[工学]第三章++结构试验量测技术.pptVIP

第三章 结构试验量测技术 3.1 概述 3.2 应变量测 电阻应变计 电阻应变仪的测量电路 实用电路与电阻片粘贴技术 3.3 位移与变形量测 结构转动变形测量 3.4 力的测量 3.5 裂缝、应变场应变及温度测定 结构静载试验所需测定的力，主要是荷载与支座反力，其次有预应力施力过程中钢绳（丝）的张力等。 量测力的仪器分为机械式和电测式两种。 电测仪器具有体积小、反应快、适应性强等优点。 1、荷载和反力测定 荷载传感器形式：拉伸型、压缩型和通用型。 核心部件：厚壁筒 接线方法：全桥 放大系数： 灵敏度： 设计荷载 设计应力 弹性模量 2、拉力和压力测定 测力计基本原理：钢制弹簧、环箍或簧片受力后产生弹性变形，变形通过机械放大后，用指针度盘或位移计来反应力的数值。 3、结构内部应力测量 内埋式应力栓 内埋式差动电阻应变计 振动丝应变计 裂缝检测 裂缝检测方法： 1）放大镜或肉眼观测 2）读数显微镜 3）裂缝标准宽度板 4）裂缝塞尺 5）裂纹扩展片 6）脆漆涂层 7）声发射技术 8）光弹贴片 * * 应变量测 位移与变形量测 力的量测 裂缝、应变场应变与温度测定 对输入与输出数据的量测、采集和分析处理。 输入数据：试件所受到的外部作用，如力、位移和温度等。 输出数据：试件的反应，如应变、应力、裂缝、位移、速度、加速度等。 数据的量测与采集方法 人工测量、人工记录 仪器测量、人工记录 仪器测量、仪器记录 自动化采集系统测量、记录、处理 仪器设备分类 按功能和使用情况：传感器、放大器、显示器、记录仪、分析仪器、数据采集仪和数据采集系统等。 按仪器用途：应变计、位移传感器、测力传感器、倾角传感器、频率计和测振传感器等。 量测仪表主要性能指标 量程：仪表所能量测的最小至最大的量值范围。 最小分度值：仪表的指示所能指出的最小测量值。 精确度：仪表的指示值与被测值的符合程度。 灵敏度：被测量的单位变化引起仪表示值的变化值。 滞后：恒定环境条件下，起始值到最大值来回输出的最大偏差值或该值与最大量程的百分比。 电测和机测两类 应变量电测法 △ R △U 构件截面应力值测定方法 电阻应变计粘贴技术 保证测点感受元件（应变计）与试件同步变形 应变 应力 σ＝Eε（或σ-ε关系曲线） 应变量测原理 ε＝△l/l 应变量测方法 ε 应变计 电桥 放大 指示 1、电阻应变计的原理及构造 （1）工作原理 灵敏系数 （2）构造： 敏感栅：将应变变换成电阻变化量 基底和覆盖层：定位和保护电阻丝、绝缘 粘结剂：固定敏感栅 引出线：电桥接线 2、电阻应变片的分类及技术指标 （1）分类 按栅极：丝式、箔式、半导体等。 按敏感栅结构：单轴、多轴。 （2）主要技术性能指标 标距：敏感栅在纵轴方向的有效长度L。 规格：以使用面积L×B表示。 电阻值：应变片阻值一般在120Ω左右。 灵敏系数：抽样确定。 温度适用范围：主要取决于胶合剂的性质。 （3）电阻应变片分级 依据：ZBY 117－82 标准 结构试验一般不低于C级 1、电桥基本原理 桥路：不平衡电桥 测量方法：偏位测量法 偏位测量法缺点： 1）电源电压波动影响量测结果的准确性 2）检测计需要很高的灵敏度和较大的测量范围 桥路：平衡电桥 测量方法：零位测量法 2、平衡电桥原理 双电桥电路：输出灵敏度高，现代应变仪一般采用。 3、温度补偿技术 应变片电阻值随温度变化原因： 1）电阻值随电阻丝温度变化而变化； 2）试件温度变化导致应变片产生温度变化，引起一附加电阻变化。 桥路输出电压： 温度补偿方法: 1）温度补偿应变计补偿法； 2）工作应变计温度互补偿法； 3）温度自补偿法 4、多点测量线路 （1）多点测量线路 1）工作肢转换法：切换工作片，温度补偿片公用。 2）中线转换法：同时切换工作片和补偿片。 （2）电阻应变片预调平衡原理 1）交流电桥中，两邻近导体、导体与板壳及测量导线之间存在分布电容。分布电容将影响电桥的平衡，导致电桥灵敏度大大降低。