必威体育精装版工程结构实验的测量技术.ppt

第五章 工程结构实验的测量技术 5.1 概述 一、数据测量方法 人工测量与人工记录：如用直尺测量位移、裂缝宽度。 仪器测量与人工记录：如用百分表测量位移，或用应变仪配应变计或位移计测量应变或位移。 仪器测量与仪器记录：如用传感器配X-y记录仪进行测量和记录，或用传感器、放大器和磁带记录仪进行测量和记录。 数据采集测量与记录：计算机系统。 二、仪器设备的分类 传感器——感受各种物理量（力、位移、应变等），并把它们转换成电量（电信号）或其它容易处理的信号； 放大器——把从传感器得到的信号放大，使信号可以被显示和记录； 显示器——把信号用可见的形式显示出来； 记录器——把采集得到的数据记录下来，作为长期保存； 二、仪器设备的分类 分析仪器——对采集得到的数据进行分析处理； 数据采集仪——用于自动扫描和采集，是数据采集系统的执行机构； 数据采集系统——集成式仪器，包括传感器、数据记录仪和计算机或其他记录器、显示器等，可用来进行自动扫描、采集，还能进行数据处理等。 2、按仪器仪表的工作原理分： 机械式仪器、电测仪器、光学测量仪器、复合式仪器、伺服式仪器（带有控制功能的仪器） 3、按仪器仪表的用途分： 测力传感器、位移传感器、应变计 、倾角传感器、频率计、测振传感器。 4、按仪器仪表与结构的关系分： 附着式与手持式、接触式与非接触式、绝对式与相对式 5、按仪器仪表显示与记录方式分： 直读式与自动记录式、模拟式与数字式。 5.2 测量仪器的基本特性 一、 测量仪器的技术指标 量 程S：仪器可以测量的最大范围。 刻度值：仪器的最小刻度所代表的被测量。 灵敏度K：被测单位物理量引起仪器输出或显示值的大小。 分辨率：仪器能测量被测物理量的最小值的能力。 一、 测量仪器的技术指标 稳定性：当被测物理量不变，仪器在规定的时间内保持示值与特性参数不变的能力。 精 度：在同一工作条件下，仪器多次重复测量同一数值被测量，保持示值一致的能力。 滞 后：在恒定的测量环境下，仪器在整个量程范围内，从起始值到最大值再回到起始值，在这正反两个行程输出值之间的最大偏差或该值与满量程输出之百分比称为滞后。 二、 对测量仪器的要求 1、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。 （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。 2、仪表的率定 ②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。 ③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。 5.3 应变测量 测量方法： 1）电阻应变仪：应变计+应变仪（常用） 2）手持应变仪：校核，测点少时采用。 3）位移计方法：足尺结构试验应变测量 4）光测法（云纹法、激光衍射法、光弹法）：测量平面应变，较多用于测量节点和局部应力。 一、电阻应变计 1.电阻应变计原理： 利用金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。 2.电阻应变计的优点： 2.电阻应变计的优点： 2、应变计构造与分类 构造：基底有胶基和纸基，电阻栅有丝式、泊式和半导体 分类 (a)、(d)、(e)、(f)、(h):泊式应变计 (b) 丝绕式应变计 (c) 短接式电阻应变计 (g) 半导体应变计 (i) 焊接应变计 3. 应变计选用原则 选用原则： 1）标距L：根据测点材质和应力梯度选择。均质材料大梯度选小标距，如钢材取5-10mm；非均质材料小梯度选大标距，如砼选3倍骨料粒径，80-120mm。 2）阻值R：R=120Ω(60～600Ω)。应变计阻值相差0.5%，并结合和应变仪选用。 3. 应变计选用原则 选用原则： 3）灵敏系数K：K≈2.0(1.8～2.6)，同次试验宜相同 4）根据使用环境选择应变计种类：长期和短期，试验室和现场，常温和低温或高温，常规与疲劳 ，潮湿与干燥。（胶基和纸基） 4. 电阻应变计的粘贴技术 1）基本要求： （1）测点基地平整、清洁、干燥。 （2）粘接剂性能良好。如502快干胶、环氧树脂。 （3）粘贴牢