第四章量测仪器与数据采集系统讲解.ppt

三、位移量测 2. 角位移传感器 电子倾角仪 测试方法：（1）电极等距离设置且垂直于器皿底面，当传感器处于水平位置时，导电液体的液面保持水平，三根电极浸入液内的长度相等，故A、B极之间的电阻值等于B、C极之间的电阻值，即 R1＝R2； （2）使用时将倾角仪固定在试件测点上，试件发生微小转动时倾角仪随之转动。因导电液面始终保持水平，因而插入导电液体内的电极深度必然发生变化，使 R1减小ΔR ，R2 增大ΔR 。 （3）若将AB、BC视作惠斯登电桥的两个臂，则建立电阻改变量ΔR与转动角度θ间的关系就可以用电桥原理测量和换算倾角ΔR ＝K θ 。 原理：通过电阻变化测定结构某部位的 转动角度 主要构造：导电液体的容器、三根固定 电极 三、位移量测 3. 光纤位移传感器 利用光纤本身对外界被测对象具有敏感能力和检测功能，光纤不仅起到传光作用，而且在被测对象作用下光学特性得到调制，调制后的信号携带了被测信息。 不受电磁干扰、防爆性能好、不会漏电打火； 可根据需要做成各种形状，可弯曲； 可以用于高温、高压、绝缘性能好，耐腐蚀。 ? 光纤传感器类型 ? 主要优点： 功能型 非功能型 只当作传播光的媒介，待测对象的调制功能是由其它光电转换元件实现的，光纤的状态是不连续的，光纤只起传光作用 四、力值量测 1. 机械式力传感器 利用机械式仪器测量弹性元件的变形，再将变形转换为弹性元件所受的力，如环箍式拉力计、环箍式拉压测力计。 ? 基本原理： 四、力值量测 2. 电阻应变式力传感器 利用安装在力传感器上的电阻应变片测量传感器弹性变形体的应变，再将弹性体的应变值转换电信号输出，并用电子仪器显示的测力计； ? 基本原理： 根据荷载性质不同 拉伸型 压缩型 拉—压型 四、力值量测 3. 振动弦式力传感器 安装一根张紧的钢弦，当传感器受力产生微小的变形时，钢弦张紧程度发生变化，使得其自振频率随之变化，测量钢弦的自振频率，就可以通过传感器的变形得到传感器所受到的力。 ? 基本原理： 五、裂缝量测 开裂时刻与位置、裂缝宽度与长度； 1.量测内容： 2.量测方法： ? 肉眼观察（目测）：试件表面刷白（白石灰 水），裂缝一般与主拉应力垂直； ? 贴应变片：通过钢筋应变和砼应变综合判定（突变）； ? 曲线：通过P－Δ、P－γ曲线拐点判定； ? 涂导电漆膜：砼试件受拉区表面涂上一种专用导电 漆膜，干燥后两端接入电路，当裂缝宽度达 0.001～ 0.005mm时，导电漆膜会出现火花直至烧断； 五、裂缝量测 3.量测仪器： 读数显微镜 ? 超声波检测：基于发声原理，采用声传感器捕捉 材料开裂时发射声能所形成的声波，经信号转换 后，识别裂缝出现的部位。 宽度为标准宽度，将其与裂缝进行对比，利用放大镜估计裂缝宽度 裂缝标尺 五、裂缝量测 裂缝显微镜 超声波探伤仪 五、裂缝量测 DJCK－2裂缝测宽仪 （安徽工业大学） 六、温度量测 根据测试元件与被测材料是否接触划分 接触式测温 非接触式测温 基于热平衡原理，测温元件与被测材料接触，两者处在同一热平衡状态，具有相同的温度，如水银温度计和热电偶温度计 利用热辐射原理，测温元件不与被测材料接触，如红外温度计。 七、振动参数的量测 1. 振动量测设备组成 感受部分 放大部分 显示记录 常称为拾振器，它和静力试验中的传感器有所不同，是将机械振动信号转换成电信号的敏感元件 将信号放大，还可将信号进行积分、微分和滤波等处理，可分别量测出振动参量中的位移、速度及加速度 记录振动参量随时间历程变化情况(时程分析) 显示器 记录器 ? 拾振器的基本原理（见教材P59） 七、振动参数的量测 2. 测振仪器 基于电磁感应原理制成，特点是灵敏度高、性能稳定、输出阻抗低、频率响应范围有一定宽度 ? 磁电式速度传感器（教材P62-63） 主要技术指标有：固有频率、灵敏度、频率响应和阻尼系数等； 七、振动参数的量测 2. 测振仪器 一种利用晶体的压电效应把振动加速度转换成电荷量的机电换能装置； ? 压电式加速度传感器 主要技术指标有：灵敏度、安装谐振频率、频率响应、横向灵敏度比和幅值范围（动态范围）等； 一些晶体当受到压力并产生机械形变时，在它们相应的两个表面上出现异号电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态 优点：动态范围大，频率范围宽，稳定性好，机械强度高，温度范围宽,重量轻，体积小； 缺点：灵敏度较低。 七、振动参数的量测 2. 测振仪器 ? 放大器 不管是磁电式传感