工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)第3章-量測技術(shù)

第三章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測量技術(shù)首先要搞清楚靜載試驗(yàn)要測哪些內(nèi)容？1.應(yīng)變、位移與變形測量2.力的測量3.裂縫測定對輸入與輸出數(shù)據(jù)的量測、輸入數(shù)據(jù)：試件所受到的外部作用，如力、位移和溫度等。輸出數(shù)據(jù)：試件的反應(yīng)，如應(yīng)變、應(yīng)力、裂縫、位移、速度、加速度等。數(shù)據(jù)的量測與方法人工測量、人工記錄儀器測量、人工記錄儀器測量、儀器記錄自動化系統(tǒng)測量、記錄、處理概述和分析處理。3.1儀器設(shè)備分類按功能和使用情況：傳感器、放大器、顯示器、記錄儀、分析儀器、

儀和

系統(tǒng)等。按儀器用途：應(yīng)變計(jì)、位移傳感器、測力傳感器、傾角傳感器、頻率計(jì)和測振傳感器等。量測儀表主要性能指標(biāo)量程：儀表所能量測的最小至最大的量值范圍。最小分度值：儀表的指示所能 的最小測量值。精確度：儀表的指示值與被測值的符合程度。靈敏度：被測量的單位變化引起儀表示值的變化值。滯后：恒定環(huán)境條件下，起始值到最大值來回輸出的最大偏差值。4輸出值加載卸載輸入值應(yīng)變測量原理ε＝△

L/

L應(yīng)變測量方法電測和機(jī)測兩類3.2

應(yīng)變測量△

R△U構(gòu)件截面應(yīng)力值測定方法電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)變

應(yīng)力σ

＝

Eε

（或σ-ε關(guān)系曲線）ε應(yīng)變計(jì)電橋放大指示電阻應(yīng)變計(jì)1、電阻應(yīng)變計(jì)的原理及構(gòu)造（1）工作原理靈敏系數(shù)（2）構(gòu)造：敏感柵：將應(yīng)變變換成電阻變化量基底和覆蓋層：定位和保護(hù)電阻絲、絕緣粘結(jié)劑：固定敏感柵引出線：電橋接線2、電阻應(yīng)變片的分類及技術(shù)指標(biāo)（1）分類按柵極：絲式、箔式、半導(dǎo)體等。主要技術(shù)性能指標(biāo)標(biāo)距：敏感柵在縱軸方向的有效長度L。規(guī)格：以使用面積L×B表示。電阻值：應(yīng)變片阻值一般在120Ω左右。靈敏系數(shù)：抽樣確定。溫度適用范圍：主要取決于膠合劑的性質(zhì)。電阻應(yīng)變片分級依據(jù)：ZBY 117－82標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)一般不低于C級電阻應(yīng)變計(jì)型號規(guī)則類別、基底材料種類、標(biāo)準(zhǔn)電阻、敏感柵長度、敏感柵結(jié)構(gòu)形式、極限工作溫度、自補(bǔ)償代號（溫度和蠕變補(bǔ)償）及接線方式。如B

F350--3

AA

80

（23）

N6–X的含義是：(特指卡瑪箔))；;F:改性酚醛;A:聚酰亞胺;E:酚醛B:表示應(yīng)變計(jì)類別(B:箔式;T:特殊用途;Z:F:表示基底材料種類(B:玻璃纖維增強(qiáng)-縮醛;Q:紙浸膠;J:聚氨酯)；350:表示應(yīng)變計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電阻；3：表示敏感柵長度（mm）；AA：表示敏感柵結(jié)構(gòu)形式；80：表示極限工作溫度（℃）；VII.23：表示溫度自補(bǔ)償或彈性模量自補(bǔ)償代號(9:用于鈦合金;M23:用于鋁合金;11:用于合金鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼;16:用于奧氏體不銹鋼和銅基材料;23:用于鋁合金;27:用于鎂合金;)；VIII.N6：表示蠕變自補(bǔ)償標(biāo)號(蠕變標(biāo)號:T8，T6，T4，T2，T0，T1,T3,T5,N2，N4，N6，N8，N0，N1，N3，N5，N7，N9)；IX.X：表示接線方式(X:標(biāo)準(zhǔn)引線焊接方式;D:點(diǎn)焊點(diǎn);C:焊端敞開式;U:完全敞開式，焊引線;F:完全敞開式，不焊引線；X**:特殊要求焊圓引線，**表示引線長度；

BX**：特殊要求焊扁引線，**表示引線長度；Q**:焊接漆包線，**表示引線長度；

G**:焊接高溫引線，**表示引線長度)。103、電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)1粘貼要求：

1）測點(diǎn)基底平整、清潔、干燥；2

粘結(jié)劑的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性及工藝性能良好，蠕變小，粘貼強(qiáng)度高，溫濕度影響?。煌唤M應(yīng)變計(jì)規(guī)格型號應(yīng)相同；應(yīng)變片的粘貼應(yīng)牢固，方位準(zhǔn)確，不含氣泡；粘貼前后阻值不改變；粘貼干燥后，敏感柵對地絕緣電阻一般不低于500MΩ；應(yīng)變線性好，保證應(yīng)變能正確傳遞。（2）粘貼方法及步驟（2）粘貼方法及步驟13（2）粘貼方法及步驟141516171819202122232425262728實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排[實(shí)驗(yàn)一]應(yīng)變片的粘貼技術(shù)時間：分批進(jìn)行，由 老師分班安排具體實(shí)驗(yàn)時間；地點(diǎn)：土木學(xué)院結(jié)構(gòu)大廳；由

、

、 老師負(fù)責(zé)；

：68054233各班聯(lián)系袁老師、宋老師、 本班具體實(shí)驗(yàn)時間！：

。注意：由于實(shí)驗(yàn)時間可能安排在課余時間，教室上間不變！29實(shí)驗(yàn)一：應(yīng)變片粘貼技術(shù)30測量絕緣性能的兆歐表31測量絕緣性能的兆歐表32實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排[實(shí)驗(yàn)二]靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用時間：分批進(jìn)行，由 老師分班安排具體實(shí)驗(yàn)時間；地點(diǎn)：土木學(xué)院結(jié)構(gòu)大廳；由

、

、 老師負(fù)責(zé)；

：68054233各班聯(lián)系袁老師、宋老師、 本班具體實(shí)驗(yàn)時間?。?/p>

。注意：由于實(shí)驗(yàn)時間可能安排在課余時間，教室上間不變！33實(shí)驗(yàn)二：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用34YJ-26靜態(tài)電阻應(yīng)變儀3536前面板各部分功能說明：①電源開并（琴鍵自鎖開關(guān)）：按下此開關(guān)，儀器接通電源。②電源檢測開關(guān)（琴鍵無鎖開關(guān)）：按下此開關(guān)，紅色發(fā)光

二極管③便亮；如發(fā)光二級管很亮，說明干電池電源充足；如光發(fā)二級管較暗，說明干電池電源已不足。在儀器使用

過程中，一般不按下此開關(guān)。③發(fā)光二極管：見②說明。④基零開關(guān)：基零、標(biāo)定、測量開關(guān)為琴鍵互鎖開關(guān)。按下此開關(guān)，儀器顯示應(yīng)為0000或-0000,如不為零值可調(diào)節(jié)后機(jī)板上“調(diào)基零”電位器?。⑤標(biāo)定開關(guān)：按下此開關(guān)，儀器處于內(nèi)標(biāo)定狀態(tài)，并且為正值顯示，調(diào)節(jié)靈敏度電位器便可得到相應(yīng)的標(biāo)定值。內(nèi)標(biāo)定值與儀器輸入信號大小無關(guān)。37前面板各部分功能說明：⑥測量開關(guān)：按下此開關(guān)，儀器處于測量狀態(tài)。⑦靈敏度電位器：根據(jù)應(yīng)變片靈敏系數(shù)不同，可調(diào)節(jié)該電位器使儀器靈敏系數(shù)與應(yīng)變片靈敏系數(shù)為一致。順時針方向旋轉(zhuǎn)電位器，增大靈敏系數(shù)；反之則減小靈敏系數(shù)。本儀器在設(shè)計(jì)時定

為：當(dāng)靈敏系數(shù)為2.00時，標(biāo)定值為15000με，靈敏系數(shù)與標(biāo)定值關(guān)系如表1所示。當(dāng)應(yīng)變片靈敏系數(shù)為表1中未列出的數(shù)值，則用戶根據(jù)

Kε=K’ε’原理求得相應(yīng)的標(biāo)定值，由上可知，當(dāng)

K=2.00，ε=15000με，在已知K’情況下可得K

'

'

30000

(

)⑧調(diào)節(jié)電位器：當(dāng)測量橋路處于不平衡狀態(tài)時，調(diào)節(jié)該電位器，使儀器顯示為0000或-0000。順時針方向旋轉(zhuǎn)電位器，顯示朝正值增大方向變化；反之顯示朝負(fù)值增大方向變化。⑨顯示器：四位半液晶數(shù)字顯示，直接顯示應(yīng)變值（με)。當(dāng)儀器顯示為正值時，符號“+”不顯示出來；當(dāng)儀器顯示為負(fù)值時，符號“-”有顯示。38⑩接線柱組A、B、C、D1、D、D2：各接線柱與測量橋路各頂端的對應(yīng)關(guān)系如圖3所示39從圖2可見，作為半橋測量時，D1、D、D2三點(diǎn)必須用連接片?短接起來，作為全橋測量時，D1、D、D2三點(diǎn)之間必須斷開，即去掉連接上?，單點(diǎn)測量時，A端與

B端之間，B端與C端之間分別接上工作片和補(bǔ)償片；多點(diǎn)測量時，A端與B端之間、B端與C端之間不接任何片子，而是通過預(yù)調(diào)平衡箱來實(shí)現(xiàn)。40(11)接口輸出座：從該座子上直接可得儀器

A/D轉(zhuǎn)換器(7135)上串行輸出信號，座子上 與串行輸出信號對應(yīng)關(guān)系如表2所示，用戶可根據(jù)需要，自行配打印接口等。41(12)預(yù)調(diào)箱插頭座：本儀器可直接與P10R-18型預(yù)調(diào)平衡箱相連接。五芯插頭座接線如圖4所示：42(13)、(14)外接直流穩(wěn)壓電源插頭座：當(dāng)本儀器不使用干電池，而直接用外接電源時，可用兩組相同的直流穩(wěn)壓電源（+4.50~+0.60)V直接

到這兩個座子上，干電池將自動斷開。外接電源插頭線及座子正負(fù)極性分別由圖5和圖6所示。連接片：見⑩說明。調(diào)基零電位器：見前面板各部分功能說明④。4344為了使各個截面的彎曲應(yīng)力相同,則應(yīng)隨著彎矩的大小相應(yīng)地改變截面尺寸,以保持相同強(qiáng)度的梁,這種梁稱為等強(qiáng)度梁。DQL-450型等強(qiáng)梁等強(qiáng)度梁4546實(shí)驗(yàn)三：鋼桁架非破壞性靜載4748上節(jié)課內(nèi)容小結(jié)應(yīng)變測量技術(shù)概述應(yīng)變測量應(yīng)變片的原理與構(gòu)造應(yīng)變片的分類與技術(shù)指標(biāo)應(yīng)變片的粘貼技術(shù)（1）粘貼要求、

（2）方法步驟（3）應(yīng)變電測法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：感受元件重量輕，體積?。恍盘杺鬟f迅速、靈敏度高；可遙測，便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用及實(shí)現(xiàn)自動化。缺點(diǎn)：連續(xù)長時間測量會出現(xiàn)漂移；粘貼技術(shù)比較復(fù)雜，工作量大；不能重復(fù)使用，消耗量也較大。應(yīng)變的其他量測方法與儀表（P32表3-1）（1）機(jī)測法（2）光測法50（2）光測法采用光測法(光纖布拉格光柵傳感器)與電測法(電阻應(yīng)變片)對梁進(jìn)行了同步檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：光測法比電測法具有更好的穩(wěn)定性和可靠性,檢測結(jié)果更加合理。因而光纖布拉格光柵傳感器等光測法在大型土木工程健康檢測方面具有更好的應(yīng)用前景。光纖光柵是一種新型的光子無源器件，它在1978年由

的Hill等人第一次制造出來，并被廣泛地運(yùn)用，改變了人們在傳感器設(shè)計(jì)方面的觀念。尤其是布拉格光纖光柵傳感器，由于它具有體積小，重量輕，穩(wěn)定性好，重復(fù)性好，易于光纖連接，光譜特性好，抗腐蝕，抗電磁干擾等特點(diǎn)，得到了廣泛研究。目前

的光纖光柵傳感器可以檢測的物理量有：溫度，應(yīng)變，壓力，位移，壓強(qiáng)，扭矩，加速度，電流，電壓，磁場，熱膨脹系數(shù)，等等。51根據(jù)耦合模理論，光纖布拉格光柵的中心反射波長可以表示為：式中neff為導(dǎo)模的有效折射率，Λ為光柵的周期。由上式可以看出，中心反射波長λB與有效折射率

neff和光柵周期Λ有關(guān)；有效折射率neff和光柵周期Λ會隨著溫度，壓力，應(yīng)變的變化而變化，從而根據(jù)中心反射波長的變化量來測量溫度，壓力，應(yīng)變等變化量。5253光纖布拉格光柵傳感器的工作原理光纖布拉格光柵使用波長位置轉(zhuǎn)換法探詢FBG光學(xué)傳感器使用可調(diào)激光源法探詢FBG光學(xué)傳感器55光纖布拉格光柵傳感器光纖布拉格光柵傳感器可對溫度的變化進(jìn)行精確的測量。此類傳感器具有測量精度高、定位能力強(qiáng)（可達(dá)到厘米

級）、監(jiān)測距離長（可達(dá)數(shù)十公里），可大規(guī)模復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)。5657典型測溫應(yīng)用領(lǐng)域隧道、橋梁、大壩發(fā)電站、變電站、地鐵站儲油

、各類倉庫、化工廠建筑、航天工業(yè)581.光纖光柵沉降傳感器性能指標(biāo)：量程:0~1000mm分辨率:2mm精度:±5mm592.光纖光柵應(yīng)變傳感器性能指標(biāo)量程:

±2500με分辨率:2με精度:±5με603.光纖光柵位移傳感器性能指標(biāo)：量程:

±30mm分辨率:0.1mm精度:±0.3mm61典型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測應(yīng)用領(lǐng)域高鐵橋梁大壩62在石油井下探測的作用63644.靜態(tài)電阻應(yīng)變儀1

原理橋臂特性全橋與半橋（2）實(shí)用電路及其特點(diǎn)（P38表3-2）溫度補(bǔ)償提高靈敏度消除彎矩影響消除軸力影響4.1.2靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的工作原理靜態(tài)電阻應(yīng)變儀是個電橋。它的原理是先讓此橋路平衡，即輸出端電壓輸出為零，而后開始測試。當(dāng)四個橋臂電阻有阻值變化時，原來的橋路平衡被打破，輸出端即有電壓輸出。1.平衡條件：首先，找出平衡條件。由電工學(xué)可知:R3

R414R1

R2EER

RBDU

UBD

UAB

U

AD

I1,2

R1

I3,4

R4651

2

366(R

R

)(R

R

)4故只有R1R3-R2R4=0R1R3

R2

R4BDU

要平衡，即UBD=0所以平衡條件是

R1R3=R2R4

或

R1=R2

R3=

R42.橋臂特性當(dāng)四個橋臂電阻有阻值變化時，原來的橋路平衡被打破。橋臂電阻分別發(fā)生變化：ΔR1

、ΔR2

、ΔR3

、ΔR4則有：U故有：U故有：

U4

R

R

R2

34

1

E

R1R(1

C)BD4

R2

R3

R21

2

3

4

1R1

R2

R3

R4R

是一高階小量忽略不計(jì)R

R其中C

1

R4

43

1

24

R

R

RR

E

R1

R2

R3

RBDR由于：

R

K26714

KE

3

4BD則電阻應(yīng)變儀顯示的應(yīng)變即為：ε儀故有：此式給出了一個重要結(jié)論，即是電阻應(yīng)變儀的

“橋臂特性”。它表明：電阻應(yīng)變儀的兩相鄰橋臂的應(yīng)變量具有相減性；兩相對橋臂的應(yīng)變量具有相加性。應(yīng)用此儀器的橋臂特性即可做各類不同目的的應(yīng)變測量。

儀

3

412KE上式轉(zhuǎn)換：

4U

BD儀

1

2

3

4682.2.3電阻應(yīng)變儀的溫度補(bǔ)償技術(shù)溫度效應(yīng)眾所周知，物體隨著環(huán)境溫度的升高或下降是會發(fā)生熱脹冷縮的。例如，當(dāng)電阻應(yīng)變片粘貼在被測物上時，若溫度發(fā)生變化，如溫度升高，此時電阻應(yīng)變片的絲柵要膨脹的同時被測物體也要膨脹，由于兩者材料的線熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致膨脹程度有差異，從而導(dǎo)致產(chǎn)生一附加應(yīng)力。產(chǎn)生的這一附加應(yīng)力即以上所指的“溫度效應(yīng)”。溫度補(bǔ)償法由于需要測得的是被測物受外力作用的應(yīng)變，而不是此附加應(yīng)力。因此須考慮消除此附加應(yīng)力。方法是：用一種材料與被測物體材料相同的物體作“補(bǔ)償塊”，在此“補(bǔ)償塊”上粘貼與被測物體一樣規(guī)格大小的電阻應(yīng)變片，且此補(bǔ)償塊是不受力的，并將此“補(bǔ)償塊”與被測物同處一溫度場，最后將被測物上的電阻應(yīng)變片（稱之為工作片）與“補(bǔ)償塊”上的電阻應(yīng)變片（稱之為補(bǔ)償片）接在電阻應(yīng)變儀（惠電橋）兩個相鄰的橋臂上，利用橋臂特性的“兩相鄰橋臂應(yīng)變量具有相減性”的特性，將附加應(yīng)力消除。這種消除附加應(yīng)力的方法稱之為溫度補(bǔ)償法。69t3t

4儀

N1

t1

t

2儀

N12.2.4電阻應(yīng)變儀的半橋測量法在應(yīng)變測量中，多采用電阻應(yīng)變儀的半橋測量。所謂半橋測量即電阻應(yīng)變儀惠 電橋的下半部分的兩個電阻是儀器的電阻（以下用陰影表示）構(gòu)成。半橋測量軸向拉（壓）應(yīng)變（1）直接法，在試件沿軸向方向粘貼一電阻應(yīng)變片(工作片）R1，在另一個不受力與試件材料相同且同處一溫度場的“補(bǔ)

償塊”上粘貼與同樣規(guī)格型號大小的電阻應(yīng)變片(補(bǔ)償片）R2。將兩電阻應(yīng)變片接在電阻應(yīng)變儀的兩個相鄰的橋臂上，組成半橋，由電阻應(yīng)變儀“橋臂特性”：儀

1

2

3

4

701

1

t

3t

2儀（2）提高靈敏度法，在試件沿軸向方向粘貼一電阻應(yīng)變片(工作片）R1，而后再與其橫向粘貼一與同樣規(guī)格型號大小的電阻應(yīng)變

片(工作片）R2。將兩電阻應(yīng)變片接在電阻應(yīng)變儀的兩個相鄰的橋臂上，組成半橋，由電阻應(yīng)變儀“橋臂特性”：儀

1

2

3

4N1儀

N1t

4N

2

儀

N1

t1

N

2

N171（3）消除附加彎曲變形法在實(shí)測軸向拉（壓）變形時，有時需考慮附加的彎曲變形（如施加軸向壓力時，由于所施加的壓力偏心而造成試件產(chǎn)

生附加彎曲變形），為消除此附加彎曲變形帶來的附加應(yīng)變，即可采用此法消除之。，在沿軸向方向試件兩側(cè)粘貼同樣規(guī)格大小的電阻應(yīng)變片R1、R2(工作片），在不受力的“補(bǔ)償塊”上粘貼同樣規(guī)格型號大小的電阻應(yīng)變片R1’R2’(補(bǔ)償片）。將兩個串聯(lián)的工作片與兩個串聯(lián)補(bǔ)償片接在電阻應(yīng)變儀的兩個相鄰的橋臂上，組成半橋，由電阻應(yīng)變儀“橋臂特性”：儀

1

2

3

4N12t

2

t3

t

4

2t1M

2t

2t1

N

2M

1

2

1

1

1

2

1

儀72儀

N1即消除了附加彎曲變形。在此需注意的是，εM1=-εM2，只說明兩者受力大小相等，方向相反。

N1

N

2M

1

M

2732.半橋測量彎曲應(yīng)變

(1)直接法如圖2.7(a)所示，在試件受彎處粘貼一電阻應(yīng)變片R1（工作片），在另一個不受力與試件材料相同且同處一溫度場的“補(bǔ)償塊”上粘貼與R1同樣規(guī)格型號大小的電阻應(yīng)變片R2（補(bǔ)償片）。如圖2.7(b)所示，將兩電阻應(yīng)變片接在電阻應(yīng)變儀的兩個相鄰的橋臂上，組成半橋，由電阻應(yīng)變儀“橋臂特性”：ε儀=ε1-ε2+ε3-ε4

則有：ε儀=（εM1+εt1）-εt2+εt3-εt4由于：εt1=εt2，εt3=εt4,故：ε儀=εM174(2)提高測量靈敏度法如圖2.8(a)所示，在試件受彎兩側(cè)粘貼同樣規(guī)格型號大小的電阻應(yīng)變片R1、R2（工作片1、2），如圖2.8(b)所示，將兩電阻應(yīng)變片接在電阻應(yīng)變儀的兩個相鄰的橋臂上，組成半橋，由電阻應(yīng)變儀“橋臂特性”：ε儀=ε1-ε2+ε3-ε4

則有：ε儀=（εM1+εt1）-（εM2+εt2）

+εt3-εt4由于：εM1=-εM2，則有：ε儀=2εM1故：εM1=ε儀/2它表明電阻應(yīng)變儀的顯示值是所求εM1的2倍，也即電阻應(yīng)變儀的靈敏度提高了2倍。75(3)消除軸向變形測彎曲應(yīng)變法如圖2.9(a)所示，在試件受彎兩側(cè)粘貼同樣規(guī)格型號大小的電阻應(yīng)變片R1、R2

。(工作片1、2)，如圖2.9(b)所示，將兩

電阻應(yīng)變片接在電阻應(yīng)儀的兩個相鄰的橋臂上，組成半橋，由電阻應(yīng)變儀“橋臂特性”：ε儀=ε1-ε2+ε3-ε4

則有：ε儀=（εM1+εN1+εt1）-（εM2+εN2+εt2）+εt3-εt4由于：εN1=εN2，εM1=-εM2，則有：ε儀=2εM1故：εM1=ε儀/2它表明電阻應(yīng)變儀的顯示值是所求εM1的2倍，也即電阻應(yīng)變儀的靈敏度提高了2倍,同時也消除了軸向應(yīng)變。772.2.5

靜態(tài)電阻應(yīng)變儀量測值的修正1.電阻應(yīng)變儀K值影響的修正：ε真K真=ε誤K誤2.導(dǎo)線過長（≥10米）影響的修正：ε真=(1+RL/R)ε儀或K儀=K×R/(RL+R)3.3

位移與變形測量結(jié)構(gòu)線性位移測量結(jié)構(gòu)位移：指構(gòu)件的撓度、側(cè)移、轉(zhuǎn)角、支座偏移等。1、接觸式位移計(jì)組成：測桿、齒輪、指針和彈簧等機(jī)械零件。性能指標(biāo)：刻度值、量程和允許誤差。類型刻度值/mm量程/mm允許誤差/mm千分表0.00110.001百分表0.015、10或300.01撓度計(jì)0.05 或0.150、100或3000.05或0.1百分表百分表原理及表座80千

分

表 及

表

座81千

分

表 讀

數(shù)82千

分

表 讀

數(shù)83標(biāo)定8？5應(yīng)變式位移傳感器原理2、位移測量的其他方法結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動變形測量轉(zhuǎn)角測定受檢的箱梁88箱梁靜載實(shí)驗(yàn)過程89測撓度903.4

力的測量設(shè)計(jì)荷載結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)所需測定的 要是荷載與支座反力，其次有預(yù)應(yīng)力施力過程中鋼繩（絲）的張力等。測量力的儀器分為機(jī)械式和電測式兩種。電測儀器具有體積小、反應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。1、荷載和反力測定荷載傳感器形式：拉伸型、壓縮型和通用型。部件：厚壁筒

放大系數(shù)：設(shè)計(jì)應(yīng)力靈敏度：彈性模量9293圖3.35為埋入式差動電阻應(yīng)變計(jì)94圖3.36為振動絲式應(yīng)變計(jì)。952、拉力與壓力的測定測力計(jì)基本原理：鋼制彈簧、環(huán)箍或受力后產(chǎn)生彈性變形，變形通過機(jī)械放大后，用指針度盤或位移計(jì)來反應(yīng)力的數(shù)值。標(biāo)定？97應(yīng)變式荷載傳感器原理圖應(yīng)變式傳感器接線端的確認(rèn)991001013.5

裂縫測定裂縫檢測裂縫檢測方法：

1）放大鏡或肉眼觀測讀數(shù)顯微鏡裂縫標(biāo)準(zhǔn)寬度板裂縫塞尺裂紋擴(kuò)展片脆漆涂層聲發(fā)射技術(shù)光彈貼片104便攜式裂縫寬度測量儀新品A5升級版激光測距儀D5

200米

帶傾斜角度測量3120.00元0.05m-200m+/-5

0

°

+/-1.0mm

+/-0.3

°106107獨(dú)有長距測量模式結(jié)構(gòu)試驗(yàn)量測技術(shù)的發(fā)展方向：電腦聯(lián)機(jī)系統(tǒng)1101111122011大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目114115116117118119120盒121122第三章

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測量技術(shù)小結(jié)應(yīng)變測量—應(yīng)變片、應(yīng)變儀位移測量—百分表、千分表、位移計(jì)變形測量—撓度計(jì)力的測量—荷重傳感器裂縫測定—讀數(shù)顯微鏡振動測量—速度計(jì)、加速度計(jì)角度測量—傾角儀上述儀器與放大器、記錄儀組成的系統(tǒng)應(yīng)變片雖小，很多先進(jìn)的電量測儀器也少不了它！123二、 簡答題(p54)測量儀表通常有哪幾部分組成？測量技術(shù)包括哪些內(nèi)容？測量儀表的選用原則是什么？如何測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)力？測量應(yīng)變時對標(biāo)距有何要求？常用的測量方法有幾種？電測應(yīng)變的理論根據(jù)是什么？何謂全橋測量和半橋測量？電橋的輸出特性是什么？電測應(yīng)變?yōu)槭裁匆獪囟妊a(bǔ)償？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？結(jié)構(gòu)的位移測點(diǎn)如何布置？測點(diǎn)布置時為什么首先要考慮結(jié)構(gòu)的整體變形？截面的轉(zhuǎn)角和曲率如何測量？裂縫測量主要有哪幾個項(xiàng)目？裂縫寬度如何測量？1243.6裂縫、應(yīng)變場應(yīng)變及溫度測定3.6.1裂縫檢測裂縫測量主要有以下兩項(xiàng)內(nèi)容：(1)開裂，即裂縫發(fā)生的時刻和位置

(2)度量，即裂縫的寬度和長度。開裂借助于放大鏡用肉眼觀察，刷純石灰水溶液。導(dǎo)電漆膜。裂縫寬度測常用讀數(shù)顯微鏡，其最小刻度值要求不大于0.05mm。寬度板比對。塞尺 等。除以上方法外，裂紋擴(kuò)展情況及擴(kuò)展速率,可采用下列的裂紋擴(kuò)展片等進(jìn)

量。(1)裂紋擴(kuò)展片；(2)聲發(fā)射技術(shù)；(3)光彈貼片測應(yīng)力條紋。1251263.6.2

溫度測量大體積混凝土澆筑后的溫度、預(yù)應(yīng)力混凝土反應(yīng)堆容器的溫度等都是很重要的物理量，由于這些溫度很難計(jì)算，只能用實(shí)測方法確定。量測混凝土溫度的方法，通常使用熱電偶或熱敏電阻。熱電偶的基本原理如圖3.41所示。1271283.7振動測量儀器振幅、頻率、相位及阻尼是動力試驗(yàn)中為獲得振型、自振頻率、位移、速度和加速度等振動參量所需量測的基本參數(shù)。拾振器(或稱測振傳感器），它和靜力試驗(yàn)中的傳感器有所不同。振動量測中的放大器不僅將信號放大,還可將信號進(jìn)行積分、微分和濾波等處理，可分別量測出振動參量中的位移、速度及加速度。3.7.1拾振器的力學(xué)原理綜上所述，使用慣性式拾振器時，必須特別注意振動體的工作頻率與拾振器的自振頻率之間的關(guān)系，當(dāng)ω/ω0>>1時，拾振器可以很好地量測振動體的振動位移；當(dāng)ω/ω0<<1時,抬振器可以準(zhǔn)確地反映振動體的加速度特性，對加速度進(jìn)行兩次積分就可得到位移。ω-被測振動的圓頻率ω0

-質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率

0

m129K1303.7.2測振傳感器拾振器除應(yīng)正確反映結(jié)構(gòu)物的振動外,還需不失真地將位移、加速度等振動參量轉(zhuǎn)換為電量，輸人放大器。轉(zhuǎn)換的方式很多，有磁電式、壓電式、電阻應(yīng)變式、電容式、光電式、熱電式、電渦流式等等。131132目前，國內(nèi)應(yīng)用最多的拾振器多為慣性式測振傳感器，即磁電式速度傳感器和壓電式加速度傳感器。1333.7.2.1磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器是基于電磁感應(yīng)的原理制成，特點(diǎn)是靈敏度高、性能穩(wěn)定、輸出阻抗低、頻率響應(yīng)范圍有一定寬度。通過對質(zhì)量彈簧系統(tǒng)參數(shù)的不同設(shè)計(jì),可以使傳感器既能測量非常微弱的振動,也能測比較強(qiáng)的振動，是多年來工程振動測量最常用的測振傳感器。134靈活運(yùn)用綜上所述，磁電式測振傳感器的輸出電壓是與所測振動的速度成正比的，振動的位移或加速度可以通過信號的積分或微分來實(shí)現(xiàn)。微積分電路（補(bǔ)）短接電感，輸出UC，實(shí)現(xiàn)積分短接電容，輸出UL

，實(shí)現(xiàn)微分速度波積分一次變位移波速度波微分一次變加速度波條件注：R>>容抗或R>>感抗135微積分電路原理微積分電路是由串入電路中的電阻、電容、電感元件所構(gòu)定律則成的，如圖4.8所示。其回路電流為I，由有：U

UR

UC

ULU