桥梁计量检测设备仪器仪表的性能及使用

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1、桥梁计量检测设备、仪器、仪表的性能及使用桥梁梁计量量检测设备、仪器、器、仪表的性能及使用表的性能及使用第一第一讲 量量测仪表基本概念及其主要技表基本概念及其主要技术指指标1量量测仪表的基本表的基本组成成放大部分作用是将感受部分放大部分作用是将感受部分传来的被来的被测参数，通参数，通过各种方式（如机械式各种方式（如机械式齿轮、杠杆、杠杆、电子放大子放大线路或光学放大等）路或光学放大等）进行放大，然后行放大，然后传给记录显示部分。示部分。记录显示部分将放大部分示部分将放大部分传来的量来的量测结果，通果，通过指指针、电子数子数码管、屏管、屏幕幕进行行显示，或通示，或通过各种各种记录设备将将试验数据或

2、曲数据或曲线记录下来。下来。感受部分一般都直接与感受部分一般都直接与被被测对象接触或直接附象接触或直接附着在被着在被测对象上，用来象上，用来感受被感受被测对象的参数象的参数变化。化。经转换后后传给放大放大部分。部分。2. 量量测仪表的主要技表的主要技术性能指性能指标 （1）刻度）刻度值A：设置有指示装置的置有指示装置的仪表，一般都配有分度，表，一般都配有分度，刻度刻度值是指分度表上每一最小刻度所代表的被是指分度表上每一最小刻度所代表的被测量的数量的数值。即即仪器的最小分度器的最小分度值。刻度。刻度值的倒数的倒数为该表的放大率，即表的放大率，即V=1/A。 （2)2)量程量程S：是指：是指测量上

3、限和下限的代数差，即量上限和下限的代数差，即仪表刻度表刻度盘上上的上限的上限值减去下限减去下限值。也称。也称为仪器器仪表可量表可量测的最大范的最大范围。S=Xmax-Xmin。通常下限。通常下限Xmin=0，故，故S=Xmax。 (3)灵敏度灵敏度K：是指某：是指某实际物理量的物理量的单位位输出增量出增量y与与输入增入增量量x的比的比值，即，即K=y/x。或被。或被测量的量的单位位变化引起化引起仪器示器示值的的变化化值。单位位输入量所引起的入量所引起的仪表示表示值的的变化。（如化。（如输入入10个个，指，指针偏偏转11，则灵敏系数灵敏系数为1.1）（4）分辨率：使）分辨率：使仪器器仪表示表示值

4、发生生变化化饿最小最小输入量入量的的变化化值。是。是仪器器仪表表测量被量被测物理量最小物理量最小变化化值的能的能力。力。（5）滞后：在恒定的）滞后：在恒定的环境下，某一境下，某一输入量从起始量程入量从起始量程增至最大量程，再由最大量程减至最小量程，正反两个增至最大量程，再由最大量程减至最小量程，正反两个行程行程输出出值之之间的偏差称的偏差称为滞后。滞后常用全量程中的滞后。滞后常用全量程中的最大滞后最大滞后值与与满量程量程输出出值之比来表示。之比来表示。（6）精确度（精度）：它是精密度和准确度的）精确度（精度）：它是精密度和准确度的综合反合反映。是指映。是指仪表指示表指示值与被与被测值的符合程度

5、。常用的符合程度。常用满量程量程的相的相对误差来表示，差来表示，仪表精度高，表精度高，说明随机明随机误差和系差和系统误差小，差小，误差越小，精度越高，工程差越小，精度越高，工程应用中，用中，为简单表表示示仪表表测量量结果的可靠程度，可用果的可靠程度，可用仪表精确等表精确等级A表示：表示：A=（gmax/S）100%。gmax最大最大绝对允允许误差。差。（7）可靠性：在）可靠性：在规定的条件下，（定的条件下，（满足足规定的技定的技术指指标）满足足给定的定的误差极限范差极限范围内内连续工作的可能性，或者工作的可能性，或者说构构成成仪表的元件或部件的功能随表的元件或部件的功能随时间的增的增长仍能保持

6、仍能保持稳定的定的程度。程度。（8）零位温）零位温飘和和满量程量程热漂移：漂移：零位温零位温飘：是指当：是指当仪表的工作表的工作环境不境不为20时，零位，零位输出出随温度的随温度的变化率。化率。满量程量程热漂移：是指当漂移：是指当仪表的工作表的工作环境不境不为20时，满量量程程输出随温度的出随温度的变化率。它化率。它们都是温度都是温度变化的函数。化的函数。（9）线性范性范围：保持：保持仪器的器的输入量和入量和输出信号出信号为线性关性关系系时，输入量的允入量的允许变化范化范围。（10）线性度：性度：仪表使用表使用时的校准曲的校准曲线与理与理论拟合直合直线的的接近程度。用校准曲接近程度。用校准曲线

7、和和拟合直合直线的最大偏差与的最大偏差与满量程量程输出的百分比表示。在出的百分比表示。在动态量量测中，中，对仪表的表的线性度性度应严格格要求，否要求，否则对测量量结果引起果引起较大大误差。差。3.仪表的量表的量测方法方法 （1）直接）直接测量法和量法和间接接测量法。量法。 直接直接测量法：用一个事先按量法：用一个事先按标准量分度的准量分度的测量量仪表表对某一被某一被测的量的量进行行直接直接测定，从而得出定，从而得出该量的数量的数值。 间接接测量：不直接量：不直接测量待求量量待求量x，而是，而是对与待求量与待求量x有确切函数关系的其有确切函数关系的其他物理量他物理量Y1、Y2、Y3Yn进行直接行

8、直接测量量,然后通然后通过已知函数关系式求待已知函数关系式求待求量求量x的的值.即。如即。如测应力：力： 。 （2）偏位）偏位测定法与零位定法与零位测定法，均属于直接定法，均属于直接测量法。量法。 偏位偏位测定法：当定法：当测量量仪表是用指表是用指针相相对于刻度于刻度线的偏位来直接表示被的偏位来直接表示被测量的大小量的大小时，这种种测量方法就是偏位量方法就是偏位测定法。用偏位法定法。用偏位法测量量时，指，指针式式仪表内没有表内没有标准量具，而只准量具，而只设有有经过标准量具准量具标定定过的刻度尺，刻度尺的精的刻度尺，刻度尺的精度不可能做得很高，故度不可能做得很高，故测量精度不高。如百分表、量精

9、度不高。如百分表、动态应变仪等。等。 零零位位测定定法法：是是使使被被测量量x和和某某已已知知标准准量量对仪表表的的指指零零机机构构的的作作用用达达到到平平衡衡，即即两两个个作作用用的的总效效应为零零。即即。在在零零位位测定定法法中中测量量结果果的的误差差主主要要取取决决于于标准准量量的的误差差，因因而而测量量精精度度高高于于偏偏位位法法，但但操操作作速速度度慢慢。如如天天平、静平、静态电阻阻应变仪等。等。4.量量测仪表的表的选用原用原则 （1）仪表性能表性能满足足试验的具体要求，如合适的灵敏度、足的具体要求，如合适的灵敏度、足够的精度和量程。的精度和量程。 精度：精度：应使使仪表的最小刻度表

10、的最小刻度值（即最大（即最大误差）差）被被测值的的5%； 量程：以量程：以选用最大被用最大被测值的的1.252.0倍倍为好，或使最大被好，或使最大被测值在在仪表的表的2/3量程量程范范围附近，以防破坏。附近，以防破坏。（2）动态量量测仪表其表其线性范性范围、频响特性、相移特性等均响特性、相移特性等均应满足足试验要求。要求。（3）对于安装在于安装在结构上的构上的仪表或表或传感器，要求体感器，要求体积小、自重小、自重轻，不影响，不影响结构的工作性能和受力。构的工作性能和受力。（4）同一）同一试验中中选用的用的仪器器仪表种表种类、规格尽可能少，以便格尽可能少，以便统一数据的精度，一数据的精度，简化量

11、化量测数据的整理工作和避免差数据的整理工作和避免差错。（5）仪器器仪表表对环境的适境的适应性要性要强且使用方便，工作可靠和且使用方便，工作可靠和经济耐用。耐用。5.仪器的器的误差及其消除方法差及其消除方法(1)仪器器误差（偶然差（偶然误差和系差和系统误差）差）仪器本身的器本身的误差属于系差属于系统误差范畴，主要是由于差范畴，主要是由于仪表在生表在生产工工艺上或上或设计上的缺陷造成的。上的缺陷造成的。系系统误差出差出现的的规律可区分律可区分为：（：（1）定）定值误差差误差大小差大小和符号保持不和符号保持不变的，如刻度不准确。（的，如刻度不准确。（2）变值误差差较为复复杂，有累，有累进误差和周期差

12、和周期误差等。差等。(2)消除系消除系统误差的方法差的方法量量测仪表的定期率定表的定期率定 1）仪表率定的概念：表率定的概念：为了确定了确定仪表的精确度或表的精确度或换算系数，算系数，定出其定出其误差，需将差，需将仪表示表示值与与标准量相比准量相比较，这种工作就称种工作就称为仪表的率定。表的率定。 2）仪表率定的方法：表率定的方法：在在专门率定率定设备上率定，上率定，这种种设备能能产生一个已知生一个已知标准量准量的的变化，把它和被率定化，把它和被率定仪器的示器的示值作比作比较，求出被率定，求出被率定仪器器的刻度的刻度值。采用和被率定采用和被率定仪器同一等器同一等级的的“标准准”仪器器进行比行比

13、较来率定。来率定。“标准准”仪器精度并不高，但不常用，可器精度并不高，但不常用，可认为该仪器的度量器的度量性能技性能技术指指标可保持不可保持不变，准确度已知。，准确度已知。这种方法率定种方法率定结果果的准确性稍差，但不需要特殊的率定的准确性稍差，但不需要特殊的率定设备。比。比较常用。常用。利用利用标准准试件率定件率定仪器，将器，将标准准试件放在件放在实验机上加机上加载，使，使标准准试件件产生已知的生已知的变化量，根据化量，根据变化量可求出安装在化量可求出安装在试件件的被率定的被率定仪器的器的误差，此方法准确度不高，但差，此方法准确度不高，但简单，易，易实现，故广泛采用。故广泛采用。 了解构件内

14、部了解构件内部应力分布情况，特力分布情况，特别是是结构危构危险截面的截面的应力分力分布及最大布及最大应力力值是是评定定结构工作状构工作状态的重要指的重要指标，也是建立，也是建立结构理构理论的重要依据。的重要依据。 测量的方法主要有：量的方法主要有：1.应变机机测法；法；2.应变电测法；法；3.应变光光测法。法。第二第二讲 应变（力）（力）测量量仪器器1应变机机测法法 1）手持）手持应变仪(接触式接触式千分表千分表应变仪)主要主要组成：两个成：两个弹簧片簧片连接两个接两个刚性骨架，两个性骨架，两个刚性骨架可做无摩擦的相性骨架可做无摩擦的相对移移动，骨架两端附，骨架两端附带有有锥形插形插轴，进行行

15、测量量时将将锥形插形插轴插入插入结构表面构表面预留留的空穴里。的空穴里。1-刚性骨架；性骨架；2-插插轴；3-骨架外凸骨架外凸缘；4-千分表千分表测杆；杆；5-薄薄钢片；片；6-千分表千分表图3.2 手持手持应变仪构造示意构造示意图1应变机机测法法 ( (1）手持）手持应变仪(接触式千分接触式千分表表应变仪)工作原理如工作原理如图3.3所示。所示。 图3.3 手持手持应变仪工作原理示意工作原理示意图其中 a试件表面至脚标孔穴底的距离； h试件截面高度。1应变机机测法法 ( (2）单杠杆杠杆应变仪（杠（杠焊式式应变仪） 如如图3.4所，它由所，它由刚性杆性杆（一端（一端带固定刀口）、杠杆固定刀口

16、）、杠杆（一端（一端带活活动刀口）和千分刀口）和千分表表组成，构件成，构件变形后活形后活动刀刀口以口以b点点为支点支点转动，经杠杠杆放大后由千分表杆放大后由千分表测出。出。 1-固定刀口；固定刀口；2-活活动刀口；刀口；3-千分表；千分表；4-杠杆；杠杆；5-刚性杆性杆图3.4 3.4 单杠杆杠杆应变仪1应变机机测法法 ( (3）双杠杆引伸）双杠杆引伸仪 如如图3.5所，杠杆引伸所，杠杆引伸仪是利用是利用杠杆放大原理而制成的量杠杆放大原理而制成的量测应变的的仪器。其构造原理是由活器。其构造原理是由活动刀口刀口组成第一支杠杆，指成第一支杠杆，指针为第二支杠杆，第二支杠杆，标距距L内内长度有度有变

17、化化时，第一支杠，第一支杠杆活杆活动刀口旋刀口旋转，推，推动第二支杠杆第二支杠杆转动，经第二支杠杆放大后，第二支杠杆放大后，读数数指示在刻度指示在刻度盘上。上。 图3.5 3.5 双杠杆引伸双杠杆引伸仪H1H3H4LZH2Lx工作原理工作原理为：仪器的放大率器的放大率 : 试件的件的应变为： 2应变电测法法 电测应变仪主要有振弦式、主要有振弦式、电磁感磁感应式、式、压电式、式、电容式等。用容式等。用电阻阻应变片片测应变是其中最基本、最常用的是其中最基本、最常用的应变传感器。感器。(1) 电测法概念法概念 在量在量测过程中，常将某些物理量程中，常将某些物理量发生的生的变化，先化，先变换为电量的量

18、的变化，然后用量化，然后用量电器器进行量行量测，这种方法称种方法称为电测法或非法或非电量的量量的量测技技术。(2) 应变电测法的概念法的概念 在在结构构试验中，因中，因结构受到外荷构受到外荷载或受温度及或受温度及约束等原因而束等原因而产生生应变，应变为机械量，用量机械量，用量电器量器量测非非电量，首先必量，首先必须把非把非电量量转换为电量的量的变化，然后才能用量化，然后才能用量电器量器量测，量，量测由由应变引起的引起的电量量的的变化称化称为应变电测法。法。例如：例如： 电阻阻应变片片 测量量电路路 放大放大电路路 指示器或指示器或记录仪2应变电测法法 (3) 应变电测法的法的优点点 1）灵敏度

19、和准确度高，）灵敏度和准确度高，测量范量范围大大=10-61110010-6； 2）变换元件体元件体积小、小、质量量轻； 3）对环境适境适应性好，可在高温、高性好，可在高温、高压及水中及水中进行；行； 4）适用性好。）适用性好。(4) 电阻阻应变片的工作原理片的工作原理 图3.6 金属金属丝的的电阻阻应变原理原理其中其中k0称称为电阻阻丝的灵敏系数，它是由的灵敏系数，它是由电阻阻丝的材料系数的材料系数c和泊松比和泊松比v确定。确定。 3钢弦式弦式传感器感器 (1)(1)钢弦式弦式传感器的工作原理感器的工作原理 钢弦式弦式传感器是以被感器是以被张紧的的钢弦作弦作为敏感元敏感元件，利用其固有件，利

20、用其固有频率与率与张拉力的函数关系，根拉力的函数关系，根据固有据固有频率的率的变化来反映外界作用力的大小。化来反映外界作用力的大小。钢弦式弦式传感器的感器的结构和工作原理如构和工作原理如图3.22所示。所示。 振弦固定在上、下两振弦固定在上、下两夹块之之间，用固，用固紧螺螺钉固固紧，给弦加一定的初始弦加一定的初始张力力T。在弦的中。在弦的中间固定着固定着软铁块，永久磁永久磁铁和和线圈构成弦的激励器，同圈构成弦的激励器，同时又兼作弦的又兼作弦的拾振器。拾振器。夹块和膜片相和膜片相连而感受而感受压力力P。 由由图3.22可知可知,若使弦按固有若使弦按固有频率振率振动，必，必须首先首先给弦以激励力，

21、振弦是依靠弦以激励力，振弦是依靠线圈中的圈中的电流脉冲所流脉冲所产生的生的电磁吸引力来磁吸引力来产生激励作用。生激励作用。线圈中将圈中将产生与生与弦的振弦的振动同同频率的交率的交变电势输出。出。这样通通过测量感量感应电势的的频率即可率即可检测振弦振弦张力的大小。力的大小。 1-夹具；具；2-振弦；振弦；3-永久磁永久磁铁；4-线圈；圈；5-螺螺钉；6-软磁磁铁；7-膜片。膜片。图3.22 钢弦式弦式传感器感器结构原理构原理图3钢弦式弦式传感器感器 工程中常用的工程中常用的钢弦式弦式传感器有：感器有：钢弦式弦式应变传感器、感器、钢弦式弦式压力力传感器、感器、钢弦式荷弦式荷载传感器和感器和钢弦式位

22、移弦式位移传感器。感器。（2 2）钢弦式弦式应变传感器感器图3.23 钢弦式弦式应变传感器感器钢弦式弦式应变传感器感器测试技技术具有以下具有以下较为突出的特点：突出的特点：（1）分辨率高，）分辨率高，测量量结果精确、可靠。目前常用的果精确、可靠。目前常用的钢弦弦应变传感器分辨率可感器分辨率可达到达到0.1。（2）不易受温度和）不易受温度和电磁磁场等的影响，特等的影响，特别是野外是野外测量量时抗干抗干扰性能好。性能好。（3）易于）易于实现测试过程中的全自程中的全自动化数据采集、多点同步化数据采集、多点同步测量、量、远距离距离测量量和遥控和遥控检测。（4）现场操作方便，操作方便，测试方法易于掌握。

23、方法易于掌握。3钢弦式弦式传感器感器 （2 2）钢弦式弦式应变传感器感器 钢弦式弦式应变传感器感器测试技技术优点点虽然很突出，但也存在以下然很突出，但也存在以下较为明明显的不的不足之足之处：（1）应变计标距距较大，一般大，一般为100200mm，不能用于，不能用于测量量应力梯度力梯度较大大的的应变，也不能用于，也不能用于测量量较小尺寸构件的小尺寸构件的应变，如小比例的模型，如小比例的模型试验。（2）响）响应速度速度较慢，不能用于慢，不能用于动态和瞬和瞬态应变测量。量。（3）量程范）量程范围较小，一般小，一般为-1500+1500,不能用于大不能用于大应变的的测量。量。（4）测试元件及元件及仪器

24、成本器成本较高。高。 钢弦式弦式应变传感器工作原理是：在微幅振感器工作原理是：在微幅振动条件下，条件下，钢弦的自振弦的自振频率与率与钢弦弦应力有如下关系：力有如下关系：上式可上式可变换为：常数常数 从上式可从上式可发现，钢弦弦应力与其自振力与其自振频率的平方成正比，常数可通率的平方成正比，常数可通过标定求得。定求得。经过标定得到定得到应变频率关系：率关系： 3钢弦式弦式传感器感器 （2 2）钢弦式弦式应变传感器感器钢弦弦式式应变传感感器器分分为钢弦弦式式表表面面应变传感感器器、钢弦弦式式钢筋筋应力力传感感器器和和钢弦式内部弦式内部应变传感器。感器。1）钢弦式表面弦式表面应变传感器感器图3-22

25、 钢弦式表面弦式表面应变传感器感器 图3-23 国国产钢弦弦应变读数数仪3钢弦式弦式传感器感器 （2 2）钢弦式弦式应变传感器感器2）钢弦式内部弦式内部应变传感器感器图3-22 钢弦埋入式弦埋入式应变传感器感器 图3-23 进口口钢弦弦应变读数数仪( (1）应变片的构造（以片的构造（以丝绕式式为例）例） 1- -敏感敏感栅；2- -引出引出线；3- -粘合粘合剂；4- -覆盖覆盖层；5- -基底基底图3.7电阻阻应变片的构造片的构造( (2）电阻阻应变片的分片的分类按按丝栅材料分材料分类：a)半半导体体应变片（体型半片（体型半导体体应变片、片、扩散型半散型半导体体应变片、薄膜型半片、薄膜型半导

26、体体应变片）。片）。b)金属金属应变片片体型体型应变片片箔式箔式应变片（片（=0.0020.005mm金属箔）、金属箔）、丝式式应变片片=0.0150.05mm（丝绕式、短接式）式、短接式） 、金属薄膜、金属薄膜应变片片 第四第四讲 电阻阻应变仪及及测量量电路与路与应变片的粘片的粘贴1、电阻阻应变片片(2）电阻阻应变片的分片的分类按基底材料分按基底材料分类： a)纸基基应变片；片；b)胶基胶基应变片；片；c)金属片基金属片基应变片；片；d)临时基底基底应变片。片。按温度按温度场分分类： 低温低温应变片（片（-30）；常温）；常温应变片（片（-3060）；中温）；中温应变片片（60350）；高温

27、）；高温应变片（片（350）。）。(3）电阻阻应变片的特点片的特点优点：灵敏度高，尺寸小，重量点：灵敏度高，尺寸小，重量轻，粘，粘贴牢固，适用于各种温度牢固，适用于各种温度场和外部和外部环境。境。缺点：不能重复使用，粘缺点：不能重复使用，粘贴工作量大，估工作量大，估计参数不精确，具有近似性。参数不精确，具有近似性。(4）电阻阻应变片的主要技片的主要技术性能指性能指标a）灵敏系数）灵敏系数 b）标距；距；c）使用面）使用面积；d）电阻阻值；e）应变极限；极限；f）绝缘电阻；阻；g）零）零飘；h）蠕）蠕变 ；i）机械滞后；）机械滞后； j）疲）疲劳寿命；寿命； k）温度适用范）温度适用范围 （1）

28、应变片的片的选择与与检查 (5(5）电阻阻应变片的粘片的粘贴技技术 检查：外：外观，用目，用目测或放大或放大镜观看，看，应剔除剔除应变片片丝栅中有形状中有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的片；阻点等缺陷的片；阻值，应剔除断路或剔除断路或短路的片，每片阻短路的片，每片阻值相差不得超相差不得超过仪器可器可调平衡的允平衡的允许范范围。 选择：应根据被根据被测试件所件所处的的环境条件，如：温度、湿度、被境条件，如：温度、湿度、被测材料、材料、结构特点、构特点、检测的性的性质和和应变的范的范围等来确定。等来确定。 1）标距：在距：在应变场变化大化大处或用于或用于传感器上感器

29、上时，应选用小用小标距的距的应变片，如片，如钢结构常用构常用520mm。在不均匀材料上。在不均匀材料上应选用大用大标距的距的应变片，如混凝土材料片，如混凝土材料常用常用80150mm。 2）应变片片电阻：阻：选用用时应注意与注意与应变仪相一致。相一致。 3）灵敏系数：）灵敏系数：调整整应变仪的灵敏系数与的灵敏系数与应变片的灵敏系数一致。片的灵敏系数一致。 4）基底种）基底种类：较为常常见的有的有纸基和胶基两种。常温下的一般基和胶基两种。常温下的一般测试可用可用纸基基应变片；片；对于野外于野外试验及及长期期稳定性要求定性要求较高的高的试验，宜用胶基，宜用胶基应变片。片。 5）敏感）敏感栅材料：康

30、材料：康铜丝材料的温度材料的温度稳定性定性较好，适用于大好，适用于大应变测量。量。 6）特殊）特殊环境和要求境和要求选用特种用特种应变片，如低温片，如低温应变片、高温片、高温应变片、裂片、裂纹扩展展片、疲片、疲劳寿命片等。寿命片等。 挤压：在片上盖上玻璃：在片上盖上玻璃纸，用手指沿一个方向，用手指沿一个方向滚压，挤出多余的出多余的胶水和气泡。胶水和气泡。 加加压：用手指：用手指轻压片，直到粘住片，直到粘住为止。止。 3)3)固化固化处理理 分自然干燥或人工固化。分自然干燥或人工固化。 4)4)粘粘贴质量量检查 分外分外观、阻、阻值及及绝缘度度检查。 5)5)接接线：分三步：分三步 固定点固定点

31、设置置 引出引出线绝缘 导线焊接接 （2）贴片片 1)1)测点表面的点表面的处理理 钢筋：除筋：除锈、刨光并用砂、刨光并用砂纸打成与打成与测量方向呈量方向呈45450 0交叉交叉细纹，用丙用丙酮清洗干清洗干净。 砼：先找平，再用砂布打平并用丙：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干溶液清洗干净。 2)2)贴片片 上胶：胶水均匀而薄地在基底面上涂一上胶：胶水均匀而薄地在基底面上涂一层，稍后，当胶水，稍后，当胶水发粘粘时顺着受力方向着受力方向对中放好。中放好。（3 3）防潮防水）防潮防水处理理1)1)拌制防潮拌制防潮剂 常用的防潮常用的防潮剂有有环氧氧树脂与聚脂与聚酰胺按胺按2 2：1 1或或3

32、3：2 2搅拌均匀，拌均匀，配制而成，配制而成，还可用石腊与凡士林按可用石腊与凡士林按1 1：1 1配制，加配制，加热熔化成液体，熔化成液体，冷却后使用。冷却后使用。2)2)涂抹：将防潮涂抹：将防潮剂均匀地涂在均匀地涂在应变片上，后用片上，后用纱布一布一层层缠紧，使胶液从中渗出，胶使胶液从中渗出，胶层表面表面应光滑，固化后即能起到防潮防水的光滑，固化后即能起到防潮防水的作用。作用。 防防护技技术是是应变测量中的重要量中的重要环节，通常用，通常用应变片和片和结构表面构表面的的绝缘电阻阻值来判断。高的来判断。高的绝缘电阻阻值可保可保证测量的精度，但要量的精度，但要求求过高会加大工作量和增加防高会加

33、大工作量和增加防护工作的工作的难度。所以一般要求静度。所以一般要求静态测量量绝缘电阻大于阻大于200M，对于于长期期检测、动态测量和精度要求量和精度要求高的高的检测，绝缘电阻阻应大于大于500 M。电阻应变片防护图2 、电阻阻应变仪(1）电阻阻应变仪的的组成成 由由电阻阻应变片的工作原理可知：当片的工作原理可知：当k=2.0，被，被测量的机械量的机械应变为10-310-6时， 。这个信号很微个信号很微弱，用量弱，用量电器器检测很困很困难，要借助于放大器放大，要借助于放大器放大，电阻阻应变仪就是就是电阻阻应变片的片的专用放大器及量用放大器及量电器。其主要器。其主要组成成为：振：振荡器、器、测量量

34、电路、放大器、相路、放大器、相敏敏检波器、波器、电源等部分源等部分组成。成。应变仪的的测量量电路一般采用惠斯登路一般采用惠斯登电桥，把，把电阻阻变化化转换为电压或或电流的流的变化，并解决了温度化，并解决了温度补偿问题。 (2）电桥原理原理 应变片片电测一般采用两种量一般采用两种量测电路。路。一种是一种是电位位计式式电路，一种是路，一种是桥式式电路，路，通常采用惠斯登通常采用惠斯登电桥。 在在电阻阻应变仪中，主要是通中，主要是通过惠斯登惠斯登电桥原原理来量理来量测应变所引起的所引起的电阻阻变化的微小信号。化的微小信号。 图3.8 3.8 惠斯登惠斯登电桥当当电桥平衡（即平衡（即 ）时， (2）电

35、桥原理原理 当当电桥接成接成1/4电桥时， 当当电桥接成全接成全电桥时， 在全等臂在全等臂电桥，即，即 且且应变片的灵敏系数相同片的灵敏系数相同 的情的情况下：况下：当当电桥为1/4桥臂臂时， 当当电桥为半半桥时， 当当电桥为全全桥接法接法时， 电桥输出出电压的增量的增量UBD与与桥臂臂电阻阻变化率化率 R/R或或应变成正比，成正比，输出出电压与四个与四个桥臂臂应变的代数和成的代数和成线性关系。性关系。电桥的增减特性，即相的增减特性，即相邻两两桥臂的臂的应变输出符号相反，相出符号相反，相对桥臂的臂的应变输出符号相同。出符号相同。 2 、电阻阻应变仪(3）平衡）平衡电桥原理原理 在在实际测量中，

36、量中，应变片的阻片的阻值总有偏差，接触有偏差，接触电阻和阻和导线的的电阻也有差阻也有差异，使异，使电桥产生不平衡。生不平衡。为了了满足足实际测量的需求，量的需求，应变仪改成了平衡改成了平衡电桥（如（如图3.9）。）。 R1为工作片，工作片，R2为温度温度补偿片，片，R3、R4由滑由滑线电阻阻ac代替，触点代替，触点D平分平分ac。且使且使桥路路 图3.9 电桥平衡平衡桥路路处于平衡状于平衡状态时有：有： 当构件受力当构件受力变形后，形后，R1有微小有微小变量量R1，此，此时桥路失去平衡，路失去平衡，调整触点整触点D使使桥路重新恢复平衡路重新恢复平衡的条件的条件为： 整理得：整理得： 2 、电阻

37、阻应变仪(4）温度）温度补偿技技术 1）温度效）温度效应的概念的概念 用用电阻阻应变片片测量量应变时，应变片除了能感受片除了能感受试件本身件本身应变外，由于外，由于环境境温度温度变化的影响，同化的影响，同样也能通也能通过应变片的感受而引起片的感受而引起电阻阻应变仪指示部分的指示部分的示示值变动，这种种变动称称为温度效温度效应。 2）产生温度效生温度效应的原因的原因 温度温度变化从两个方面使化从两个方面使应变片的片的电阻阻值发生生变化。第一是化。第一是电阻阻丝温度改温度改变时，其，其电阻将会随之改阻将会随之改变，即：，即： 第二是因第二是因为材料与材料与应变片片电阻阻丝的的线膨膨胀系数不相等，但

38、二者又粘在一起，系数不相等，但二者又粘在一起，当温度改当温度改变时，引起附加，引起附加电阻的阻的变化，即：化，即：总的温度的温度应变效效应为：2 、电阻阻应变仪(4）温度）温度补偿技技术 3）温度）温度补偿的方法的方法 温度温度补偿的方法有两种：的方法有两种：应变片自片自补偿法和法和桥路路补偿法。法。较常用的是常用的是桥路路补偿法。法。 桥路路补偿法：利用法：利用电桥的加减特性，当的加减特性，当电桥的两个相的两个相邻桥臂的臂的电阻相同阻相同时，反映在反映在电桥输出上起了相互抵消的作用。出上起了相互抵消的作用。桥路路补偿又分温度片又分温度片补偿和工作片和工作片补偿法。法。 温度片温度片补偿法法

39、R1为工作片粘工作片粘贴在在试件上，件上，R2为温度温度补偿片粘片粘贴在在补偿块上，上，R3、R4为精密精密无感无感电阻。阻。 图3.10 温度片温度片补偿法法2 、电阻阻应变仪(4）温度）温度补偿技技术 3）温度）温度补偿的方法的方法 工作片工作片补偿法法 测量量时，如果在被，如果在被测构件上能找到构件上能找到应变符号符号相反，比例关系已知、温度条件相同的两个相反，比例关系已知、温度条件相同的两个测点，在点，在这两个两个测点上各粘点上各粘贴一个工作一个工作应变片，片，例如在例如在悬臂梁同一截面上下各粘臂梁同一截面上下各粘贴一片接在相一片接在相邻桥臂上，在等臂条件下可臂上，在等臂条件下可实现温

40、度温度补偿。如如图3.11所示。所示。 图3.11 工作片工作片补偿法法2 、电阻阻应变仪v(1) (1) 线位移位移变形形测量量结构的位移主要是指构的位移主要是指试件的件的挠度、度、侧移、移、转角、支座偏移等参角、支座偏移等参数。量数。量测位移的位移的仪表主要有：机械式、表主要有：机械式、电子式及光子式及光电式等多种。式等多种。 第五第五讲 位移与位移与变形形测量量仪器器1接触式位移接触式位移计接触式位移接触式位移计为机机械式械式仪表，它主要表，它主要由由测杆、杆、齿轮、指、指针和和弹簧等机械零簧等机械零件件组成成。 1-1-短短针齿轮；2-2-齿轮弹簧；簧；3-3-长针；4-4-测杆；杆；

41、5-5-测杆杆弹簧；簧；6 6、7 7、8-8-齿轮图1 1 百分表的构造百分表的构造图 接触式位移接触式位移计根据刻根据刻度度盘上最小刻度上最小刻度值所代所代表的量分表的量分为百分表（刻百分表（刻度度值为0.01mm）、千）、千分表（刻度分表（刻度值为0.001mm）和）和挠度度计（刻度（刻度值为0.05mm或或0.01mm）。）。 接触式位移接触式位移计的度量的度量性能指性能指标有刻度有刻度值、量、量程和允程和允许误差。差。 2应变梁式位移梁式位移传感器感器 应变梁式位移梁式位移传感器的主要部件是一感器的主要部件是一块弹性好、性好、强度高的度高的铍青青铜制成制成的的悬臂臂弹簧片（簧片（图2

42、）,簧片一端固定在簧片一端固定在仪器外壳上。在簧片上粘器外壳上。在簧片上粘贴四片四片应变片，片，组成全成全桥或半或半桥测量量电路，簧片的自由端固定有拉簧，拉簧与指路，簧片的自由端固定有拉簧，拉簧与指针固固结。量程。量程为30150mm，读数分辨率可达数分辨率可达0.01mm。 1-应变片；2-悬臂梁；3-引线；4-弹簧；5-标尺；6-指针；7-测杆；8-固定环图2 应变梁式位移梁式位移传感器感器3滑滑线电阻式位移阻式位移传感器感器 滑滑线电阻式位移阻式位移传感器由感器由测杆、滑杆、滑线电阻和触阻和触头等等组成，构造与成，构造与测量原量原理如理如图3所示。滑所示。滑线电阻固定在表阻固定在表盘内，

43、触内，触电将将电阻分成阻分成R1及及R2。 采用采用这样的半的半桥接接线，其，其输出量与出量与电阻增量（或阻增量（或应变增量）成正比，亦即增量）成正比，亦即与位移成正比。量程可达与位移成正比。量程可达10100mm以上。以上。 1-测杆；2-滑线电阻；3-触头；4-弹簧图3 3 滑滑线电阻式位移阻式位移传感器感器4差差动变压式位移式位移传感器感器 如如图4所示所示为差差动变压式位移式位移传感器的构造原理。它由一个初感器的构造原理。它由一个初级线圈和圈和两个次两个次级线圈分内外两圈分内外两层，共同，共同绕在一个在一个圆筒上，筒上，圆筒内放置一个能自由筒内放置一个能自由上下移上下移动的的铁芯。初芯

44、。初级线圈加入激磁圈加入激磁电压时，通，通过互感作用使次互感作用使次级线圈感圈感应而而产生生电势。1-线圈；2-次级线圈；3-圆形筒；4-铁芯图4 4 差差动变压器式位移器式位移传感器感器铁芯居中芯居中时，感，感应电势 ， 无无输出信号。出信号。铁芯向上移芯向上移动 ，这时 ，输出出为 。铁芯向上移芯向上移动的位移愈大，的位移愈大， 也愈也愈大。大。v(2) 角位移角位移测量量角位移角位移测量的量的仪表主要有：杠杆式表主要有：杠杆式测角器、水准式角器、水准式倾角角仪、电子子倾角角仪等。等。1-刚性杆；2-试件；3-位移计图5 5 杠杆式杠杆式测角器角器1)杠杆式杠杆式测角器角器杠杆式杠杆式测角

45、器构造示意如角器构造示意如图5，将，将刚性杆性杆1固定在固定在试件件2的的测点上，点上，结构构变形形带动刚性杆性杆转动，用位移，用位移计测出出3、4两点位两点位移，即可算出移，即可算出转角角 当当L=100mm， 时，则可可测得得转角角值为110-3弧度，具弧度，具有足有足够的精度。的精度。2)水准式水准式倾角角仪 水准式水准式倾角角仪的构造如的构造如图6所示。水准管所示。水准管1安置在安置在弹簧片簧片4上，一端上，一端铰接于基座接于基座6上，另一端被微上，另一端被微调螺螺丝3顶住。当住。当仪器用器用夹具具5安装在安装在测点上后，用微点上后，用微调螺螺丝使水准管的气泡居中，使水准管的气泡居中，

46、结构构发生生变形后气泡形后气泡漂移，再漂移，再转动微微调螺螺丝使气泡重新居中，度使气泡重新居中，度盘前后两次前后两次读数的差即数的差即为测点的点的转角：角： 1-1-水准管；水准管；2-2-刻度刻度盘；3-3-微微调螺螺丝；4-4-弹簧片；簧片；5-5-夹具；具；6-6-基座；基座；7-7-活活动铰图6 6 水准式水准式倾角角仪L为铰接基座与微接基座与微调螺螺丝顶点之点之间的距离；的距离；h为微微调螺螺丝顶点前点前进或后退的位移。或后退的位移。仪器的最小器的最小读数可达数可达12，量程，量程为3。 图7 电子子倾角角仪3)电子子倾角角仪 电子子倾角角仪实际上是一种上是一种传感器。它通感器。它通

47、过电阻的阻的变化来化来测定定结构某构某部位的部位的转动角度。角度。仪器的构造原理如器的构造原理如图7所示。主要装置是一个盛所示。主要装置是一个盛有高有高稳定性定性导电液体的玻璃器皿，在液体的玻璃器皿，在导电液体中插入液体中插入3根根电极并加极并加以固定，以固定，电极等距离极等距离设置且垂直于器皿底面。置且垂直于器皿底面。 量量测力的力的仪器分器分为机械式和机械式和电测式两种，其基本原理式两种，其基本原理是用一是用一弹性元件去感受力或液性元件去感受力或液压，弹性元件在力的作用性元件在力的作用下，下，发生与外力或液生与外力或液压成成对应关系的关系的变形。形。 第六第六讲 力力值测量量仪器器1. 荷

48、荷载和反力和反力测定定图8 8 荷重荷重传感器内壁筒感器内壁筒 荷荷载传感器可以量感器可以量测荷荷载、反力、反力以及其他各种外力。根据荷以及其他各种外力。根据荷载性性质不同，荷不同，荷载传感器的形式有拉伸型、感器的形式有拉伸型、压缩型和通用型三种。各种荷型和通用型三种。各种荷载传感器的外形基本相同，其核心部件感器的外形基本相同，其核心部件是一个厚壁筒（是一个厚壁筒（图8）。）。 在筒壁上在筒壁上贴有有电阻阻应变片以便将片以便将机械机械变形形转换为电量。目前，荷重量。目前，荷重传感器多用感器多用钢弦代替弦代替应变片，可以片，可以直接直接读出所需要的力出所需要的力值。 2. 拉力和拉力和压力力测定

49、定 测力力计是利用是利用钢制制弹簧、簧、环箍或簧箍或簧片在受力后片在受力后产生生弹性性变形的原理，将形的原理，将变形通形通过机械放大后，用指机械放大后，用指针度度盘表表示或借助位移示或借助位移计反映力的数反映力的数值。 用于用于测量量张拉拉钢丝或或钢丝绳拉力的拉力的环箍式拉力箍式拉力计如如图9所示。它由两片弓形所示。它由两片弓形钢板板组成一个成一个环箍。在拉力作用下，箍。在拉力作用下，环箍箍产生生变形，通形，通过一套机械一套机械传动放放大系大系统带动指指针转动，指，指针在度在度盘上上的示的示值即即为外力外力值。 如如图10所示是另一个所示是另一个环箍式拉、箍式拉、压测力力计。它用粗大的。它用粗

50、大的钢环作作弹簧，簧，钢环在拉、在拉、压力作用下的力作用下的变形，形，经过杠杠杆放大后推杆放大后推动位移位移计工作。工作。 1-指指针；2-中央中央齿轮；3-弓形弓形弹簧；簧；4-耳耳环； 5-连杆；杆；6-扇形扇形齿轮；7-可可动接板接板 图9 环箍式拉力箍式拉力计 1-位移位移计；2-弹簧；簧；3-杠杆；杠杆；4、7-下、上下、上压头;5-杠杆；杠杆；6-钢环；8-拉力拉力夹头 图10 环箍式拉、箍式拉、压测力力计 第七第七讲 裂裂缝与温度与温度测定定1. 裂裂缝检测裂裂缝的的产生生和和发展展是是钢筋筋混混凝凝土土结构构反反映映的的一一个个重重要要特特征征，对确确定定结构构的的开开裂裂荷荷

51、载、研研究究结构构的的破破坏坏过程程与与结构的抗裂及构的抗裂及变形性能均有十分重要的价形性能均有十分重要的价值。目目前前，最最常常用用于于发现裂裂缝最最简便便的的方方法法是是借借助助放放大大镜用用肉肉眼眼观察察。在在试验前前用用纯石石灰灰水水溶溶液液均均匀匀地地刷刷在在结构构表表面面并并等等待待干干燥燥。当当试件件受受力力后后，白白色色涂涂层将将在在高高应变下下开开裂裂并并剥剥落落。用用白白灰灰涂涂层，具具有有效效果果好好、价价廉廉和和使使用用技技术要要求求不不高高等等优点点。而而裂裂缝宽度度的的测量量通常使用下列通常使用下列仪器：器：1)读数数显微微镜 2)裂裂纹扩展片展片 1)读数数显微微

52、镜（a）读数数显微微镜； （b）宽度板度板图11 测量裂量裂缝宽度的度的仪器和器和标尺尺2)裂裂纹扩展片展片 （a）裂）裂纹扩展片；（展片；（b）裂）裂纹扩展片展片测裂裂缝图12 12 裂裂纹扩展片及展片及应用用 某些材料和某些材料和试件的裂件的裂纹扩展展情况及情况及扩展速率可采用裂展速率可采用裂纹扩展片展片进行行测量。裂量。裂纹扩展片的展片的构造如构造如图12所示，它是由所示，它是由栅体体和基底和基底组成，成，栅体是平行的体是平行的栅条。各条。各栅条有一端互不相条有一端互不相连，可将某一可将某一栅条的端部及公用端条的端部及公用端与与仪器相器相连，测定裂定裂纹是否已是否已达到达到该栅条条处。此

53、法在断裂力。此法在断裂力学学试验中中应用用较多。多。图13 13 热电偶原理偶原理 大体大体积混凝土入模后的内部温度、混凝土入模后的内部温度、预应力混凝土反力混凝土反应堆容器的堆容器的内部温度等都是很重要的物理量。由于内部温度等都是很重要的物理量。由于这些温度很些温度很难计算，所以只算，所以只能用能用实测方法确定。方法确定。通常，量通常，量测混凝土内部温度的方法是使用混凝土内部温度的方法是使用热电偶或偶或热敏敏电阻。阻。热电偶的基本原理如偶的基本原理如图13所示。它是由两种所示。它是由两种导体体A和和B组成一个成一个闭合合电路，并使路，并使结点点1和和结点点2处于不同的温度于不同的温度T和和T

54、0。 2. 内部温度内部温度测量量目前，在工程中常用目前，在工程中常用热敏敏电阻的温度阻的温度传感感器，国内主要有：器，国内主要有：长沙金沙金码高科技生高科技生产的的温度温度传感器感器JMT-36B和和JMT-36C等，等，进口口的温度的温度传感器主要有：美国基康感器主要有：美国基康(GEOKON)公司生公司生产的的BGK-3700型和加拿大型和加拿大KOCTEST公司生公司生产的的EG-1472型等。型等。第八第八讲 索力索力测量量 要在施工要在施工过程中比程中比较准确地了解索力的准确地了解索力的实际状状态，选择适当的量适当的量测方法和方法和仪器，并器，并设法消除法消除现场量量测中各中各种因

55、素的影响非常关种因素的影响非常关键。 迄今迄今为止止,可供可供现场测定索力的方法主要有定索力的方法主要有7种：种：电阻阻应变片片测定法；定法；拉索伸拉索伸长量量测定法；定法；索拉力垂索拉力垂度关系度关系测定法；定法；压力表力表测定法；定法；压力力传感器感器测定法；定法；频率法；率法；磁通量法磁通量法 方法方法从理从理论上是可行的，但上是可行的，但实施会遇到施会遇到较多多的的实际问题，一般不予采用；方法，一般不予采用；方法测定拉索定拉索张拉拉过程的索力程的索力变化化较为方便，但不能方便，但不能测定成定成桥后索力；方后索力；方法法既可既可测定拉索定拉索张拉拉过程的索力程的索力变化，又可化，又可测定

56、定成成桥后索力。后索力。 1压力表力表测定法定法 由于千斤由于千斤顶的的张拉油缸中的液拉油缸中的液压和和张拉力有直接的关系，所拉力有直接的关系，所以只要通以只要通过精密精密压力表或液力表或液压传感器感器测定油缸的液定油缸的液压，就可求得索，就可求得索力。力。 使用使用0.30.5级的精密的精密压力表，并事先通力表，并事先通过标定，求得定，求得压力表力表所示液所示液压和千斤和千斤顶张拉力之拉力之间的关系，的关系，则利用利用压力表力表读数数测定索力。定索力。这种方法种方法简单易行，是施工中控制索力最易行，是施工中控制索力最实用的方法，其精度可达用的方法，其精度可达1%2%。2压力力传感器感器测定法

57、定法 张拉拉时，千斤，千斤顶的的张拉力通拉力通过连接杆接杆传到拉索到拉索锚具，如果在具，如果在连接杆上套一穿心式接杆上套一穿心式压力力传感器，感器，张拉拉时处在千斤在千斤顶张拉活塞和拉活塞和连接接杆螺母之杆螺母之间的的传感器，在受感器，在受压后就后就输出出电讯号，于是就可在配套的号，于是就可在配套的二次二次仪表上表上读出千斤出千斤顶的的张拉力。拉力。 为了减小了减小传感器的高度，常采用孔幅式或感器的高度，常采用孔幅式或轮辐式式传感器。感器。这类传感器感器应当当专门设计，并由，并由专业工厂制作，方可收到良好的效果。工厂制作，方可收到良好的效果。这种方法精度可达种方法精度可达0.5%1.0%。3频

58、率法率法（1）方法）方法简介介 频率法是利用精密拾振器，拾取拉索在率法是利用精密拾振器，拾取拉索在环境随机振境随机振动、人工激、人工激振或激振器激振下的振振或激振器激振下的振动信号，信号，经过滤波、放大和波、放大和频谱分析，再根据分析，再根据频谱图来确定拉索的自振来确定拉索的自振频率，然后根据自振率，然后根据自振频率与索力的关系确定率与索力的关系确定索力。用索力。用频率法率法测定索力，定索力，设备可重复使用。可重复使用。现有的有的仪器及分析手段，器及分析手段，测定定频率精度可达到率精度可达到0.005Hz。 （2）测试原理原理 频率法率法测量索力量索力过程包含三程包含三项内容：内容： 测量索量

59、索结构的自振构的自振频率率 ；索力索力频率关系即率关系即 曲曲线的的拟合合（图14）；）；把把实测值代入代入 中，得到中，得到实测索力。索力。图14 频率法率法测索力原理索力原理3频率法率法根根据据弦弦振振动理理论，当当张紧索索抗抗弯弯刚度度可可忽忽略略时(柔柔性性索索)，其其动力力平平衡方程衡方程为：式中式中 y横向坐横向坐标(垂直于索的垂直于索的长度方向度方向)； x纵向坐向坐标(索的索的长度方向度方向)； m单位索位索长的的质量；量； g重力加速度；重力加速度； T索的索的张力；力； t时间。若索的两端若索的两端为铰结时，可得：，可得：式中式中fn 索的第索的第n阶段自振段自振频率；率；

60、 L索的索的长度；度； n振振动阶数。数。3频率法率法 近年来国内近年来国内对频率法率法测定索力定索力进行了大量的研究，行了大量的研究，对拉索的抗拉索的抗弯弯刚度、支承条件、斜度、垂度以及拉索的初度、支承条件、斜度、垂度以及拉索的初应力等影响索力的因素力等影响索力的因素进行了分析研究。行了分析研究。 当索的抗弯当索的抗弯刚度不能忽略度不能忽略(即即刚性索性索)，且索的两端，且索的两端为铰结时， 式中式中 索的抗弯索的抗弯刚度。度。1）抗弯）抗弯刚度和度和边界条件的影响界条件的影响对斜拉斜拉桥而言，索而言，索长一般大于一般大于40 m，两种，两种边界条件下界条件下计算的索力一般相差不算的索力一般

61、相差不超超过5 %。细长拉索不拉索不计抗弯抗弯刚度度时求得的索力比求得的索力比计入抗弯入抗弯刚度度时偏大，但不偏大，但不会超会超过3%，对于于长度小于度小于40m的斜拉索和系杆拱的吊杆有可能超的斜拉索和系杆拱的吊杆有可能超过5%，此，此时应计入抗弯入抗弯刚度的影响。度的影响。3频率法率法2)斜度的影响斜度的影响实际斜拉索均存在一定的斜度，亦即两端不等高。分析斜拉索均存在一定的斜度，亦即两端不等高。分析结果表明，拉索的斜果表明，拉索的斜度影响可以忽略。度影响可以忽略。3)垂度的影响垂度的影响岛田忠幸通田忠幸通过由振由振动引起的拉索引起的拉索张力力变化的影响，引入参数化的影响，引入参数： 研究表明

62、：研究表明： 垂度垂度对对称振型固有称振型固有频率的影响比率的影响比较大；当大；当时 ，拉索垂度的影响，拉索垂度的影响较小。即使小。即使 ，对于反于反对称振型，拉索垂度称振型，拉索垂度和由振和由振动引起的拉索的引起的拉索的张力改力改变对拉索拉索张力的影响亦很小，但力的影响亦很小，但对超超长索，垂度的影响索，垂度的影响较大，索力大，索力测试时须考考虑垂度的影响。垂度的影响。理理论分析知拉索初分析知拉索初应力力较小小时计算索力算索力应计入垂度的影响。斜拉入垂度的影响。斜拉桥施施工中斜拉索都要工中斜拉索都要经过几次几次张拉。第一次初拉。第一次初应力力较小，垂度小，垂度较大、垂度大、垂度对实测低低阶频

63、率影响率影响较大，大，为了减小垂度了减小垂度对实测索力的影响，建索力的影响，建议采采用用4阶以上以上频率率计算索力。算索力。 第九第九讲 振振动测量量仪器器 拾振器除拾振器除应正确反映正确反映结构物的振构物的振动外，外，还需不失真地将位移、加速度等振需不失真地将位移、加速度等振动参量参量转换为电量，量，输入放大器。入放大器。转换的方式很多，有磁的方式很多，有磁电式、式、压电式、式、电阻阻应变式、式、电容式、光容式、光电式、式、电涡流式等等。流式等等。1）磁）磁电式拾振器基于磁式拾振器基于磁电感感应原理，能原理，能线性地感性地感应振振动速度，它适用于速度，它适用于实际结构物的振构物的振动测试，缺

64、点是体，缺点是体积大而重，有大而重，有时会会对被被测系系统产生影响，使用生影响，使用频率范率范围较窄；窄；2）压电晶体式晶体式传感器体感器体积小，自重小，自重轻，自振，自振频率高，适用于模型率高，适用于模型试验；3）电阻阻应变式式传感器低感器低频性能好，放大器采用性能好，放大器采用动态应变仪；4）差）差动电容式容式传感器抗干感器抗干扰力力强，低，低频性能好，和性能好，和压电晶体式同晶体式同样具有体具有体积小、重量小、重量轻的的优点，但其灵敏度比点，但其灵敏度比压电晶体式高，后晶体式高，后续仪器器简单，因此是一种，因此是一种很有很有发展前途的拾振器；展前途的拾振器；5）机）机电耦合伺服式加速度拾振器，由于引耦合伺服式加速度拾振器，由于引进了反了反馈的的电气气驱动力，改力，改变了原了原有有质量量弹簧系簧系统的自振的自振频率，因而率，因而扩展了工作展了工作频率范率范围，同，同时提高了灵敏度和提高了灵敏度和量量测精度，在精度，在强振振观测中，已中，已经有代替原来各有代替原来各类加速度拾振器的加速度拾振器的趋势。 目前，国内目前，国内应用最多的拾振器多用最多的拾振器多为惯性式性式测振振传感器，即磁感器，即磁电式速度式速度传感感器和器和压电式加速度式加速度传感器。感器。