《结构试验》教学课件：第四章 结构试验测量技术.ppt

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1、第四章结构试验测量技术2021/6/31SchoolofUrbanConstructionandManagement2021/6/32本章重点土木工程试验中的测量系统的基本测试单元组成。电阻应变片的原理，构造，技术指标。电桥原理，桥接方式，实用桥路。应变片的粘贴技术。应对常见的位移、力、转角、曲率、裂缝等测量方法、测量装置有所了解。2021/6/334.1概述结构试验测量技术（MeasuringTechniqueofStructuralTesting）指通过一定得测量仪器或手段，直接或间接地取得结构

2、性能变化的定量数据测量系统测试单元结构（构件）敏感元件（感受装置）变换器（传感器）控制装置指示记录系统从被测物体接受能量，输出一定测量数值将被测参数变换为电量并传送到控制装置进行处理对变换器的输出信号进行测量计算，并在显示器上显示出来显示记录所测数据2021/6/344.1概述结构试验的主要测量参数外力（支座反力、外荷载）内力（钢筋的应力、混凝土的拉、压力）变形（挠度、转角、曲率）裂缝等测量方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量进行直接测定，从而得出该量的数值。是工程结构试验中应

3、用最广泛的一种方法间接测量法不直接测量待测量，而是对于待求量有确切函数关系的其他物理量进行测量，然后通过函数关系求得待求量偏位测定法（接触式位移计）零位测定法（天平秤）2021/6/354.2应变测量应变测量（MeasurementofStrain）结构试验中的基本测量内容，在结构试验量检测内容中具有极其重要的地位，往往是其它物理量测量的基础应变测量的方法机测法：简单易行，适用于现场作业或精度要求不高的场合电测法：手续较多，适用范围广，精度较高2021/6/364.2应变测量4.2.1电阻应变片（R

4、esistanceStrainGauge）工作原理电阻丝长度变化会引起阻值变化电阻公式R：电阻，Wr：电阻率，W·mL：电阻丝长度，mA：电阻丝截面积，m2相应的电阻变化由上式两边进行微分后得到2021/6/374.2应变测量其中，设电阻丝泊松比为m，则有其中dL/L为电阻丝长度方向上的应变值e，则设则K0，称作点做应变计的单丝灵敏度系数2021/6/384.2应变测量K0的物理意义表示单位应变所引起电阻丝阻值的改变量，它能反映出电阻丝阻值对应变的敏感程度，故称作单丝灵敏度系数。可知，K0由两部分组

5、成，(1+2m)e反映了电阻丝材料的几何特性对灵敏度的影响，对于常见金属丝而言，该值约为1.6；(dr/r)/e则表示了电阻率随应变的改变量，对于绝大多数材料而言该值约为0.4。故电阻丝的单丝灵敏度系数K0为常数.注意：金属单丝灵敏系数K0与应变片灵敏系数K略有不同，K由实验求得，K

6、能。基底和覆盖层：起定位和保护电阻丝作用，并使电阻丝和被测试件之间绝缘。基底的尺寸代表应变片的外形尺寸。粘结剂：将敏感栅固定在基底上。引出线：将电阻应变片通过它焊接于应变测量电桥。2021/6/3104.2应变测量电阻应变片的技术指标标距：敏感栅在纵轴方向的有效长度L。规格：以实用面积L×B表示。电阻值：与电阻应变片配套使用的电阻应变仪中的测量线路，其电阻均以120W作为标准设计，因此应变片的阻值大部分为120W左右，否则应加以调整或对结果进行修正。灵敏系数：电阻应变片的灵敏系数出厂前经抽样试验确定

7、，使用时应把应变仪上的灵敏系数调节器调整至应变片的灵敏系数值。温度适用范围：主要取决于胶合剂的性质，可溶性胶合剂的工作温度约为-20~+60℃；经化学作用而固化的胶合剂，其工作温度约为-60~+200℃。2021/6/3114.2应变测量4.2.2电阻应变仪（ResistanceStrainApparatus）电阻应变片可以把试件的应变信号转换成电阻的变化，但由于土木工程中的试件应变往往较小，因此，电阻的变化值也将非常微小。例如HRB335钢筋的屈服强度fy=310N/mm2，弹性模量E=2.0×1

8、05N/mm2，因此钢筋屈服时候应变为1550me，如果使用的应变计电阻值为120W，对应电阻值变化量是DR=0.372W。必须要专门仪器才能对信号进行测量和鉴别，这种专门仪器成为电阻应变仪。2021/6/3124.2应变测量电桥基本原理应变仪的测量电路一般采用惠斯登电桥。四个臂上分别接入电阻R1，R2，R3，R4，在A、C端接入电源，B、D端为输出端。惠斯登电桥输出电压与输入电压的关系1/4电桥：AB桥路作为工作片接在被测试件上半桥：R1，R2为工作片，输出电压全桥