结构静载试验-第4节静载试验仪器设备.ppt

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1、第三章结构静载试验结构静载试验是最常规的试验之一。静载试验中使用的仪器、仪表和设备可分为加载设备、测试元件和仪表、放大仪和记录仪等仪器设备。试验中观测的物理量为力、位移、应变、温度、裂缝宽度与分布、破坏或失稳形态等。一、静载试验加载设备二、试验装置的支座设计三、应变测试技术四、静载试验用仪器仪表五、静载试验准备与实施六、结构静载试验示例四、静载试验用仪器仪表4.1测量仪表的基本概念4.2结构试验中仪器仪表的选用原则4.3变形测量仪器（位移测试仪表、转角测量仪表）4.4力的测量仪器4.5裂缝测量仪器4.6温度测量仪器4.

2、7数据采集仪器测量测量可以广义的理解为试验人员对试验现象的认识的量化过程。测量技术一般包括：a测量方法b测量仪器仪表c测量误差分析从最简单的逐个测读、手工记录的仪表到应用电子计算机快速采集和处理的复杂系统。试验人员必须对试验所用的仪器仪表的基本原理和功能有所了解，才能正确的使用仪器仪表，在结构试验中准确的获得试验数据。4.1测量仪表的基本概念测量系统基本上由以下几个部分组成传感部分——放大部分——显示部分传感部分由传感元件或传感器组成，它从试验对象的测点感受信号并传送给放大部分。放大部分也称为放大器，它通过各种方式将传

3、感器传来的信号放大并传送至显示部分。显示部分将经过放大的机械或电信号通过指针、电子数码管、显示屏等显示。有的仪器将显示部分与记录装置连在一起。机械式仪表的三部分常组装在一体，电测仪器仪表大多数由三个独立的部分组成仪器仪表的基本参数包括主要性能指标，仪器仪表运行环境的相关参数（工作电压、温度、湿度）量程：仪器仪表所能测量的物理量的范围。灵敏度：仪器仪表的输出量的变化Δy与相应输入量的变化Δx的比值。分辨率:仪器仪表的显示装置所显示的最小变化量的测量值。准确度：有时称为精确度或精度，仪器仪表的显示值或记录值与被测物理量真实

4、值的符合程度，常用满量程的相对误差来表示。线性度：测量系统的实际输入输出特性曲线相对于理想线性输入输出特性的接近程度。漂移量：测量系统的输入不变时，系统的输出量随时间变化的最大值，有时又称为测量系统的不稳定度。4.2结构试验中仪器仪表的选用原则结构静载试验对测量仪器的基本原则是：⑴根据被测物理量的物理性质选择仪器仪表的基本功能。⑵预估被测物理量的变化范围选择仪器仪表的量程和精度。⑶选用可靠性程度较高的仪器仪表。可靠性与精度之间存在矛盾。1、结构试验对仪器设备的使用要求（1）具有合适的量程、灵敏度和精度（1%）。（2）安

5、装使用方便，稳定性好，抗干扰能力强。（3）不影响结构的工作：自重轻，尺寸小。（4）同一物理量测量仪器型号尽量相同，避免系统误差。（5）经济好：价廉耐用，可重复使用，安全可靠。（6）按规定存放、使用和标定。2、测量仪器标定（1）目的：确定仪器设备的灵敏度和精确度，应该在试验前或试验前后对仪器设备进行标定。（2）标定：单件标定：确定某一件仪器的灵敏度和精确度；系统标定：确定某些仪器组成的系统的灵敏度和精确度。（实际试验中采用）1、位移量测仪器位移反映了结构的整体刚度和工作性能，与应力、应变一样是结构计算和结构性能评定的重要

6、数据。常用的位移测量仪表有各类位移传感器及其它一些测量仪器及装置。2、其它变形测量仪器除应变和位移外，结构试验中转角、曲率等有时也需要进行测量。掌握了基本方法后，还可以自行设计各类测量装置。4.3变形测量仪器1、位移量测仪器1）各类位移传感器（位移计）常用的位移传感器有机械式百分表、千分表、电子百分表、滑阻式位移传感器和差动式位移传感器等，如下图。这类仪器精度高，可达0.01mm或0.001mm，虽然构造不同，其原理：都是通过机械或电子手段将测杆感受到的位移放大并显示出来。几种常用位移传感器构造原理图1.测杆2.外壳3

7、.弹簧4.电阻应变片5.电阻丝6.线圈7.电缆《=电阻应变式位移计机械百分表==》《=机电百分表2）其它位移测量仪器及装置对于大型结构构件如桥梁等，当位移较大、测量精度要求不高时，可用张线式位移传感器（图3.28）、连通管（图3.29）进行测量，也可用水准仪、经纬仪及直尺进行测量，其精度不如上述各类位移传感器，一般在0.1mm～1mm之间。连通管是一种简单装置，将连通管注水，则各竖向管水位在一个平面内，试件变形后水位仍在一个平面内，可利用试件变形前后水位在标尺上的读数变化，求得试件挠度。2、其它变形测量仪器水准式角度传

8、感器用液体摆来感受角位移，液面的倾斜将引起电极A、B之间和B、C之间的电阻发生相应改变，把电极A、B和C接人测量电桥，就可以得到与角位移相对应的电压输出。电阻应变式倾角仪水准管式倾角仪4.4力测量仪表静力试验需要测定的力，主要是荷载和支座反力，其次有钢丝的张力，还有风压、油压、土压力等。测量仪器也有机械式和电测两种。其品种规格繁多