公路工程試驗檢測(橋梁)-第2章橋梁檢測儀器課件

公路工程試驗檢測考試橋梁部分：第2章檢測儀器1公路工程試驗檢測考試橋梁部分：1第二章橋梁工程結構試驗檢測儀器設備2第二章橋梁工程結構試驗檢測儀器設備2一、儀器性能的基本技術指標1．測量精度：測量精度系指儀器所具有的可讀數(shù)能力（最小分辨率）。2．量程：儀器的最大測量范圍（在動態(tài)測試中稱作動態(tài)范圍）。3．靈敏度：被測物理量的單位變化引起的儀器讀數(shù)值（輸出與輸入的比值）叫做靈敏度，數(shù)值上它與精度互為倒數(shù)。4．信噪比（S/N）：儀器測得的信號中信號（Signal）與同時測得的噪聲（Noise）的比值，稱作信噪比。信噪比越大，測量效果越好。5．穩(wěn)定比：儀器穩(wěn)定性指儀器較長時間使用或受環(huán)境條件干擾影響時，其指示值的穩(wěn)定程度?；炯夹g指標3一、儀器性能的基本技術指標1．測量精度：測量精度系指儀器所具6．誤差：（1）絕對誤差；（2）相對誤差：7．試驗儀器標定和校準出廠必須經(jīng)過國家認可的計量論證或檢測標定，并出具儀器性能指標說明；使用過程中還需要定期（每一年或半年一次）對儀器主要技術指標進行標定或校準。一、儀器性能的基本技術指標橋梁試驗檢測對儀器設備的要求（1）性能（如精度、量程等）能夠滿足橋梁結構（野外、室內(nèi)）試驗的具體要求。（2）使用時不影響原結構的受力性能和工作情況。（3）使用方便、結構可靠、經(jīng)濟耐用。46．誤差：（1）絕對誤差；一、儀器性能的基本技術指標橋梁試驗二、橋梁荷載試驗儀器序號參數(shù)機械式儀器電（聲光）測儀器1應變千分表、引伸儀、手持應變儀電阻應變計、電阻應變儀、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2變位千分表、百分表、撓度計位移計、水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、測距儀3裂縫讀數(shù)尺超聲波探測儀、讀數(shù)顯微鏡、數(shù)碼裂縫檢測儀橋梁靜、動荷載試驗儀器分類表5二、橋梁荷載試驗儀器序號參數(shù)機械式儀器電（聲光）測儀器1應變機械式測試儀器:優(yōu)點：準確度高，對環(huán)境適應性強，讀數(shù)有一定的靈敏度，可靠直觀，可重復使用，其性能在多方面能滿足橋梁試驗檢測要求。缺點：靈敏度較差，不便于遠距離操作，難以自動測量與記錄。電測儀器：特點：是發(fā)展更新塊，精度比較高，量程也比機械式大的多，目前在許多方面已基本取代機械式儀器。二、橋梁荷載試驗儀器6機械式測試儀器:二、橋梁荷載試驗儀器6公路工程試驗檢測(橋梁)-第2章橋梁檢測儀器課件公路工程試驗檢測(橋梁)-第2章橋梁檢測儀器課件電阻應變計公式二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備1)．單位應變所造成的相對電阻變化2)．電阻應變計輸出信號與輸入信號在數(shù)量上的關系3)．電阻變化率對應變的靈敏度4)．機械量與電量之間的轉換關系9電阻應變計公式二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備1)提示：電阻的概念單選題：應變片的電阻值是指()A在沒有安裝,也不受外力的情況下,于室溫下測定的電阻值.B應變片粘貼到構件表面上后的電阻值,因為它考慮了其他因素的影響.C上述兩種方法的平均值D應變片在沒有安裝,室溫下,受標準力作用下的電阻值.A電阻應變儀的輸出單位為微應變，一個應變等于()。A.1×103μεB.1×10-3μεC.1×10-6μεD.1×106με提示：電阻應變儀可以精確地分辨出1X10-6應變。C10提示：電阻的概念單選題：應變片的電阻值是指()A(2)電阻應變片（計）優(yōu)點二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備①靈敏度高。電阻應變儀可以精確地分辨出1x10-6應變。②電阻片尺寸小且粘貼牢固。③電阻片質(zhì)量小。④可以在高溫（800-100℃）、低溫（-100-70℃）、高壓（上萬個大氣壓）、高速旋轉（幾千轉／mm-幾萬轉／mm）、核幅射等特殊條件下成功的使用。⑤便于長距離測量和采集記錄自動化。⑥可制成各種各樣精度很高的傳感器，以測量力、位移、加速度等力學量。11(2)電阻應變片（計）優(yōu)點二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備①絲式應變計，阻值為50~400歐。②箔式應變計，阻值為60~1000。③應變花，測試結構的平面應力和平面應變。(3)電阻應變片（計）種類12二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備①絲式應變計，阻(3)電阻應變片（計）選用二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備根據(jù)被測試件所處的環(huán)境條件、材料的勻質(zhì)程度、重要程度、應變范圍綜合考慮。主要是把握標距和種類。標距：勻質(zhì)的或局部應力集中梯度比較大的，選用小標距的；非勻質(zhì)的或局部應力集中梯度小的，選用大標距的。標距可結合試件的材料來選定，如鋼材常用2mm×（5~20）mm混凝土則用10mm×（80~100）mm。石材用20~40mm。一般的結構試驗，采用120Ω紙基金屬絲應變片就可滿足試驗要求。13(3)電阻應變片（計）選用二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試1.對于混凝土結構一般采用12012紙基金屬絲應變片，標距為(B)采用120g紙基金屬絲應變片就可滿足試驗要求。其標距可結合試件的材料來選定，如鋼材常用5～20mm，混凝土則用40～150mm，石材用20～40mm。A.5～200mmB.40～150mmC.20～40mmD.5到202.對鋼筋混凝土梁表面進行正應力檢測，應選貼()。A、應變花B．2mm標距單軸應變片C、5-20mm標距單軸應變片D．40-150mm標距單軸應變片3．在材料不均勻、強度不等的材料如混凝土上應選用()的應變片。A．大標距B、小標距C、介于大小標距之間D．任意標距DC提示:教材P23141.對于混凝土結構一般采用12012紙基金屬絲應變片，標距為（4）粘貼二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備粘貼劑：快干膠:501快干膠和502快干膠熱固性樹脂膠:環(huán)氧樹脂膠（5）粘貼技術或者步驟15（4）粘貼二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備粘貼劑：a.選片。用放大鏡對應變片進行檢查，保證選用的應變片無缺陷和破損，好的應變計絲柵平直整齊、均勻、無氣泡、無霉、無銹蝕，基底和覆蓋層無破損，且同批誤差小于0.5Ω。b.表面處理。先初步畫出貼片位置、用砂布或砂輪機將貼片位置打磨平整，混凝土表面無浮漿，必要時涂底膠處理，待固化后再次打磨。打磨方向與貼片方向斜交，在打磨平整的部位準確畫出測點的縱、橫中心及貼片方向。(混凝土)鋼構件：可用砂輪片、鋼絲刷等對試件去銹，去銹的長度比應變計長2-3倍。螺紋鋼筋在不損傷有效面積的條件下，磨去幾個螺紋。去銹以后，需用砂紙(先粗后細)或各向磨光機拋光，使光潔度達到要求。拋光結束前的砂削方向應與貼片方向斜交（不要平行)。二、橋梁荷載試驗儀器16a.選片。用放大鏡對應變片進行檢查，保證選用的應變片無缺陷和c.貼片。用鑷子夾脫脂棉球蘸酒精（或丙酮）將貼片位置清洗干凈。用手握住應變片引出線，在其背面均勻涂抹一層膠水，然后放在測點上，調(diào)整應變片的位置，使其可準確定位。d.進行干燥處理和質(zhì)量檢查粘貼效果。干燥方法：自然干燥，溫度大于15度，相對濕度60%，時間24h。人工干燥，紅外燈泡或電吹風，溫度50度，1h。粘貼質(zhì)量：粘貼層的好壞、幾何位置、粘貼層是否有氣泡、引出線完整、引出線的絕緣度（至少100，時間長應在200以上）。e.應變片的防護。涂防護層，以防止應變片受潮和機械損傷;f.應變片導線連接。二、橋梁荷載試驗儀器17c.貼片。用鑷子夾脫脂棉球蘸酒精（或丙酮）將貼片位置清洗干凈單選題：電阻應變絕緣電阻值（絕緣度值）至少要大于（），一般情況下測試時間較長時要在()以上才能保證應變測量的正常A、200ΩB、200μΩC、200kΩD、200MΩE、100MΩED單選題：混凝土測量應變的電阻應變片的標距（柵長）應取不小于()A、1~2倍骨料最大顆粒B、2~3倍骨料最大顆粒C、任意都可以D、4-5倍骨料最大顆粒D18單選題：電阻應變絕緣電阻值（絕緣度值）至少要大于（單選題、當主應變方位不清楚時，為減少誤差，最好選用()應變花。A、直角形B、扇形C、等角形D、都可單選題、貼片方向與主應方向相差越大，則()。A、誤差越小B、誤差越大C、無誤差D、無關提示：受拉區(qū)是一個面提示：D提示：B19單選題、當主應變方位不清楚時，為減少誤差，最好選用()應變3、應變測量的儀器和設備1)惠斯頓電橋

惠斯頓電橋是一種常用的電阻-電壓轉換裝置，它能把應變計電阻的微小變化轉換為適合放大和處理的電壓。二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備相對之和，相鄰之差。203、應變測量的儀器和設備二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀3、應變測量的儀器和設備1）惠斯頓電橋二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備溫度補償①補償塊補償法：相同規(guī)格的應變片粘貼在與被測構件相同材料但不參與變形的一塊材料上，并與被測構件處于相同溫度條件下。②工作片補償法：在同一被測構件上粘貼幾個工作應變片，根據(jù)電橋的基本特性及構件的受力情況，將工作片正確地接入電橋中。213、應變測量的儀器和設備二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀橋路組合根據(jù)電橋的測量電路，對應變電橋的測量方法有：①單點測量②半橋測量③全橋測量二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備3、應變測量的儀器和設備1）惠斯頓電橋22橋路組合二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備3、電橋的增減特性：相鄰的輸出符號相反，電橋輸出具有相減特性；相對兩臂符號相同，電橋輸出具有相加特性。23電橋的增減特性：相鄰的輸出符號相反，電橋輸出具有相3、應變測量的儀器和設備2)電阻應變儀電阻應變儀是一種專用應變測量放大器。一般具有如下三個功能：①裝有幾個電橋補充電阻（以適用于1/4橋和半橋測量）并提供電橋電源；②能把微弱的電信號放大；③把放大后的信號變換顯示出來或送給后續(xù)設備。3）靜動態(tài)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)電阻應變儀按使用內(nèi)容不同，分為靜態(tài)應變儀、動態(tài)應變儀和靜動態(tài)應變儀。

二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備243、應變測量的儀器和設備二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀提示：教材P29單選題：應變式測力傳感器實質(zhì)是()原理的推廣。A、電阻應變B、聲波傳播C、機械轉動D、百分表的工作25提示：教材P29單選題：應變式測力傳感器實質(zhì)是(4、基于應變測量技術的傳感器（1）力（或荷重）傳感器（2）鋼筋應力計（3）弓形應變傳感器（4）電阻式位移傳感器二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備264、基于應變測量技術的傳感器二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測5、振弦式應力計振弦式應力計主要元件是一根長度、面積和質(zhì)量都確定的張緊的鋼絲（振弦），在一定的預拉力情形下該振弦有一個基本頻率。其工作過程：當傳感器受拉（壓）力后，其鋼絲的拉力產(chǎn)生變化，鋼弦的自振頻率會發(fā)生相應的變化。按照預先標定的“力-頻率”關系曲線，即可得出作用在應力計上的拉（壓）力。二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備275、振弦式應力計二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備26、光纖光柵傳感器光纖利用光的全反射原理引導光波，在光纖纖芯中周期性折射率變化形成光柵效應。當光纖光柵所處環(huán)境的物理量發(fā)生變化時，光柵周期或纖芯折射率會隨之發(fā)生變化，使得光纖光柵反射光的布拉格波長發(fā)生變化，借助某種裝置測量前后反射光波長的變化（通過建立并標定光纖光柵的響應與被測參量變化關系），就可以獲得待測物理量的變化情況。二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備286、光纖光柵傳感器二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備單選題：光纖光柵傳感器是對通過光纖光柵()的檢測實現(xiàn)對結構的應變溫度的測量的.A光強度B反射率C中心波長D光長度C29單選題：光纖光柵傳感器是對通過光纖光柵()的檢測1．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器名稱精度量程千分表0.001mm1～30mm百分表0.01mm10～50mm撓度計0.1mm不限常用機械式位移測量儀表的主要性能指標301．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器名稱單選題：千分表的分辨率為()。A．0.1mmB．0.01mmC．0.001mmD．0.0001mm多選題：單片梁靜載試驗測定撓度可使下列儀器

。A、精度0.001mm最大量程1mm的千分表B、精度0.01mm最大量程50mm的百分表C、精度0.1mm的撓度計D、超聲波檢測儀BCC判斷題：橋梁靜態(tài)應變測量的特點是測點少，精度要求低。由于現(xiàn)場環(huán)境溫度及荷載的微小變化不會給測量帶來誤差，因此測量速度可以放慢。（）×單選題：千分表的分辨率為()。A．0.1mmB．0.01mmC．0.001mmD．0.0001mm多選題：單片梁靜載試驗測定撓度可使下列儀器

。A、精度0.001mm最大量程1mm的千分表B、精度0.01mm最大量程50mm的百分表C、精度0.1mm的撓度計D、超聲波檢測儀判斷題：橋梁靜態(tài)應變測量的特點是測點少，精度要求低。由于現(xiàn)場環(huán)境溫度及荷載的微小變化不會給測量帶來誤差，因此測量速度可以放慢。（）31單選題：千分表的分辨率為()。多選題：單片1．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器百分表使用時應汪意的事項：①使用時，只能拿取外殼，不得任意推動測桿，避免磨損機件，影響放大倍數(shù)。注意保護觸頭，觸頭上不得有傷痕。

②安裝時，使測桿與所測位移的方向一致，或者與被測物體表面保持垂直。并注意位移的正反方向和大小，以便調(diào)節(jié)測桿，使百分表有適宜的測量范圍。③百分表架要安設穩(wěn)妥，表架上各個螺絲要擰緊，但不可夾得過緊，否則會影響測桿移動。④百分表安裝好，可用鉛筆頭在表盤上輕輕敲擊，看指針擺動情況。若在某一固定值小范圍內(nèi)左右擺動，說明安裝正常。⑤百分表使用日久或經(jīng)過拆洗修理后，必須進行標定，標定可在專門的百分表、千分表校正儀上進行。千分表與百分表使作方法完全相同。321．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器百分2．連通管二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器原理：連通器中處于水平平面上的靜止液體的壓強相同。使用方法：使用前先在橋跨方向布置直徑為10~15mm的白塑料軟管，然后在每個測點位置剪斷管子，接上三通，把三通開口的一端管子豎起來綁在支架上，最后灌水（或其它有色液體）至標尺位置，橋梁試驗時加、卸荷載會引起橋梁結構下?lián)?，此時水管中的水平液面仍需持平，每個測點的相對水位會發(fā)生變化，讀取這個變化值，經(jīng)簡單計算即可得到橋梁的撓度。332．連通管二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器原理：連通器3．光學（光電）儀器二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器（1）高精度全站儀適用于大橋成橋狀態(tài)坐標或變形測量方面，橋梁跨徑越大（變形絕對值越大），其優(yōu)勢越明顯（相對精度越高）。測量精度1mm。（2）精密水準儀----測量精度達0.01mm①精密水準儀和數(shù)字水準儀②數(shù)字電子水準儀特點：電子水準儀的觀測精度高，操作簡捷，自動觀測和記錄，并立即用數(shù)字顯示測量結果。電子水準儀要求有一根能與其配套使用的條形編碼尺，該水準尺通常由玻璃纖維或銦鋼制成。（3）橋梁動撓度檢測儀工作原理是：在橋梁的測試點上安裝一個測點目標靶，在靶上制作一個光學標志點，當橋梁在動載作用下產(chǎn)生振動時，測試靶也跟著發(fā)生振動，通過測出靶上標志點在CCD接收面上圖像位置的變化值，就可以得到橋梁振動的位移值。343．光學（光電）儀器二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器（4．全球定位系統(tǒng)GPS二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器GPS系統(tǒng)的組成空間部分-GPS衛(wèi)星星座,由24顆衛(wèi)星組成；地面控制部分-地面監(jiān)控系統(tǒng),地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)控站；用戶設備部分-GPS信號接收機,對所接收到的GPS信號進行轉換、放大和處理。354．全球定位系統(tǒng)GPS二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器可視性裂縫的檢測主要包括裂縫的長度、寬度和深度，還有裂縫的分布和走向。二、橋梁荷載試驗儀器（三）裂縫量測儀器1．測裂縫的讀數(shù)顯微鏡和裂縫尺讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)精度一般為0.01mm，量程幾毫米。它主要由物鏡、目鏡、刻度分劃板和測微機械裝置等組成，體積小，質(zhì)量輕，便于現(xiàn)場使用。2．數(shù)顯式裂縫測寬儀3．裂縫深度測試儀超聲波脈動法可以測量裂縫深度。36可視性裂縫的檢測主要包括裂縫的長度、寬度和深度，電測為主，測振儀器系統(tǒng)包括：三、橋梁振動試驗儀器設備激振設備：產(chǎn)生人為震源的設備。測振傳感器：將非電量機械振動轉換成電信號的電器元件。放大器：放大測振傳感器轉換的電信號。記錄存儲：三次儀表-記錄儀器的任務。分析設備：四次儀表，可直接與二次儀表（或一次儀表）連接，也可以接收來自記錄儀器（回放）的信號。37電測為主，測振儀器系統(tǒng)包括：三、橋梁振動試驗儀器三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器1．激振設備（1）機械式激振器（實橋試驗）根據(jù)偏心質(zhì)量塊繞定軸旋轉產(chǎn)生離心力的原理制作。激振器的主要技術指標是：出力大小和激振頻率范圍。（2）電磁式激振系統(tǒng)（模型試驗）利用電磁換能原理產(chǎn)生機械振動的裝置。機械式激振器的作用原理38三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器1．激振設備機械式三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器2．測振傳感器振動物理量（振動加速、位移等）轉換成電量的功能。（1）慣性式測振傳感器：位移計：頻率比u>>1,阻尼比D<1;相頻特性：u>1加速度計：頻率比u<<1,阻尼比D<1;相頻特性：u<1,D≈0.7難點39三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器2．測振傳感器難點34040三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器2．測振傳感器（2）常用測振傳感器：三種①磁電式測振傳感器，頻率范圍0.5~100Hz，一般橋梁②壓電式測振傳感器：大跨橋梁③伺服式測振傳感器：長周期、低加速度大跨橋梁選用指標：靈敏度、頻率響應、線性度、穩(wěn)定性、工作方式。是傳感器選用技術的核心41三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器2．測振傳感器是傳感三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器3．信號分析處理設備（1）核心：快速傅里葉變換（FFT）（2）數(shù)字化精度：12bit42三、橋梁振動試驗儀器設備橋梁測振常用儀器3．信號分析處理設備四、橋梁無損檢測儀器（一）回彈儀1、檢測內(nèi)容：測定混凝土強度；中型和重型2、原理：彈簧驅(qū)動重錘，通過彈擊桿彈擊混凝土表面，并以重錘被反彈回來的距離（稱回彈值，即反彈距離與彈簧初始長度之比）作為強度相關指標來推算混凝土強度。3、應用：1）對試件的檢驗結果有懷疑或供檢驗用的試件數(shù)量不足時，可采用回彈法檢測；2）施工階段，回彈法可作為評估混凝土強度的依據(jù)。4、適用范圍被測結構或構件混凝土的內(nèi)外質(zhì)量基本一致。43四、橋梁無損檢測儀器（一）回彈儀1、檢測內(nèi)容：測定混凝土強度四、橋梁無損檢測儀器（一）回彈儀5、下列情況不宜用回彈法：1）混凝土表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異時；2）被檢構件厚度小于10cm；3）碳化嚴重，或其它內(nèi)部存在缺陷的混凝土結構。44四、橋梁無損檢測儀器（一）回彈儀5、下列情況不宜用回彈法：4四、橋梁無損檢測儀器（二）超聲波探測儀1、檢測內(nèi)容：測定混凝土強度、缺陷和裂縫等；2、原理：利用超聲波在物體中傳播時，遇到不同介質(zhì)會在其界面反射的原理。頻率范圍：20~200kHZ3、應用：非金屬超聲波檢測儀可用來測定混凝土的均一性、裂縫、蜂窩以及強度、彈性模量等。45四、橋梁無損檢測儀器（二）超聲波探測儀1、檢測內(nèi)容：測定混凝四、橋梁無損檢測儀器（三）鋼筋位置測定儀1、檢測內(nèi)容：測定鋼筋混凝土構件內(nèi)鋼筋位置和保護層厚度；2、原理：儀器探頭產(chǎn)生一個電磁場，當某條鋼筋或其他金屬物體位于這個電磁場內(nèi)時，會引起這個電磁場磁力的改變，造成局部電磁場強度的變化。電磁場強度的變化和金屬物大小與探頭距離存在一定的對應關系。通過這種對應關系，即可估測混凝土中鋼筋位置、深度和尺寸。3、應用：1）主要承重構件或承重構件的主要受力部位；2）鋼筋可能銹蝕活化的部位。46四、橋梁無損檢測儀器（三）鋼筋位置測定儀1、檢測內(nèi)容：測定鋼四、橋梁無損檢測儀器（四）鋼筋銹蝕儀檢測內(nèi)容：測定混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕；47四、橋梁無損檢測儀器（四）鋼筋銹蝕儀檢測內(nèi)容：測定混本章結束！48本章結束！48公路工程試驗檢測考試橋梁部分：第2章檢測儀器49公路工程試驗檢測考試橋梁部分：1第二章橋梁工程結構試驗檢測儀器設備50第二章橋梁工程結構試驗檢測儀器設備2一、儀器性能的基本技術指標1．測量精度：測量精度系指儀器所具有的可讀數(shù)能力（最小分辨率）。2．量程：儀器的最大測量范圍（在動態(tài)測試中稱作動態(tài)范圍）。3．靈敏度：被測物理量的單位變化引起的儀器讀數(shù)值（輸出與輸入的比值）叫做靈敏度，數(shù)值上它與精度互為倒數(shù)。4．信噪比（S/N）：儀器測得的信號中信號（Signal）與同時測得的噪聲（Noise）的比值，稱作信噪比。信噪比越大，測量效果越好。5．穩(wěn)定比：儀器穩(wěn)定性指儀器較長時間使用或受環(huán)境條件干擾影響時，其指示值的穩(wěn)定程度。基本技術指標51一、儀器性能的基本技術指標1．測量精度：測量精度系指儀器所具6．誤差：（1）絕對誤差；（2）相對誤差：7．試驗儀器標定和校準出廠必須經(jīng)過國家認可的計量論證或檢測標定，并出具儀器性能指標說明；使用過程中還需要定期（每一年或半年一次）對儀器主要技術指標進行標定或校準。一、儀器性能的基本技術指標橋梁試驗檢測對儀器設備的要求（1）性能（如精度、量程等）能夠滿足橋梁結構（野外、室內(nèi)）試驗的具體要求。（2）使用時不影響原結構的受力性能和工作情況。（3）使用方便、結構可靠、經(jīng)濟耐用。526．誤差：（1）絕對誤差；一、儀器性能的基本技術指標橋梁試驗二、橋梁荷載試驗儀器序號參數(shù)機械式儀器電（聲光）測儀器1應變千分表、引伸儀、手持應變儀電阻應變計、電阻應變儀、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2變位千分表、百分表、撓度計位移計、水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、測距儀3裂縫讀數(shù)尺超聲波探測儀、讀數(shù)顯微鏡、數(shù)碼裂縫檢測儀橋梁靜、動荷載試驗儀器分類表53二、橋梁荷載試驗儀器序號參數(shù)機械式儀器電（聲光）測儀器1應變機械式測試儀器:優(yōu)點：準確度高，對環(huán)境適應性強，讀數(shù)有一定的靈敏度，可靠直觀，可重復使用，其性能在多方面能滿足橋梁試驗檢測要求。缺點：靈敏度較差，不便于遠距離操作，難以自動測量與記錄。電測儀器：特點：是發(fā)展更新塊，精度比較高，量程也比機械式大的多，目前在許多方面已基本取代機械式儀器。二、橋梁荷載試驗儀器54機械式測試儀器:二、橋梁荷載試驗儀器6公路工程試驗檢測(橋梁)-第2章橋梁檢測儀器課件公路工程試驗檢測(橋梁)-第2章橋梁檢測儀器課件電阻應變計公式二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備1)．單位應變所造成的相對電阻變化2)．電阻應變計輸出信號與輸入信號在數(shù)量上的關系3)．電阻變化率對應變的靈敏度4)．機械量與電量之間的轉換關系57電阻應變計公式二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備1)提示：電阻的概念單選題：應變片的電阻值是指()A在沒有安裝,也不受外力的情況下,于室溫下測定的電阻值.B應變片粘貼到構件表面上后的電阻值,因為它考慮了其他因素的影響.C上述兩種方法的平均值D應變片在沒有安裝,室溫下,受標準力作用下的電阻值.A電阻應變儀的輸出單位為微應變，一個應變等于()。A.1×103μεB.1×10-3μεC.1×10-6μεD.1×106με提示：電阻應變儀可以精確地分辨出1X10-6應變。C58提示：電阻的概念單選題：應變片的電阻值是指()A(2)電阻應變片（計）優(yōu)點二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備①靈敏度高。電阻應變儀可以精確地分辨出1x10-6應變。②電阻片尺寸小且粘貼牢固。③電阻片質(zhì)量小。④可以在高溫（800-100℃）、低溫（-100-70℃）、高壓（上萬個大氣壓）、高速旋轉（幾千轉／mm-幾萬轉／mm）、核幅射等特殊條件下成功的使用。⑤便于長距離測量和采集記錄自動化。⑥可制成各種各樣精度很高的傳感器，以測量力、位移、加速度等力學量。59(2)電阻應變片（計）優(yōu)點二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備①絲式應變計，阻值為50~400歐。②箔式應變計，阻值為60~1000。③應變花，測試結構的平面應力和平面應變。(3)電阻應變片（計）種類60二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備①絲式應變計，阻(3)電阻應變片（計）選用二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備根據(jù)被測試件所處的環(huán)境條件、材料的勻質(zhì)程度、重要程度、應變范圍綜合考慮。主要是把握標距和種類。標距：勻質(zhì)的或局部應力集中梯度比較大的，選用小標距的；非勻質(zhì)的或局部應力集中梯度小的，選用大標距的。標距可結合試件的材料來選定，如鋼材常用2mm×（5~20）mm混凝土則用10mm×（80~100）mm。石材用20~40mm。一般的結構試驗，采用120Ω紙基金屬絲應變片就可滿足試驗要求。61(3)電阻應變片（計）選用二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試1.對于混凝土結構一般采用12012紙基金屬絲應變片，標距為(B)采用120g紙基金屬絲應變片就可滿足試驗要求。其標距可結合試件的材料來選定，如鋼材常用5～20mm，混凝土則用40～150mm，石材用20～40mm。A.5～200mmB.40～150mmC.20～40mmD.5到202.對鋼筋混凝土梁表面進行正應力檢測，應選貼()。A、應變花B．2mm標距單軸應變片C、5-20mm標距單軸應變片D．40-150mm標距單軸應變片3．在材料不均勻、強度不等的材料如混凝土上應選用()的應變片。A．大標距B、小標距C、介于大小標距之間D．任意標距DC提示:教材P23621.對于混凝土結構一般采用12012紙基金屬絲應變片，標距為（4）粘貼二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備粘貼劑：快干膠:501快干膠和502快干膠熱固性樹脂膠:環(huán)氧樹脂膠（5）粘貼技術或者步驟63（4）粘貼二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備粘貼劑：a.選片。用放大鏡對應變片進行檢查，保證選用的應變片無缺陷和破損，好的應變計絲柵平直整齊、均勻、無氣泡、無霉、無銹蝕，基底和覆蓋層無破損，且同批誤差小于0.5Ω。b.表面處理。先初步畫出貼片位置、用砂布或砂輪機將貼片位置打磨平整，混凝土表面無浮漿，必要時涂底膠處理，待固化后再次打磨。打磨方向與貼片方向斜交，在打磨平整的部位準確畫出測點的縱、橫中心及貼片方向。(混凝土)鋼構件：可用砂輪片、鋼絲刷等對試件去銹，去銹的長度比應變計長2-3倍。螺紋鋼筋在不損傷有效面積的條件下，磨去幾個螺紋。去銹以后，需用砂紙(先粗后細)或各向磨光機拋光，使光潔度達到要求。拋光結束前的砂削方向應與貼片方向斜交（不要平行)。二、橋梁荷載試驗儀器64a.選片。用放大鏡對應變片進行檢查，保證選用的應變片無缺陷和c.貼片。用鑷子夾脫脂棉球蘸酒精（或丙酮）將貼片位置清洗干凈。用手握住應變片引出線，在其背面均勻涂抹一層膠水，然后放在測點上，調(diào)整應變片的位置，使其可準確定位。d.進行干燥處理和質(zhì)量檢查粘貼效果。干燥方法：自然干燥，溫度大于15度，相對濕度60%，時間24h。人工干燥，紅外燈泡或電吹風，溫度50度，1h。粘貼質(zhì)量：粘貼層的好壞、幾何位置、粘貼層是否有氣泡、引出線完整、引出線的絕緣度（至少100，時間長應在200以上）。e.應變片的防護。涂防護層，以防止應變片受潮和機械損傷;f.應變片導線連接。二、橋梁荷載試驗儀器65c.貼片。用鑷子夾脫脂棉球蘸酒精（或丙酮）將貼片位置清洗干凈單選題：電阻應變絕緣電阻值（絕緣度值）至少要大于（），一般情況下測試時間較長時要在()以上才能保證應變測量的正常A、200ΩB、200μΩC、200kΩD、200MΩE、100MΩED單選題：混凝土測量應變的電阻應變片的標距（柵長）應取不小于()A、1~2倍骨料最大顆粒B、2~3倍骨料最大顆粒C、任意都可以D、4-5倍骨料最大顆粒D66單選題：電阻應變絕緣電阻值（絕緣度值）至少要大于（單選題、當主應變方位不清楚時，為減少誤差，最好選用()應變花。A、直角形B、扇形C、等角形D、都可單選題、貼片方向與主應方向相差越大，則()。A、誤差越小B、誤差越大C、無誤差D、無關提示：受拉區(qū)是一個面提示：D提示：B67單選題、當主應變方位不清楚時，為減少誤差，最好選用()應變3、應變測量的儀器和設備1)惠斯頓電橋

惠斯頓電橋是一種常用的電阻-電壓轉換裝置，它能把應變計電阻的微小變化轉換為適合放大和處理的電壓。二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備相對之和，相鄰之差。683、應變測量的儀器和設備二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀3、應變測量的儀器和設備1）惠斯頓電橋二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備溫度補償①補償塊補償法：相同規(guī)格的應變片粘貼在與被測構件相同材料但不參與變形的一塊材料上，并與被測構件處于相同溫度條件下。②工作片補償法：在同一被測構件上粘貼幾個工作應變片，根據(jù)電橋的基本特性及構件的受力情況，將工作片正確地接入電橋中。693、應變測量的儀器和設備二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀橋路組合根據(jù)電橋的測量電路，對應變電橋的測量方法有：①單點測量②半橋測量③全橋測量二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備3、應變測量的儀器和設備1）惠斯頓電橋70橋路組合二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備3、電橋的增減特性：相鄰的輸出符號相反，電橋輸出具有相減特性；相對兩臂符號相同，電橋輸出具有相加特性。71電橋的增減特性：相鄰的輸出符號相反，電橋輸出具有相3、應變測量的儀器和設備2)電阻應變儀電阻應變儀是一種專用應變測量放大器。一般具有如下三個功能：①裝有幾個電橋補充電阻（以適用于1/4橋和半橋測量）并提供電橋電源；②能把微弱的電信號放大；③把放大后的信號變換顯示出來或送給后續(xù)設備。3）靜動態(tài)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)電阻應變儀按使用內(nèi)容不同，分為靜態(tài)應變儀、動態(tài)應變儀和靜動態(tài)應變儀。

二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備723、應變測量的儀器和設備二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀提示：教材P29單選題：應變式測力傳感器實質(zhì)是()原理的推廣。A、電阻應變B、聲波傳播C、機械轉動D、百分表的工作73提示：教材P29單選題：應變式測力傳感器實質(zhì)是(4、基于應變測量技術的傳感器（1）力（或荷重）傳感器（2）鋼筋應力計（3）弓形應變傳感器（4）電阻式位移傳感器二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備744、基于應變測量技術的傳感器二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測5、振弦式應力計振弦式應力計主要元件是一根長度、面積和質(zhì)量都確定的張緊的鋼絲（振弦），在一定的預拉力情形下該振弦有一個基本頻率。其工作過程：當傳感器受拉（壓）力后，其鋼絲的拉力產(chǎn)生變化，鋼弦的自振頻率會發(fā)生相應的變化。按照預先標定的“力-頻率”關系曲線，即可得出作用在應力計上的拉（壓）力。二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備755、振弦式應力計二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備26、光纖光柵傳感器光纖利用光的全反射原理引導光波，在光纖纖芯中周期性折射率變化形成光柵效應。當光纖光柵所處環(huán)境的物理量發(fā)生變化時，光柵周期或纖芯折射率會隨之發(fā)生變化，使得光纖光柵反射光的布拉格波長發(fā)生變化，借助某種裝置測量前后反射光波長的變化（通過建立并標定光纖光柵的響應與被測參量變化關系），就可以獲得待測物理量的變化情況。二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備766、光纖光柵傳感器二、橋梁荷載試驗儀器（一）應變測試儀器設備單選題：光纖光柵傳感器是對通過光纖光柵()的檢測實現(xiàn)對結構的應變溫度的測量的.A光強度B反射率C中心波長D光長度C77單選題：光纖光柵傳感器是對通過光纖光柵()的檢測1．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器名稱精度量程千分表0.001mm1～30mm百分表0.01mm10～50mm撓度計0.1mm不限常用機械式位移測量儀表的主要性能指標781．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器名稱單選題：千分表的分辨率為()。A．0.1mmB．0.01mmC．0.001mmD．0.0001mm多選題：單片梁靜載試驗測定撓度可使下列儀器

。A、精度0.001mm最大量程1mm的千分表B、精度0.01mm最大量程50mm的百分表C、精度0.1mm的撓度計D、超聲波檢測儀BCC判斷題：橋梁靜態(tài)應變測量的特點是測點少，精度要求低。由于現(xiàn)場環(huán)境溫度及荷載的微小變化不會給測量帶來誤差，因此測量速度可以放慢。（）×單選題：千分表的分辨率為()。A．0.1mmB．0.01mmC．0.001mmD．0.0001mm多選題：單片梁靜載試驗測定撓度可使下列儀器

。A、精度0.001mm最大量程1mm的千分表B、精度0.01mm最大量程50mm的百分表C、精度0.1mm的撓度計D、超聲波檢測儀判斷題：橋梁靜態(tài)應變測量的特點是測點少，精度要求低。由于現(xiàn)場環(huán)境溫度及荷載的微小變化不會給測量帶來誤差，因此測量速度可以放慢。（）79單選題：千分表的分辨率為()。多選題：單片1．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器百分表使用時應汪意的事項：①使用時，只能拿取外殼，不得任意推動測桿，避免磨損機件，影響放大倍數(shù)。注意保護觸頭，觸頭上不得有傷痕。

②安裝時，使測桿與所測位移的方向一致，或者與被測物體表面保持垂直。并注意位移的正反方向和大小，以便調(diào)節(jié)測桿，使百分表有適宜的測量范圍。③百分表架要安設穩(wěn)妥，表架上各個螺絲要擰緊，但不可夾得過緊，否則會影響測桿移動。④百分表安裝好，可用鉛筆頭在表盤上輕輕敲擊，看指針擺動情況。若在某一固定值小范圍內(nèi)左右擺動，說明安裝正常。⑤百分表使用日久或經(jīng)過拆洗修理后，必須進行標定，標定可在專門的百分表、千分表校正儀上進行。千分表與百分表使作方法完全相同。801．線位移測量儀表二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器百分2．連通管二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器原理：連通器中處于水平平面上的靜止液體的壓強相同。使用方法：使用前先在橋跨方向布置直徑為10~15mm的白塑料軟管，然后在每個測點位置剪斷管子，接上三通，把三通開口的一端管子豎起來綁在支架上，最后灌水（或其它有色液體）至標尺位置，橋梁試驗時加、卸荷載會引起橋梁結構下?lián)?，此時水管中的水平液面仍需持平，每個測點的相對水位會發(fā)生變化，讀取這個變化值，經(jīng)簡單計算即可得到橋梁的撓度。812．連通管二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器原理：連通器3．光學（光電）儀器二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器（1）高精度全站儀適用于大橋成橋狀態(tài)坐標或變形測量方面，橋梁跨徑越大（變形絕對值越大），其優(yōu)勢越明顯（相對精度越高）。測量精度1mm。（2）精密水準儀----測量精度達0.01mm①精密水準儀和數(shù)字水準儀②數(shù)字電子水準儀特點：電子水準儀的觀測精度高，操作簡捷，自動觀測和記錄，并立即用數(shù)字顯示測量結果。電子水準儀要求有一根能與其配套使用的條形編碼尺，該水準尺通常由玻璃纖維或銦鋼制成。（3）橋梁動撓度檢測儀工作原理是：在橋梁的測試點上安裝一個測點目標靶，在靶上制作一個光學標志點，當橋梁在動載作用下產(chǎn)生振動時，測試靶也跟著發(fā)生振動，通過測出靶上標志點在CCD接收面上圖像位置的變化值，就可以得到橋梁振動的位移值。823．光學（光電）儀器二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器（4．全球定位系統(tǒng)GPS二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器GPS系統(tǒng)的組成空間部分-GPS衛(wèi)星星座,由24顆衛(wèi)星組成；地面控制部分-地面監(jiān)控系統(tǒng),地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)控站；用戶設備部分-GPS信號接收機,對所接收到的GPS信號進行轉換、放大和處理。834．全球定位系統(tǒng)GPS二、橋梁荷載試驗儀器（二）變位測試儀器可視性裂縫的檢測主要包括裂縫的長度、寬度和深度，還有裂縫的分布和走向。二、橋梁荷載試驗儀器（三）裂縫量測儀器1．測裂縫的讀數(shù)顯微鏡和裂縫尺讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)精度一般為0.01mm，量程幾毫