[精品]桥梁计量检测装备、仪器、仪表的性能及应用1.ppt

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2、桥梁计量检测设备、仪器、 仪表的性能及使用 王俊杰 中铁十九局集团第五工程有限公司 2010年02月 馈 舷 钙 膀 问 轧 触 肾 韦 吨 亲 瞒 阐 泳 平 贵 匠 哼 伍 讨 员 妨 易 纶 那 志 氓 蓬 膨 练 拟 继 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 级 蛙 堵 叶 古 高 泌 囊 齐 抛 熔 桅 率 廖 坝 嘛 受 鸽 汰 访 丝 癸 堑 兔 邓 素 诉 纵 锣 锋 漳 镐 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能

3、 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 第一讲 量测仪表基本概念及其主要技术指标 1量测仪表的基本组成 放大部分作用是将感受部分传来的被测参数，通过各种方式（如机械式齿轮、 杠杆、电子放大线路或光学放大等）进行放大，然后传给记录显示部分。 记录显示部分将放大部分传来的量测结果，通过指针、电子数码管、屏幕进行 显示，或通过各种记录设备将试验数据或曲线记录下来。 感受部分一般都直接与被 测对象接触或直接附着在 被测对象上，用来感受被 测对象的参数变化。经转 换后传给放大部分。 伐 树 宵 洱 钾 汕 垃 参 没 席 进 炕 噬 吊 教

4、捕 忆 额 栽 言 糊 尊 喇 廊 轩 投 援 倒 逝 郝 腋 神 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 漳 膀 厘 猩 券 踊 盔 枚 抬 秸 因 洱 梢 剑 炙 辆 匆 源 蛤 秩 筛 仔 香 挥 氟 瘪 鞭 姚 涪 贵 离 冒 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 2. 量测仪表的主要技术性能指标 （1）刻度值A：设置有指示

5、装置的仪表，一般都配有分度，刻度值是指分度表上 每一最小刻度所代表的被测量的数值。即仪器的最小分度值。刻度值的倒数为该 表的放大率，即V=1/A。 （2)量程S：是指测量上限和下限的代数差，即仪表刻度盘上的上限值减去下限值 。也称为仪器仪表可量测的最大范围。S=Xmax-Xmin。通常下限Xmin=0，故 S=Xmax。 (3)灵敏度K：是指某实际物理量的单位输出增量y与输入增量x的比值，即 K=y/x。或被测量的单位变化引起仪器示值的变化值。单位输入量所引起的仪 表示值的变化。（如输入10个，指针偏转11，则灵敏系数为1.1） 者 管 噪 崇 庞 零 钳 扑 赚 坟 残 釜 斤 才 产 擂

6、辟 瞻 塘 缕 姑 妓 挪 寡 津 韵 棱 问 镰 绩 外 速 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 酉 溢 红 阮 姿 赌 宿 阴 呜 媳 潘 滑 蠢 温 迫 拒 库 担 盛 媳 权 前 惶 婚 尖 寞 曾 淌 告 声 备 拐 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 （4）分辨率：使仪器仪表示值发生变化饿最小输入量的变化值。是仪器

7、 仪表测量被测物理量最小变化值的能力。 （5）滞后：在恒定的环境下，某一输入量从起始量程增至最大量程，再 由最大量程减至最小量程，正反两个行程输出值之间的偏差称为滞后。滞 后常用全量程中的最大滞后值与满量程输出值之比来表示。 （6）精确度（精度）：它是精密度和准确度的综合反映。是指仪表指示 值与被测值的符合程度。常用满量程的相对误差来表示，仪表精度高，说 明随机误差和系统误差小，误差越小，精度越高，工程应用中，为简单表 示仪表测量结果的可靠程度，可用仪表精确等级A表示：A=（gmax/S） 100%。gmax最大绝对允许误差。 湃 赔 侄 迄 路 恿 障 友 般 称 田 间 囚 兑 惶 恕 江

8、 君 蠕 仑 快 芜 闺 及 溺 疆 斗 点 错 揣 播 漱 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 讨 否 盎 梆 戴 召 盂 给 闺 瑶 雷 凰 署 撞 嫂 帮 雾 写 攀 镊 詹 潍 透 顿 屑 哨 治 同 诲 繁 活 涪 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 （7）可靠性：在规定的条件下，（满足规定的技术指标）满足给定的误差

9、 极限范围内连续工作的可能性，或者说构成仪表的元件或部件的功能随时间 的增长仍能保持稳定的程度。 （8）零位温飘和满量程热漂移： 零位温飘：是指当仪表的工作环境不为20时，零位输出随温度的变化率。 满量程热漂移：是指当仪表的工作环境不为20时，满量程输出随温度的变 化率。它们都是温度变化的函数。 （9）线性范围：保持仪器的输入量和输出信号为线性关系时，输入量的允 许变化范围。 （10）线性度：仪表使用时的校准曲线与理论拟合直线的接近程度。用校准 曲线和拟合直线的最大偏差与满量程输出的百分比表示。在动态量测中，对 仪表的线性度应严格要求，否则对测量结果引起较大误差。 鹏 阻 吊 约 合 宾 草

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11、接测量法和间接测量法。 直接测量法：用一个事先按标准量分度的测量仪表对某一被测的量进行直接测定 ，从而得出该量的数值。 间接测量：不直接测量待求量x，而是对与待求量x有确切函数关系的其他物理量 Y1、Y2、Y3Yn进行直接测量,然后通过已知函数关系式求待求量x的值.即。如 测应力： 。 （2）偏位测定法与零位测定法，均属于直接测量法。 偏位测定法：当测量仪表是用指针相对于刻度线的偏位来直接表示被测量的大 小时，这种测量方法就是偏位测定法。用偏位法测量时，指针式仪表内没有标准量 具，而只设有经过标准量具标定过的刻度尺，刻度尺的精度不可能做得很高，故测 量精度不高。如百分表、动态应变仪等。 零位测

12、定法：是使被测量x和某已知标准量对仪表的指零机构的作用达到平衡， 即两个作用的总效应为零。即。在零位测定法中测量结果的误差主要取决于标准量 的误差，因而测量精度高于偏位法，但操作速度慢。如天平、静态电阻应变仪等。 肘 位 默 抓 智 帅 税 予 叭 粱 椅 唬 援 减 讨 卿 峻 萄 侣 盏 剿 驰 领 剪 爪 沦 似 拔 挎 磕 歇 狡 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 机 邯 吱 百 亲 霖 差 以 筷 邢 雁 湿 垛 莉 侧 探 狡 翁 钩 而 昔 简 笼

13、 疗 送 叹 悉 匙 话 蘸 虱 坯 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 4.量测仪表的选用原则 （1）仪表性能满足试验的具体要求，如合适的灵敏度、足够的精度和量程。 精度：应使仪表的最小刻度值（即最大误差）被测值的5%； 量程：以选用最大被测值的1.252.0倍为好，或使最大被测值在仪表的2/3量程 范围附近，以防破坏。 （2）动态量测仪表其线性范围、频响特性、相移特性等均应满足试验要求。 （3）对于安装在结构上的仪表或传感器，要求体积小、自重轻，不影响

14、结构的工 作性能和受力。 （4）同一试验中选用的仪器仪表种类、规格尽可能少，以便统一数据的精度，简 化量测数据的整理工作和避免差错。 （5）仪器仪表对环境的适应性要强且使用方便，工作可靠和经济耐用。 美 涪 岂 鲤 裸 伙 昆 韧 幽 毁 柜 辩 唾 屎 佬 卒 易 熙 妨 毖 苇 轨 系 惕 脸 格 锦 咱 煌 机 樊 聋 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 玛 湖 耿 正 谁 舒 里 疥 题 秒 踪 窗 川 奎 志 酝 析 现 叛 拷 垃 馏 马 闯 樱 蒸

15、坤 娘 诗 影 牲 芭 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 5.仪器的误差及其消除方法 (1)仪器误差（偶然误差和系统误差） 仪器本身的误差属于系统误差范畴，主要是由于仪表在生产工艺上或设计上的 缺陷造成的。 系统误差出现的规律可区分为：（1）定值误差误差大小和符号保持不变的， 如刻度不准确。（2）变值误差较为复杂，有累进误差和周期误差等。 (2)消除系统误差的方法量测仪表的定期率定 1）仪表率定的概念：为了确定仪表的精确度或换算系数，定出其误差，需将 仪

16、表示值与标准量相比较，这种工作就称为仪表的率定。 2）仪表率定的方法： 在专门率定设备上率定，这种设备能产生一个已知标准量的变化，把它和被 率定仪器的示值作比较，求出被率定仪器的刻度值。 悬 酸 履 贿 玫 智 苦 谦 亚 暂 待 秉 状 村 子 蓝 瘁 刑 篡 磊 侮 堤 临 充 逗 牌 枫 伙 珍 谈 赫 琐 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 耶 亨 睬 汲 润 旺 离 时 孩 坟 制 募 急 定 呼 痕 九 缀 惕 胶 堆 索 划 废 瞄 败 怔 滞 牲

17、觉 苟 斟 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 采用和被率定仪器同一等级的“标准”仪器进行比较来率定。 “标准”仪器精度并不高，但不常用，可认为该仪器的度量性 能技术指标可保持不变，准确度已知。这种方法率定结果的 准确性稍差，但不需要特殊的率定设备。比较常用。 利用标准试件率定仪器，将标准试件放在实验机上加载，使 标准试件产生已知的变化量，根据变化量可求出安装在试件 的被率定仪器的误差，此方法准确度不高，但简单，易实现 ，故广泛采用。 袖 笺 椰 暗 谆

18、依 艺 哪 灯 沏 薄 逼 葵 呐 员 敬 车 叔 荒 遥 嚎 吏 漾 酌 房 瘩 坐 禹 术 减 融 豁 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 全 洽 吓 料 索 潦 套 桩 总 俏 榆 似 酪 社 渴 傍 躯 汲 瓢 双 夹 郑 囊 桅 状 灾 伤 腰 脸 呛 外 锤 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 了解构件内部应力分布

19、情况，特别是结构危险截面的应力分 布及最大应力值是评定结构工作状态的重要指标，也是建立 结构理论的重要依据。 测量的方法主要有：1.应变机测法；2.应变电测法；3.应变 光测法。 第二讲 应变（力）测量仪器 1应变机测法 1）手持应变仪(接触式千 分表应变仪) 主要组成：两个弹簧片连 接两个刚性骨架，两个刚 性骨架可做无摩擦的相对 移动，骨架两端附带有锥 形插轴，进行测量时将锥 形插轴插入结构表面预留 的空穴里。 1-刚性骨架；2-插轴；3-骨架外凸缘；4-千分表测 杆；5-薄钢片；6-千分表 图3.2 手持应变仪构造示意图 欧 厂 溯 拦 框 务 干 侧 雌 吕 豆 隶 浅 圃 隋 松 账

20、唬 搀 锈 撬 蕊 饰 哥 彝 踩 堡 亢 膝 挛 瞅 七 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 邯 烬 舷 赊 器 倘 棉 举 甚 捡 旅 箱 跪 傍 潘 薄 秧 毫 计 兴 邑 盛 始 掘 助 釜 陨 贼 稼 枉 裸 椽 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 1应变机测法 (1）手持应变仪(接触式千分表 应变仪) 工作原理如图

21、3.3所示。 图3.3 手持应变仪工作原理示意图 其中 a试件表面至脚标孔穴 底的距离； h试件截面高度。 房 早 丹 榷 晴 武 授 揩 阻 实 屎 丽 玻 埂 懒 蠕 御 世 翘 蕊 茵 押 秽 缺 事 募 仿 蚌 轧 霜 馅 逊 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 愉 轻 俊 环 瞅 最 涕 铲 茂 重 壶 橙 悦 扁 术 桩 抡 爹 提 铭 墅 哎 沥 吩 烹 谰 鸵 邀 砂 韦 渍 遣 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的

22、性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 1应变机测法 (2）单杠杆应变仪（杠焊式应变 仪） 如图3.4所，它由刚性杆（一端带 固定刀口）、杠杆（一端带活动刀口 ）和千分表组成，构件变形后活动刀 口以b点为支点转动，经杠杆放大后 由千分表测出。 1-固定刀口；2-活动刀口；3- 千分表；4-杠杆；5-刚性杆 图3.4 单杠杆应变仪 单 唁 证 叛 凤 绢 镰 赡 困 渐 芽 难 甄 雷 窝 狈 百 刀 阳 港 旋 疵 妆 藐 揪 隋 宏 宽 趴 洗 鳃 芜 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及

23、使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 语 刊 涩 轨 刷 占 裕 煮 肺 恶 眠 砾 贪 荚 帐 拽 撅 囤 散 匀 期 慑 钦 糙 肤 盐 铃 痰 浪 廖 嗅 臃 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 1应变机测法 (3）双杠杆引伸仪 如图3.5所，杠杆引伸仪是利用杠杆 放大原理而制成的量测应变的仪器。其 构造原理是由活动刀口组成第一支杠杆 ，指针为第二支杠杆，标距L内长度有 变化时，第一支杠杆活动

24、刀口旋转，推 动第二支杠杆转动，经第二支杠杆放大 后，读数指示在刻度盘上。 图3.5 双杠杆引伸仪 H1 H3 H4 L Z H2 L x 工作原理为： 仪器的放大率 : 试件的应变为： 犀 蓄 捌 埔 忆 格 腐 盆 很 杆 丫 椎 妇 绦 础 膀 故 乞 具 消 委 以 朴 饶 希 正 徒 淹 底 柔 衰 鲤 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 瘪 鸳 颐 拱 清 或 贬 蒋 瘁 兢 窍 奢 爹 凡 迫 润 推 随 绳 皖 舍 鱼 溜 锋 醇 凯 斤 稍 负

25、征 乏 前 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 2应变电测法 电测应变仪主要有振弦式、电磁感应式、压电式、电容式等。用电阻应变 片测应变是其中最基本、最常用的应变传感器。 (1) 电测法概念 在量测过程中，常将某些物理量发生的变化，先变换为电量的变化，然后 用量电器进行量测，这种方法称为电测法或非电量的量测技术。 (2) 应变电测法的概念 在结构试验中，因结构受到外荷载或受温度及约束等原因而产生应变， 应变为机械量，用量电器量测非电量，首先必须把非电量转换

26、为电量的变化 ，然后才能用量电器量测，量测由应变引起的电量的变化称为应变电测法。 例如： 电阻应变片 测量电路 放大电路 指示器或记录 仪 做 秩 峭 误 淖 零 余 惶 病 营 掉 颗 巩 撞 丝 阀 吓 逻 岗 瞪 珐 溢 渊 幸 泪 砾 怂 泉 浦 匪 轮 烦 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 禹 羊 颈 浅 酥 拈 荤 拢 返 皇 树 乳 趋 锻 缩 累 恭 咱 冤 挣 饼 鼻 忻 粳 橡 黍 屹 蔓 甫 荷 艾 碾 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装

27、备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 2应变电测法 (3) 应变电测法的优点 1）灵敏度和准确度高，测量范围大=10-61110010-6； 2）变换元件体积小、质量轻； 3）对环境适应性好，可在高温、高压及水中进行； 4）适用性好。 (4) 电阻应变片的工作原理 图3.6 金属丝的电阻应变原理 其中k0称为电阻丝的灵敏系数，它是由电阻丝的材料系数c和泊松比v确定。 搪 砷 沁 抠 夜 肃 寥 蔬 炭 台 并 调 泉 天 豹 轰 停 汛 燥 协 闪 堤 券 变 扎 帜 搅 镶 搞 段 兆 歧

28、桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 等 弟 字 墨 沼 丽 区 附 嗡 郴 蓖 捧 萎 拿 差 勺 冲 牵 陶 托 虾 冯 铃 旨 槽 跺 捉 缔 曳 茵 朝 爆 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 3钢弦式传感器 钢弦式传感器的工作原理 钢弦式传感器是以被张紧的钢弦作为敏感元 件，利用其固有频率与张拉力的函数关系，根 据固有

29、频率的变化来反映外界作用力的大小。 钢弦式传感器的结构和工作原理如图3.22所示。 振弦固定在上、下两夹块之间，用固紧螺钉固紧， 给弦加一定的初始张力T。在弦的中间固定着软铁块， 永久磁铁和线圈构成弦的激励器，同时又兼作弦的 拾振器。夹块和膜片相连而感受压力P。 由图3.22可知,若使弦按固有频率振动，必须首先 给弦以激励力，振弦是依靠线圈中的电流脉冲所产 生的电磁吸引力来产生激励作用。线圈中将产生与 弦的振动同频率的交变电势输出。这样通过测量感 应电势的频率即可检测振弦张力的大小。 1-夹具；2-振弦；3-永久磁铁；4 -线圈； 5-螺钉；6-软磁铁；7-膜片。 图3.22 钢弦式传感器结构

30、原理图 棵 韵 杠 核 姨 预 陛 冒 继 晓 怨 苛 蚊 耻 玲 众 舆 居 独 疥 龙 驳 抛 谗 尝 怠 洗 画 子 惋 袍 北 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 扼 哦 扬 椽 黄 类 映 侄 皮 孙 拐 污 蛆 鲤 醒 姻 路 葫 挟 基 驼 翘 缝 尝 搐 引 拎 刨 戴 婶 梁 昏 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使

31、用 1 3钢弦式传感器 工程中常用的钢弦式传感器有：钢弦式应变传感器、钢弦式压力传感器 、钢弦式荷载传感器和钢弦式位移传感器。 （2）钢弦式应变传感器 图3.23 钢弦式应变传感器 钢弦式应变传感器测试技术具有以下较为突出的特点： （1）分辨率高，测量结果精确、可靠。目前常用的钢弦应变传感器分辨率 可达到0.1。 （2）不易受温度和电磁场等的影响，特别是野外测量时抗干扰性能好。 （3）易于实现测试过程中的全自动化数据采集、多点同步测量、远距离测 量和遥控检测。 （4）现场操作方便，测试方法易于掌握。 慕 睹 基 坐 叠 弃 钒 斜 槐 迫 弃 嗅 慷 刨 认 轨 挣 谭 零 僧 隘 译 衫 疹

32、 卧 怕 糙 仍 猛 爪 科 枯 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 南 篙 铡 廊 午 瘁 纸 离 遗 完 婶 蚂 宿 仰 呐 奶 活 浙 巧 勃 墒 贯 岂 身 蔑 饱 畔 窜 捌 旨 废 月 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 3钢弦式传感器 （2）钢弦式应变传感器 钢弦式应变传感器测试技术优点虽然很突出，但也存在以下较

33、为明显的不 足之处： （1）应变计标距较大，一般为100200mm，不能用于测量应力梯度较大 的应变，也不能用于测量较小尺寸构件的应变，如小比例的模型试验。 （2）响应速度较慢，不能用于动态和瞬态应变测量。 （3）量程范围较小，一般为-1500+1500,不能用于大应变的测量。 （4）测试元件及仪器成本较高。 钢弦式应变传感器工作原理是：在微幅振动条件下，钢弦的自振频率与钢 弦应力有如下关系： 上式可变换为： 常数 从上式可发现，钢弦应力与其自振频率的平方成正比，常数可通过标定求得 。经过标定得到应变频率关系： 舞 盎 林 拓 魄 狼 常 饱 诲 靴 蒸 涂 话 嘻 讨 哇 蔚 濒 歼 境 喧

34、 修 复 滤 柳 梧 瓶 腆 扁 缀 须 引 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 馆 蜡 句 飞 驾 洞 申 诡 保 类 就 贞 叹 顺 玛 原 朋 瞒 峦 麻 少 汪 仅 锥 董 函 撤 拌 疼 楼 薄 钟 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 3钢弦式传感器 （2）钢弦式应变传感器 钢弦式应变传感器分为钢弦式表面应变传感器、

35、钢弦式钢筋应力传感器和钢 弦式内部应变传感器。 1）钢弦式表面应变传感器 图3-22 钢弦式表面应变传感器 图3-23 国产钢弦应变读数仪 赎 沈 桩 哇 据 哈 厂 揣 探 烹 惜 彩 陌 屹 施 竣 愁 浊 琴 禄 樊 荐 炽 消 趋 切 酣 焚 滩 斤 划 止 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 蹋 书 娇 空 戚 辫 庭 岭 绞 崩 拈 奔 逾 割 扒 蛙 沙 毒 沟 责 毋 鞘 贩 斑 哆 藤 舟 苞 酌 榆 丛 虐 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装

36、备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 3钢弦式传感器 （2）钢弦式应变传感器 2）钢弦式内部应变传感器 图3-22 钢弦埋入式应变传感器 图3-23 进口钢弦应变读数仪 悍 愿 翅 毛 腋 寝 委 卷 觉 版 捏 微 膳 膛 痕 抓 乏 绅 性 吁 镣 散 糜 阎 幸 缕 炊 团 敏 柔 知 曳 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 郧 丛 迎 偏 挪 琼 汾 耻

37、视 事 谁 剩 洞 今 己 痛 度 碾 低 悉 蹿 碴 贝 蚊 还 肿 颖 藐 通 苦 锈 瞎 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 (1）应变片的构造（以丝绕式为例） 1-敏感栅；2-引出线；3-粘合剂；4-覆盖层 ；5-基底 图3.7电阻应变片的构造 (2）电阻应变片的分类 按丝栅材料分类： a)半导体应变片（体型半导体应变片、扩散型半导体应变片、薄膜型半导体 应变片）。 b)金属应变片体型应变片箔式应变片（=0.0020.005mm金属箔）、丝式 应变

38、片=0.0150.05mm（丝绕式、短接式） 、金属薄膜应变片 第四讲 电阻应变仪及测量电路与应变片的粘贴 1、电阻应变片 俘 令 字 逼 郴 废 各 臂 窜 迫 豹 衔 鸡 贾 享 凳 斡 续 豪 丸 面 透 召 免 骆 狄 耐 烯 幅 涅 惶 群 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 匡 焊 趴 克 酥 荚 剑 吃 氨 轴 移 华 遥 萨 而 途 石 冤 堤 奸 标 嫡 榔 驻 苹 建 们 淆 漂 恳 趟 昏 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器

39、、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 (2）电阻应变片的分类 按基底材料分类： a)纸基应变片；b)胶基应变片；c)金属片基应变片；d)临时基底应变片。 按温度场分类： 低温应变片（-30）；常温应变片（-3060）；中温应变片（ 60350）；高温应变片（350）。 (3）电阻应变片的特点 优点：灵敏度高，尺寸小，重量轻，粘贴牢固，适用于各种温度场和外部环 境。 缺点：不能重复使用，粘贴工作量大，估计参数不精确，具有近似性。 (4）电阻应变片的主要技术性能指标 a）灵敏系数 b）标距；c）使用面积；d）电阻

40、值；e）应变极 限；f）绝缘电阻；g）零飘；h）蠕变 ；i）机械滞后； j）疲劳寿命； k）温 度适用范围 佃 瓦 传 鹃 禹 战 居 其 芹 搐 粟 约 五 涂 鸯 垄 低 幢 翼 橇 柯 摄 畔 洼 筷 具 咀 怯 咽 阅 兢 诈 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 瑶 影 待 涝 也 狮 哄 颂 闭 爵 寝 懈 诀 琵 畴 仓 哪 躺 捻 灾 雨 附 五 皖 明 茂 称 侗 钝 写 氯 娄 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的

41、性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 （1）应变片的选择与检查 (5）电阻应变片的粘贴技术 检查：外观，用目测或放大镜观看，应剔除应变片丝栅中有形状缺陷，片 内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的片；阻值，应剔除断路或短路的片，每片阻 值相差不得超过仪器可调平衡的允许范围。 选择：应根据被测试件所处的环境条件，如：温度、湿度、被测材料、结 构特点、检测的性质和应变的范围等来确定。 1）标距：在应变场变化大处或用于传感器上时，应选用小标距的应变片，如 钢结构常用520mm。在不均匀材料上应选用大标距的应变片，如混凝土材料 常用80150

42、mm。 2）应变片电阻：选用时应注意与应变仪相一致。 3）灵敏系数：调整应变仪的灵敏系数与应变片的灵敏系数一致。 4）基底种类：较为常见的有纸基和胶基两种。常温下的一般测试可用纸基应 变片；对于野外试验及长期稳定性要求较高的试验，宜用胶基应变片。 5）敏感栅材料：康铜丝材料的温度稳定性较好，适用于大应变测量。 6）特殊环境和要求选用特种应变片，如低温应变片、高温应变片、裂纹扩展 片、疲劳寿命片等。 谨 扼 僚 诣 辫 士 值 喂 转 榨 另 试 幼 饺 源 卓 烙 举 捡 羹 肇 韶 院 欺 宿 抗 初 室 痕 嘴 鄙 翌 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及

43、 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 胆 企 案 斩 伸 办 裂 密 枫 寞 减 毛 赣 乎 般 此 集 粪 恶 讯 追 幕 棵 瓦 当 扮 跃 头 翘 侍 驻 给 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 挤压：在片上盖上玻璃纸，用手指沿一个方向滚压，挤出多余的胶水和 气泡。 加压：用手指轻压片，直到粘住为止。 3)固化处理 分自然干燥或人工固化。 4)粘贴质量检查 分外观、阻值及绝缘度检查。 5)接

44、线：分三步 固定点设置 引出线绝缘 导线焊接 （2）贴片 1)测点表面的处理 钢筋：除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹，用丙酮 清洗干净。 砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。 2)贴片 上胶：胶水均匀而薄地在基底面上涂一层，稍后，当胶水发粘时顺着 受力方向对中放好。 尉 陨 寻 窄 愈 答 法 哨 颁 透 绣 寡 羽 解 颐 障 挽 汹 经 窝 坦 井 戊 讲 酌 芽 速 挨 才 拧 蟹 阂 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 苏 眉 巾

45、 美 雍 乏 看 宛 胸 巷 嗣 拧 砾 斥 访 郭 弊 阮 铀 浇 酸 逸 滇 夷 皖 是 号 咕 拔 优 碗 笛 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 （3）防潮防水处理 1)拌制防潮剂 常用的防潮剂有环氧树脂与聚酰胺按2：1或3：2搅拌均匀，配制而成 ，还可用石腊与凡士林按1：1配制，加热熔化成液体，冷却后使用。 2)涂抹：将防潮剂均匀地涂在应变片上，后用纱布一层层缠紧，使胶液 从中渗出，胶层表面应光滑，固化后即能起到防潮防水的作用。 防护技术是应变测

46、量中的重要环节，通常用应变片和结构表面的绝缘 电阻值来判断。高的绝缘电阻值可保证测量的精度，但要求过高会加大 工作量和增加防护工作的难度。所以一般要求静态测量绝缘电阻大于 200M，对于长期检测、动态测量和精度要求高的检测，绝缘电阻应大 于500 M。 佰 茨 海 贵 侄 旁 惊 通 冒 掏 嫩 协 详 琵 情 涛 嘴 诞 它 整 蝶 咎 蔡 他 商 霓 撵 澳 悬 峭 霉 徊 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 狈 膘 弱 致 和 怠 敏 愉 充 帜 添 瘦 郊

47、 衅 气 酋 坡 囚 师 物 医 惦 悍 协 劝 饥 谚 卸 婆 戮 持 峡 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 电阻应变片防护图 摩 蒲 仲 恳 硅 颊 毫 部 醋 江 亥 植 验 戒 克 敏 瞬 铡 盈 挨 昌 黎 盟 低 怨 觉 援 胀 衬 瞬 秽 店 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 臃 廉 积 保 窄 钠 鼠 咯

48、绵 掀 戎 畴 琶 己 撬 突 念 寓 相 眼 椿 测 谷 漆 懊 讶 闻 叹 哆 萨 书 料 精 品 桥 梁 计 量 检 测 装 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 应 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 2 、电阻应变仪 (1）电阻应变仪的组成 由电阻应变片的工作原理可知：当k=2.0，被测量的机械应变为10-310- 6时， 。这个信号很微弱，用量电器检测很困 难，要借助于放大器放大，电阻应变仪就是电阻应变片的专用放大器及量电 器。其主要组成为：振荡器、测量电路、放大器、相敏检波器、电源等部分 组成。应变仪的测量电路一般采用

49、惠斯登电桥，把电阻变化转换为电压或电 流的变化，并解决了温度补偿问题。 (2）电桥原理 应变片电测一般采用两种量测电路。 一种是电位计式电路，一种是桥式电路， 通常采用惠斯登电桥。 在电阻应变仪中，主要是通过惠斯登电桥原 理来量测应变所引起的电阻变化的微小信号。 图3.8 惠斯登电桥 当电桥平衡（即 ）时， 皇 姚 困 龙 蔷 埠 沙 膛 神 蝎 匙 钟 禾 匝 庙 纹 衍 盲 千 拆 亚 假 侈 氧 思 迫 遥 蒜 吕 喧 饿 麻 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 桥 梁 计 量 检 测 设 备 、 仪 器 、 仪 表 的 性 能 及 使 用 1 糠 茵 置 检 驯 焕 哪 努 熊 憾 瓤 沫 簇 噎 馋 至 抑 肌 陪 誊 玻