所述待标定孔隙水压计的最大输出孔压信号值之间的最大偏差值；ξ₃为所述待标定孔隙水压计的重复性指标，△Rmax为逐级加载标定压力值时，所述待标定孔隙水压计对应的最大输出孔压信号值和最大输出孔压信号值之间的最大偏差值。

2.根据权利要求1所述的孔隙水压计标定方法，其特征在于，所述孔隙水压计标定方法还包括：

对所述待标定孔隙水压计进行长期稳定性能标定，具体包括：

根据公式(3)计算待标定孔隙水压计的长期稳定性漂移量，公式(3)如下：

式中，ξ_P为所述待标定孔隙水压计的长期稳定性漂移量，Y_FS为所述待标定孔隙水压计的最大压力量程，△Wmax＝Y_{孔压实际值max}-Y_{孔压理想值}，△Wmax为所述待标定孔隙水压计输入恒定的压力荷载下，也即所述待标定孔隙水压计的最大压力量程的1.5倍，所述待标定孔隙水压计的实际输出孔压信号值与理想状态下输出的孔压信号值的最大偏差值。

3.根据权利要求1所述的孔隙水压计标定方法，其特征在于，所述孔隙水压计标定方法还包括：

对所述待标定孔隙水压计进行动态性能标定，具体包括：

根据待标定孔隙水压计达到稳定状态时的输出值y(∞)，由10％变化至90％所用时间，确定所述待标定孔隙水压计的上升时间t_r；

根据公式(4)计算待标定孔隙水压计的超调量，公式(4)如下：

式中，σ为所述超调量，y(t_p)为所述待标定孔隙水压计的输出信号值达到第一个峰值的幅值大小，y(∞)为所述待标定孔隙水压计达到稳定状态时的输出值。

4.根据权利要求1所述的孔隙水压计标定方法，其特征在于，所述孔隙水压计标定方法还包括：

对所述待标定孔隙水压计进行透水石饱和度影响的标定，具体包括：

将标准水压计和所述待标定孔隙水压计放置于标定腔内，从所述标定腔的底部注入蒸馏水，当所述蒸馏水完全浸没所述标准水压计和所述待标定孔隙水压计时，透水石即将进入饱和过程；

为所述待标定孔隙水压计设置多个不同的预设饱和时间；

当所述待标定孔隙水压计的饱和时间达到所述预设饱和时间时，对所述标准水压计和所述待标定孔隙水压计输入动态随机波，并记录所述标准水压计量测的实际压力值和所述待标定孔隙水压计的孔压信号值；

以所述标准水压计量测的实际压力值作为纵轴，以所述待标定孔隙水压计输出的孔压信号值作为横轴，绘制曲线，确定所述待标定孔隙水压计与所述标准水压计的相关系数，基于所述相关系数，确定透水石饱和度对所述待标定孔隙水压计的动态量测性能影响。