建筑结构试验第4章课件-结构试验量测技术.ppt

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1、第4章结构试验量测技术4.1概述4.2应变量测4.3位移与变形量测4.4力的量测4.5裂缝、应变场应变及温度的测定4.1概述在工程结构试验中，试件作为一个系统，所受到的外部作用（如力、位移、温度等）是系统的输入数据，试件的反应（如应变、应力、裂缝、位移、速度、加速度等）是系统的输出数据。通过对输入与输出数据的量测、采集和分析处理，可以了解试件系统的工作特性，从而对结构的性能做出定量的评价。为了采集到准确、可靠的数据，应该采用正确的量测方法，选用可靠的量测仪器设备。一、数据的量测与采集数据采集是用各种仪器和装置，对数据进行测量和记录；采集到的数据是数据处理的原始资料。1.数据采集方法

2、：①人工测量，人工记录；②仪器测量，人工记录；③仪器测量，仪器记录；④用自动化数据采集系统进行测量、记录、处理。2.原则同时性--要求一次采集得到的所有数据是同一时刻受到的作用于试件的反应，这些同一时刻的数据才能正确的反映和描述某一时刻试件的作用和试件反应之间的关系。客观性--要求按照客观事实进行数据采集，并把所有关于试验实际情况的数据都加以测量、记录，使采集得到的数据能够客观、完整地反映和描述整个试验过程。3.数据采集的仪器分类⑴按功能和使用情况分传感器：将感受的各物理量（力、位移、应变等）按一定规律转换成可以直接测读形式；或者是转换成电信号然后传输给后续仪器；放大器：传感器输出

3、的电信号很微弱，将传感器传来的信号进行放大，使之可以被显示和记录。必须与传感器、记录器和显示器相匹配；显示器：将信号用可见的形式显示出来；记录器：将数据记录以利长期保存；分析仪器：对采集的数据进行分析处理；数据采集仪：用于自动扫描和采集，可作为数据采集系统的执行机构；数据采集系统：一种集成式仪器，包括传感器、数据采集仪、和计算机或其他记录器、显示器等，可用来进行自动扫描、采集及数据处理。⑵按工作原理分机械式仪器：利用机械传动、放大和指示电测仪器：利用机电转换，将机械量转换为电量光学测量仪器：利用光学转换、放大和显示复合式仪器：由两种或几种原理的组合伺服式仪器：带有测量和控制功能的组

4、合⑶按测量用途分应变计：用来测量应变位移传感器：用来测量线位移测力传感器：用来测量荷载、压力倾角传感器：用来测量倾角或转角频率计：测量结构振动的频率裂缝传感器：测量混凝土的裂缝测振传感器：测量结构振动的位移、速度和加速度⑷按与结构试件的关系分附着式和非附着式接触式和非接触式⑸按显示和记录方式分直读式和自动记录式模拟式和数字式4.2测量仪表的基本特征一、测量仪表的技术指标量程（量测范围）：仪表所能量测的最小至最大的量值范围。最小分度值（刻度值）：仪器的指示或显示装置所能指示的最小测量值。灵敏度：被测量的单位物理量所引起仪器输出或显示装置示值的大小。分辨率：仪器测量被测物理量最小变化值

5、的能力。稳定性：当被测物理量数值不变，仪器在规定的时间内保持示值与特性参数不变的能力。滞后：在恒定的环境条件下，仪器在整个量测范围内，从起始值到最大值来回输出中的最大偏差值或该值与最大量程的百分比。精确度（精度）：仪表的指示值与被测值的符合程度，常用满程相对误差表示。可靠性：在规定条件下满足给定误差极限范围内连续工作的可能性，或说构成仪表元件的功能随着时间增长仍能保持稳定的程度。量程：0℃~100℃最小分度值：0.1℃精确度：当前测量值65.7℃，实际精确值65.5℃，则精确度=（65.7-65.5）/100=0.2%灵敏度：200mm/100℃=2mm/℃滞后：将该温度计置于冰水

6、混合物中煮开再降为冰水混合物，如显示1℃，则称该温度计的滞后为1℃65℃66℃0℃100℃200mm二、结构试验对测量仪器的要求和仪器标定1.要求测量仪器不应影响结构的工作，要求自重轻、尺寸小，尤其是对模型试验，还要考虑仪器的附加质量和仪器对结构的作用力。测量仪器具有合适的灵敏度和量程。安装使用方便，稳定性和重复性好，有较好的抗干扰能力。价廉耐用、可重复使用，安全可靠，维修容易。在达到上述要求下，尽量要求多功能、多用途。2.标定含义--为了确保测量仪器的使用精确度和灵敏度，保证测试仪器测量数据的误差不超出规定的范围，进行仪器示值与标准值校对工作的过程。测量仪器的标定分为强制性检验经

7、常性自检标定按两种情况进行单件标定--可以确定某一件仪器的灵敏度和精确度。系统标定--对仪器系统进行系统标定，可以确定某些仪器组成的系统的灵敏度和精确度。系统误差--仪器本身的误差属于系统误差，可能是仪器在生产工艺上或设计上的缺陷造成的；也可能是使用日久导致的零件磨损变形等。消除系统误差的方法--事先找出仪器存在的误差及其变化规律，并对其建立各种修正公式或曲线等。①在专门的率定设备上进行，该设备的准确度要比被率定仪器的准确度高一级。②采用和被率定设备同一等级的“标准仪