應(yīng)變計作為一種能夠?qū)⑽矬w的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為可測量電信號的傳感器,其工作基于特定的物理效應(yīng)。以常見的電阻應(yīng)變計為例,它主要由敏感柵、基底、粘結(jié)劑和引線等部分組成。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)變計粘貼在被測物體表面,物體因受力發(fā)生形變時,敏感柵也隨之變形。根據(jù)電阻定律,導(dǎo)體電阻與長度成正比,與橫截面積成反比。敏感柵變形導(dǎo)致其長度和橫截面積改變,進(jìn)而使電阻值發(fā)生變化。這種電阻變化與物體的應(yīng)變成線性關(guān)系,通過精確測量電阻變化量,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)測等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 。應(yīng)變計粘貼工藝方法,使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計的工藝是有差異的。上海內(nèi)埋式應(yīng)變計精度
振弦式應(yīng)變計可測量鋼或混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變,測量值用于計算結(jié)構(gòu)荷載或應(yīng)力。應(yīng)變計可通過電弧焊接端塊固定在鋼結(jié)構(gòu)上,在混凝土表面,則可以通過安裝塊(包括鋼筋螺栓)安裝。埋入式應(yīng)變計澆鑄在混凝土結(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)變計進(jìn)行深部應(yīng)用。工作原理,張緊的鋼弦在拉動時會以其共振頻率振動,這個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)變計被設(shè)計為在固定結(jié)構(gòu)上的兩個端塊之間保持鋼弦的張力,一個電磁線圈組件被用來激勵鋼弦,然后將頻率信號返回給讀數(shù)單元。結(jié)構(gòu)的變形會改變兩個端塊之間的距離,從而改變鋼弦的張力及其共振頻率。返回的信號轉(zhuǎn)換為微應(yīng)變單位。而應(yīng)變計可在距其位置1000米的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。應(yīng)變計具有內(nèi)置的熱敏電阻,可在必要時提供溫度數(shù)據(jù)以檢測熱效應(yīng)。廣州表貼式應(yīng)變計精度應(yīng)變計的軸線與結(jié)構(gòu)物軸線或中心線或設(shè)計方位的不重合誤差不超過2°。
為確保應(yīng)變計測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,校準(zhǔn)是必不可少的環(huán)節(jié)。校準(zhǔn)過程通常在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變源上進(jìn)行,將應(yīng)變計粘貼在已知應(yīng)變值的標(biāo)準(zhǔn)試件上,施加不同等級的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變,記錄應(yīng)變計的輸出信號,建立應(yīng)變計的校準(zhǔn)曲線,確定其靈敏系數(shù)和線性度等參數(shù)。在校準(zhǔn)過程中,要嚴(yán)格控制環(huán)境溫度、濕度等因素,減少外界干擾對校準(zhǔn)結(jié)果的影響。應(yīng)變計在實際使用中會產(chǎn)生各種誤差,除了溫度變化引起的熱零點漂移和熱靈敏度漂移外,還有應(yīng)變計自身的非線性誤差、橫向效應(yīng)誤差以及安裝誤差等。通過誤差分析,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)變計的測量精度,使其更好地滿足實際應(yīng)用需求 。
一套完整的應(yīng)變計測量系統(tǒng)通常由應(yīng)變計、測量電路、數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備等部分組成。應(yīng)變計將物體應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化,測量電路一般采用惠斯通電橋,通過電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換為電壓或電流信號輸出。電橋的四個橋臂中,至少有一個為應(yīng)變計,當(dāng)應(yīng)變計電阻變化時,電橋失去平衡,產(chǎn)生與應(yīng)變成正比的輸出信號。數(shù)據(jù)采集設(shè)備負(fù)責(zé)采集測量電路輸出的信號,并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理設(shè)備。數(shù)據(jù)處理設(shè)備對接收到的數(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)定的算法計算出應(yīng)變值,并以直觀的方式顯示或存儲,便于后續(xù)分析和應(yīng)用。例如,在工業(yè)自動化生產(chǎn)線上,應(yīng)變計測量系統(tǒng)實時監(jiān)測機(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),實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精確控制 。埋入式應(yīng)變計澆鑄在混凝土結(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)變計埋設(shè)方法,根據(jù)設(shè)計要求確定應(yīng)變計的埋設(shè)位置以及方向。一般要求應(yīng)變計的軸線與結(jié)構(gòu)物軸線或中心線或設(shè)計方位的不重合誤差不超過2°,位置誤差不超過2cm。回填應(yīng)變計周圍的混凝土?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。回填料較終應(yīng)填筑超過應(yīng)變計表面1.5m以上。振搗器與儀器的較距離應(yīng)大于振動半徑并不小于1m。埋設(shè)時要經(jīng)常檢查應(yīng)變計的位置和方位,及時發(fā)現(xiàn)并糾正,應(yīng)變計損壞應(yīng)及時更換。埋設(shè)后,應(yīng)做好標(biāo)記,專人守護(hù),以防人為損壞。單向應(yīng)變計:可在混凝土振搗后及時在埋設(shè)部位造孔(槽)埋設(shè)。電阻應(yīng)變計按敏感柵的材料,電阻應(yīng)變計分為金屬電阻應(yīng)變計和半導(dǎo)體應(yīng)變計兩類。海口光纖應(yīng)變計現(xiàn)貨供應(yīng)
中溫應(yīng)變計60~350oC。上海內(nèi)埋式應(yīng)變計精度
隧道工程施工和運(yùn)營過程中,結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測意義重大,埋入式振弦應(yīng)變計為此提供了有力支持。在隧道開挖階段,將應(yīng)變計埋設(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),實時監(jiān)測應(yīng)變計數(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)營期間,持續(xù)監(jiān)測應(yīng)變變化,可評估隧道結(jié)構(gòu)在長期交通荷載、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,能及時采取加固措施,確保隧道安全暢通,保障過往車輛和人員的生命財產(chǎn)安全 。上海內(nèi)埋式應(yīng)變計精度