應(yīng)變計(jì)作為一種能夠?qū)⑽矬w的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為可測(cè)量電信號(hào)的傳感器,其工作基于特定的物理效應(yīng),。以常見(jiàn)的電阻應(yīng)變計(jì)為例,,它主要由敏感柵,、基底、粘結(jié)劑和引線(xiàn)等部分組成。敏感柵通常采用具有高電阻溫度系數(shù)的金屬或半導(dǎo)體材料制成。當(dāng)應(yīng)變計(jì)粘貼在被測(cè)物體表面,,物體因受力發(fā)生形變時(shí),敏感柵也隨之變形,。根據(jù)電阻定律,,導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度成正比,與橫截面積成反比,。敏感柵變形導(dǎo)致其長(zhǎng)度和橫截面積改變,,進(jìn)而使電阻值發(fā)生變化,。這種電阻變化與物體的應(yīng)變成線(xiàn)性關(guān)系,通過(guò)精確測(cè)量電阻變化量,,便能依據(jù)事先校準(zhǔn)的公式推算出物體表面的應(yīng)變大小,,為后續(xù)的應(yīng)力分析,、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ,。應(yīng)變計(jì)粘貼工藝方法,使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計(jì)的工藝是有差異的,。上海內(nèi)埋式應(yīng)變計(jì)精度
振弦式應(yīng)變計(jì)可測(cè)量鋼或混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變,,測(cè)量值用于計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載或應(yīng)力。應(yīng)變計(jì)可通過(guò)電弧焊接端塊固定在鋼結(jié)構(gòu)上,,在混凝土表面,,則可以通過(guò)安裝塊(包括鋼筋螺栓)安裝。埋入式應(yīng)變計(jì)澆鑄在混凝土結(jié)構(gòu)中,,也可作為“噴漿混凝土”模型,,帶有可調(diào)的張緊環(huán)。對(duì)于混凝土的高壓力,,例如在深樁中,,建議使用埋入式應(yīng)變計(jì)進(jìn)行深部應(yīng)用,。工作原理,張緊的鋼弦在拉動(dòng)時(shí)會(huì)以其共振頻率振動(dòng),,這個(gè)頻率的平方與鋼弦的應(yīng)變成正比,。為了利用這一原理,振弦式應(yīng)變計(jì)被設(shè)計(jì)為在固定結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)端塊之間保持鋼弦的張力,,一個(gè)電磁線(xiàn)圈組件被用來(lái)激勵(lì)鋼弦,,然后將頻率信號(hào)返回給讀數(shù)單元。結(jié)構(gòu)的變形會(huì)改變兩個(gè)端塊之間的距離,,從而改變鋼弦的張力及其共振頻率,。返回的信號(hào)轉(zhuǎn)換為微應(yīng)變單位。而應(yīng)變計(jì)可在距其位置1000米的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取,。應(yīng)變計(jì)具有內(nèi)置的熱敏電阻,,可在必要時(shí)提供溫度數(shù)據(jù)以檢測(cè)熱效應(yīng)。廣州表貼式應(yīng)變計(jì)精度應(yīng)變計(jì)的軸線(xiàn)與結(jié)構(gòu)物軸線(xiàn)或中心線(xiàn)或設(shè)計(jì)方位的不重合誤差不超過(guò)2°,。
為確保應(yīng)變計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,,校準(zhǔn)是必不可少的環(huán)節(jié)。校準(zhǔn)過(guò)程通常在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變?cè)瓷线M(jìn)行,,將應(yīng)變計(jì)粘貼在已知應(yīng)變值的標(biāo)準(zhǔn)試件上,,施加不同等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變,記錄應(yīng)變計(jì)的輸出信號(hào),,建立應(yīng)變計(jì)的校準(zhǔn)曲線(xiàn),,確定其靈敏系數(shù)和線(xiàn)性度等參數(shù)。在校準(zhǔn)過(guò)程中,,要嚴(yán)格控制環(huán)境溫度,、濕度等因素,減少外界干擾對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響,。應(yīng)變計(jì)在實(shí)際使用中會(huì)產(chǎn)生各種誤差,,除了溫度變化引起的熱零點(diǎn)漂移和熱靈敏度漂移外,還有應(yīng)變計(jì)自身的非線(xiàn)性誤差,、橫向效應(yīng)誤差以及安裝誤差等,。通過(guò)誤差分析,采取相應(yīng)的補(bǔ)償和修正措施,,如溫度補(bǔ)償電路,、橫向效應(yīng)修正算法等,可有效提高應(yīng)變計(jì)的測(cè)量精度,,使其更好地滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求 ,。
一套完整的應(yīng)變計(jì)測(cè)量系統(tǒng)通常由應(yīng)變計(jì)、測(cè)量電路,、數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備等部分組成,。應(yīng)變計(jì)將物體應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化,,測(cè)量電路一般采用惠斯通電橋,通過(guò)電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)輸出,。電橋的四個(gè)橋臂中,,至少有一個(gè)為應(yīng)變計(jì),當(dāng)應(yīng)變計(jì)電阻變化時(shí),,電橋失去平衡,,產(chǎn)生與應(yīng)變成正比的輸出信號(hào)。數(shù)據(jù)采集設(shè)備負(fù)責(zé)采集測(cè)量電路輸出的信號(hào),,并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理設(shè)備,。數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、放大,、校準(zhǔn)等處理,,去除噪聲干擾,根據(jù)事先設(shè)定的算法計(jì)算出應(yīng)變值,,并以直觀(guān)的方式顯示或存儲(chǔ),,便于后續(xù)分析和應(yīng)用。例如,,在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上,,應(yīng)變計(jì)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械部件的應(yīng)變,數(shù)據(jù)處理設(shè)備將分析結(jié)果反饋給控制系統(tǒng),,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制 ,。埋入式應(yīng)變計(jì)澆鑄在混凝土結(jié)構(gòu)中,也可作為“噴漿混凝土”模型,,帶有可調(diào)的張緊環(huán),。
混凝土埋入式應(yīng)變計(jì)埋設(shè)方法,根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)位置以及方向,。一般要求應(yīng)變計(jì)的軸線(xiàn)與結(jié)構(gòu)物軸線(xiàn)或中心線(xiàn)或設(shè)計(jì)方位的不重合誤差不超過(guò)2°,,位置誤差不超過(guò)2cm?;靥顟?yīng)變計(jì)周?chē)幕炷習(xí)r,,要謹(jǐn)慎施工,,剔除混凝土中粒徑70mm以上的骨料,,人工分層振搗密實(shí)?;靥盍陷^終應(yīng)填筑超過(guò)應(yīng)變計(jì)表面1.5m以上,。振搗器與儀器的較距離應(yīng)大于振動(dòng)半徑并不小于1m。埋設(shè)時(shí)要經(jīng)常檢查應(yīng)變計(jì)的位置和方位,,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正,,應(yīng)變計(jì)損壞應(yīng)及時(shí)更換,。埋設(shè)后,應(yīng)做好標(biāo)記,,專(zhuān)人守護(hù),,以防人為損壞。單向應(yīng)變計(jì):可在混凝土振搗后及時(shí)在埋設(shè)部位造孔(槽)埋設(shè),。電阻應(yīng)變計(jì)按敏感柵的材料,,電阻應(yīng)變計(jì)分為金屬電阻應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)兩類(lèi)。??诠饫w應(yīng)變計(jì)現(xiàn)貨供應(yīng)
中溫應(yīng)變計(jì)60~350oC,。上海內(nèi)埋式應(yīng)變計(jì)精度
隧道工程施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)意義重大,,埋入式振弦應(yīng)變計(jì)為此提供了有力支持,。在隧道開(kāi)挖階段,將應(yīng)變計(jì)埋設(shè)在隧道襯砌,、圍巖與襯砌接觸部位等關(guān)鍵位置,。隨著隧道的掘進(jìn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù),,分析襯砌結(jié)構(gòu)和圍巖的受力變形情況,,判斷隧道支護(hù)系統(tǒng)的有效性。這有助于及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù),,防止隧道坍塌等事故發(fā)生,。在隧道運(yùn)營(yíng)期間,持續(xù)監(jiān)測(cè)應(yīng)變變化,,可評(píng)估隧道結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期交通荷載,、地質(zhì)條件變化等因素影響下的穩(wěn)定性。例如,,當(dāng)發(fā)現(xiàn)襯砌應(yīng)變異常增大時(shí),,能及時(shí)采取加固措施,確保隧道安全暢通,,保障過(guò)往車(chē)輛和人員的生命財(cái)產(chǎn)安全 ,。上海內(nèi)埋式應(yīng)變計(jì)精度