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1、结构检验实验指导书土木工程专业用河海大学土木工程系1 试验一 机械式仪表的安装与应用一、试验目的:结合钢筋砼梁试验了解百分表、千分表、磁性表座、手持应变仪的构造原理、安装调式方法及使用场合。二、内 容:1百分表测挠度的安装与调试;2千分表测梁断面应变的安装与调试;3手持应变仪测梁断面应变的安装测读;4对照实物了解百分表的率定方法使用方法。三、要 求:实验全过程注意爱护仪器,先了解后再动手。认真思考,独立操作,认真做好实验报告(包括:仪器构造,使用特点,操作要领,操作中遇到的问题,实验后的收获与体会等。 )不拘格式,贵在三个能力的培养与体现。四、思考题:测试试验大厅吊车梁挠度?2 试验二 电阻应
2、变片的粘贴及防潮技术一、试验目的:掌握应变片的粘贴技术二、试验仪表与器材1直流电桥 2兆欧表 3万用表 4粘接剂 5常温用电阻变应片:(每人一片) 6钢桁架 7电烙铁等小工具 8丙酮三、试验方法1电阻应变片的选择在应变片灵敏系数 K 相同的一批应变片中,用直流电桥测量应变片的电阻值 R,将 电阻差值变化在0.5 范围内的应变片选出待用。 直流电桥的使用:选好倍率精度(指示表上方) ,调好指示表为 0,将被测应变片接 入接线端 RX,然后,同时接下开关 B 和 C,旋转 4 个旋钮(从大到小) ,使指示表指针 指 0。此时,4 个旋钮指示数值和再乘以倍率,即是被测应变片的电阻值。该片的阻值和 灵
3、敏系数 K(应变片厂家标定)应作记录。 2桁架试件表面的处理用砂纸、锉刀等工具将试件贴片位置的油污、漆层、锈迹除去,再用细砂纸打成 450交叉纹,并用棉球蘸丙酮将贴片位置擦洗干净,到棉球洁白为止。然后,在试件上用 画针画出贴片的准确位置。 3粘 贴用左手掐住应变片引线,右手在应变片沾贴面上薄薄的涂上一层粘接剂(注意应变 片的正、反面) ,同时,在试件贴片位置上涂上一层粘接剂,并迅速将应变片准确地放在 粘贴位置上,将一小片塑料薄膜盖在应变片上面,用手指顺着应变片依次压多余的胶水, 按住应变片 1-2 分钟后把塑料薄膜轻轻揭开, 检查有无气泡、尧曲、脱胶等现象,如影 响测量时,应重贴。最后,贴上连
4、接片,焊出引线,作好引线编号。 4检 查(1)用万用表的电阻挡检查应变片有无短路、断路现象,如不能排除故障,则重贴。(2)用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘度(500M 以上合格)低于 500M3 时,则用红外线灯烘烤至合格。 方法:兆欧表红接试件,黑接应变片,由慢逐渐加快地摇动仪表手把,指针偏转至 一定位置上,指出的数值即为绝缘度。 5制作防潮层为使应变片能在潮温环境或混凝土中具有足够的绝缘度,在应变片贴好后,必须制 作防潮层。 示意图如下:四、实验报告要求:1简述整个操作过程及注意事项; 2简单分析故障原因和排除方法; 3体会与建议。五、思考题:万用表、兆欧表、电桥的使用应注意什么?应变片
5、粘贴应注意什么?4 试验三 静态电阻应变仪操作试验一、试验目的1熟悉电阻应变仪的操作过程 2掌握电阻应变仪单点测量的基本原理 3学会电阻应变片作半桥及全桥测量的接线方法和调试 4学习预调平衡箱的使用二、试验设备及仪表1YJ-26 静态电阻应变仪,及预调平衡箱 2TJ-型不锈钢等强度梁三、试验原理及方法静态电阻应变仪的读数 仪与各桥臂应变片的应变值 i,有下列关系: 仪=(1-2+3-4) 式中 1、2、3、4分别为四个桥臂的应变值。 一一一半桥接线与测量图 2-1 图 2-2如果应变片 R1接于应变仪 AB 接线柱,温度补偿片 R2接于 BC 接线柱,则构成外半桥,5 如图 21,另内半桥由应
6、变仪内部两个无感绕线电阻构成。应变仪读出的应变值为: 仪=1 若梁上同一截面处的压区和拉区分别贴应变片 R1和 R2接于 AB 和 BC 接线柱构成外半桥, 如图 2-2,两电阻应变片则互为补偿,应变仪读出应变值为: 仪=1-2 又因 1=-2,所以有: 仪=22 (二)全桥接线与测量如果梁上 一截面的压区贴片 R1、R3接于 AB、CD 接线柱,温度补偿应变片 R2、R4图 2-3 图 2-4接于 BC、DA 接线柱,构成全桥,如图 2-3。而应变仪读出应变值为: 仪=1+ 因 1=3,故有: 仪=21 若梁上同一截面的压区应变片 R1,R3仍接于 AB 和 CD 接线柱,而拉区贴应变片 R
7、2、R4,并接于 BC 和 DA 接线柱组成全桥,如图 24,则应变仪读出应变值为: 仪=1-2+3-4 因 1=3=-2=-4,故有: 仪=41 (三)等级度梁特性6 1最大加载量 G=50N 2各断面应力相对误差 =3%(产品误差) 3梁厚 h=3.5mm四、试验步骤:1按上述接桥方法分别接通桥路,并须复查无误。 2用螺丝刀在电阻应变仪上的调零孔中进行调平至指针对零。 3预加 10N 力检查仪表和装置工作是否正常。 4正式试验,每级加载 10N,共加四级。记取读数,重复三次(若两次相差 5 不再做第三次)试验数据填入表 1。 5测定计算等强度梁弯应力理论值时所需的有关数据。 6做完以上试验
8、之后,用联线把预调平衡箱与仪器接通,并把电阻片的导线分别按 半桥;全桥改接在平衡箱上。初步学习如何应用平衡箱做多点测量。五、试验报告1按要求整理出各种测量数据,并作应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。 2讨论不同桥路接法的优缺点和使用条件。 3分析对比等强度梁的理论计算值与实测值及体会。 表 1接 法半 桥 接 法 (1)半 桥 接 法 (2)荷载次序010N20N30N40N010N20N30N40N123平 均接 法半 桥 接 法 (1)半 桥 接 法 (2)荷载次序010N20N30N40N010N20N30N40N123平 均附:7 YJ-26 静态电阻应变仪一般操作程序一、前面板各部分
9、名称和作用前面板排列示意图如图 1 所示:图 1前面板各部分功能说明: 电源开并(琴键自锁开关):按下此开关,仪器接通电源。 电源检测开关(琴键无锁开关):按下此开关,红色发光二极管便亮;如发光 二级管很亮,说明干电池电源充足;如光发二级管较暗,说明干电池电源已不足。在仪 器使用过程中,一般不按下此开关。 发光二极管:见说明。基零开关:基零、标定、测量开关为琴键互锁开关。按下此开关,仪器显示应为0000 或-0000,如不为零值可调节后机板上“调基零”电位器。16标定开关:按下此开关,仪器处于内标定状态,并且为正值显示,调节灵敏度电位器便可得到相应的标定值。内标定值与仪器输入信号大小无关。 测
10、量开关:按下此开关,仪器处于测量状态。 灵敏度电位器:根据应变片灵敏系数不同,可调节该电位器使仪器灵敏系数与应 变片灵敏系数为一致。顺时针方向旋转电位器,增大灵敏系数;反之则减小灵敏系数。 本仪器在设计时定为:当灵敏系数为 2.00 时,标定值为 15000,灵敏系数与标定值 关系如表 1 所示。 当应变片灵敏系数为表 1 中未列出的数值,则用户根据 K=K原理求得相应8 的标定值,由上可知,当 K=2.00,=15000,在已知 K情况下可得)(30000K 调节灵敏度电位器,使仪器显示为 值,则此时仪器的灵敏系数为 K值。 表 1 灵敏系数 K标定值() 1.8016667 1.90157
11、86 1.9515384 2.0015000 2.0514634 2.1014286 2.2013636 2.3013043 2.4012500 2.5012000 2.6011538 调节电位器:当测量桥路处于不平衡状态时,调节该电位器,使仪器显示为 0000 或-0000。顺时针方向旋转电位器,显示朝正值增大方向变化;反之显示朝负值增大方向 变化。 显示器:四位半液晶数字显示,直接显示应变值() 。当仪器显示为正值时, 符号“+”不显示出来;当仪器显示为负值时,符号“”有显示。二、后面板各部分名称和作用后面板排列示意图如图 2 所示:图 2后面板各部分功能说明: 接线柱组 A、B、C、D1
12、、D、D2:各接线柱与测量桥路各顶端的对应关系如图 39 所示:图 3从图 4 可见,作为半桥测量时,D1、D、D2三点必须用连接片短接起来,作为全15桥测量时,D1、D、D2三点之间必须断开,即去掉连接上,单点测量时,A 端与 B 端15之间,B 端与 C 端之间分别接上工作片和补偿片,多点测量时,A 端与 B 端之间、B 端 与 C 端之间不接任何片子,而是通过预调平衡箱来实现。 (11)接口输出座:从该座子上直接可得仪器内部 A/D 转换器(7135)上串行输出 信号,座子上编号与串行输出信号对应关系如表 2 所示,用户可根据需要,自行配打印 接口等。 表 2 座子编号输出信号座子编号输
13、回信号座子信号输出信号 1ST6POL11B3(MSB) 2DGND7R/H12D3 3BUSY8OR13D4 4D29D5(MSD)14B4 5D1(LSD)10B215B1(DSB)图 4 (12) 预调箱插头座:本仪器可直接与 P01R18 型预调平衡箱相连接。五芯插头座接 线如图 4 所示: (13) 、 (14)外接直流稳压电源插头座;当本仪器不使用干电池,而直接用外接电A、C:桥压输入端 A(+) 、C(-)D、B:桥路输出,送放大器输入端10 源时,可用两组相同的直流稳压电源(+4.50+0.60)V 直接插入到这两个座子上,内部 干电池将自动断开。外接电源插头线及座子正负极性分
14、别由图 5 和图 6 所示。图 5 图 6(15)连接片:见说明。10(16)调基零电位器:见前面板各部分功能说明。三、使用条件本仪器在下列条件下可以使用: 1环境温度:0-400C,温度变化速度不大于 10C/h。 2相对温度:30%-85%。 3周围无腐蚀性气体及强磁场干扰。 4使用时避免强烈的震动与冲击。 5仪器预热时间为 30min。四、测量桥路的准备工作1测量片和温度补偿片的阻值及温度系数、灵敏系数应尽量相同,这样便于平衡和 测量。补偿片应贴在与试件相同的材料上,与测量片保持同样的温度,应变片对地绝缘 电阻应在 500M 以上,测量片不受阳光曝晒,高温辐射的空气剧烈流动的影响。 2测
15、量导线采用屏蔽电缆(推荐用 RVVP 聚乙烯屏蔽电缆) 。测量时导线不能移动。3在单点测量情况下,选择测量桥接线方式: (1)半桥测量:在应变仪 D1、D、D2接线柱之间连接片短路并旋紧,在应变仪 A、B、C 接线柱之间接应变片并旋紧。 (2)全桥测量:将应变仪 D1、D、D2接连柱之间用连接片拿掉(开路) ;在应变仪 A、B、C 接线柱之间接应变片并旋紧。 4本应变仪与 P10R-18 型预调平衡箱配用可作多点测量(10 点以下用一台平衡箱, 10 点以上用数台平衡箱联用) 。用五芯插头线连接应变仪和预调箱。 (1)应变仪 A、B、C 接线柱不再接应变片,而 D1、D、D2接线柱上的连接片半桥 测量时加,全桥测量时去掉。 (2)半桥测量单点补偿时,先将 C 排接线柱上五点连接片去掉,然后将各点的测量 片和被偿片分别接到平衡箱 A、B 和 B、C 接线柱上。 (3)半桥测量 5 点公共补偿时,可将各点的测量片接到 A、B 接线柱上,并将 C 接 线柱用 5 点连接片连好并旋紧,在 B、C 间接入补偿片。11 (4)半桥测量 10 点公共补偿时,可在(3)的基础上再将两排 C 接线柱用导线短 接起来。(5)全桥测量时,全部连接片去掉,分别在