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、仪表的性能及使用刘志勇石家庄铁道学院岩土与结构实验中心联系电话：0311-87935556，13131190722E-mail:liuzhiyong1969@sina.com2008年12月第一讲量测仪表基本概念及其主要技术指标1．量测仪表的基本组成放大部分作用是将感受部分传来的被测参数，通过各种方式（如机械式齿轮、杠杆、电子放大线路或光学放大等）进行放大，然后传给记录显示部分。记录显示部分将放大部分传来的量测结果，通过指针、电子数码管、屏幕进行显示，或通过各种记录设备将试验数据或曲线

2、记录下来。感受部分一般都直接与被测对象接触或直接附着在被测对象上，用来感受被测对象的参数变化。经转换后传给放大部分。2.量测仪表的主要技术性能指标（1）刻度值A：设置有指示装置的仪表，一般都配有分度，刻度值是指分度表上每一最小刻度所代表的被测量的数值。即仪器的最小分度值。刻度值的倒数为该表的放大率，即V=1/A。（2)量程S：是指测量上限和下限的代数差，即仪表刻度盘上的上限值减去下限值。也称为仪器仪表可量测的最大范围。S=Xmax-Xmin。通常下限Xmin=0，故S=Xmax。(3)灵敏度K：是指某实际物理量

3、的单位输出增量Δy与输入增量Δx的比值，即K=Δy/Δx。或被测量的单位变化引起仪器示值的变化值。单位输入量所引起的仪表示值的变化。（如输入10个με，指针偏转11με，则灵敏系数为1.1）（4）分辨率：使仪器仪表示值发生变化饿最小输入量的变化值。是仪器仪表测量被测物理量最小变化值的能力。（5）滞后：在恒定的环境下，某一输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，正反两个行程输出值之间的偏差称为滞后。滞后常用全量程中的最大滞后值与满量程输出值之比来表示。（6）精确度（精度）：它是精密度和准确度的综合

4、反映。是指仪表指示值与被测值的符合程度。常用满量程的相对误差来表示，仪表精度高，说明随机误差和系统误差小，误差越小，精度越高，工程应用中，为简单表示仪表测量结果的可靠程度，可用仪表精确等级A表示：A=（Δgmax/S）×100%。Δgmax——最大绝对允许误差。（7）可靠性：在规定的条件下，（满足规定的技术指标）满足给定的误差极限范围内连续工作的可能性，或者说构成仪表的元件或部件的功能随时间的增长仍能保持稳定的程度。（8）零位温飘和满量程热漂移：零位温飘：是指当仪表的工作环境不为20℃时，零位输出随温度的变化率

5、。满量程热漂移：是指当仪表的工作环境不为20℃时，满量程输出随温度的变化率。它们都是温度变化的函数。（9）线性范围：保持仪器的输入量和输出信号为线性关系时，输入量的允许变化范围。（10）线性度：仪表使用时的校准曲线与理论拟合直线的接近程度。用校准曲线和拟合直线的最大偏差与满量程输出的百分比表示。在动态量测中，对仪表的线性度应严格要求，否则对测量结果引起较大误差。3.仪表的量测方法（1）直接测量法和间接测量法。直接测量法：用一个事先按标准量分度的测量仪表对某一被测的量进行直接测定，从而得出该量的数值。间接测量：不

6、直接测量待求量x，而是对与待求量x有确切函数关系的其他物理量Y1、Y2、Y3……Yn进行直接测量,然后通过已知函数关系式求待求量x的值.即。如测应力：。（2）偏位测定法与零位测定法，均属于直接测量法。偏位测定法：当测量仪表是用指针相对于刻度线的偏位来直接表示被测量的大小时，这种测量方法就是偏位测定法。用偏位法测量时，指针式仪表内没有标准量具，而只设有经过标准量具标定过的刻度尺，刻度尺的精度不可能做得很高，故测量精度不高。如百分表、动态应变仪等。零位测定法：是使被测量x和某已知标准量对仪表的指零机构的作用达到平衡

7、，即两个作用的总效应为零。即。在零位测定法中测量结果的误差主要取决于标准量的误差，因而测量精度高于偏位法，但操作速度慢。如天平、静态电阻应变仪等。4.量测仪表的选用原则（1）仪表性能满足试验的具体要求，如合适的灵敏度、足够的精度和量程。精度：应使仪表的最小刻度值（即最大误差）≤被测值的5%；量程：以选用最大被测值的1.25~2.0倍为好，或使最大被测值在仪表的2/3量程范围附近，以防破坏。（2）动态量测仪表其线性范围、频响特性、相移特性等均应满足试验要求。（3）对于安装在结构上的仪表或传感器，要求体积小、自重轻

8、，不影响结构的工作性能和受力。（4）同一试验中选用的仪器仪表种类、规格尽可能少，以便统一数据的精度，简化量测数据的整理工作和避免差错。（5）仪器仪表对环境的适应性要强且使用方便，工作可靠和经济耐用。5.仪器的误差及其消除方法(1)仪器误差（偶然误差和系统误差）仪器本身的误差属于系统误差范畴，主要是由于仪表在生产工艺上或设计上的缺陷造成的。系统误差出现的规律可区分为：（1）定值误差—误差