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1、第第3 3章章 结构试验测量结构试验测量技术技术 测量仪表的基本特征2概述1第3章 结构试验测量技术应变测量3 位移测量4 裂缝与温度测量6力的测量5振动参数测量7 放大器与记录仪8 数据采集系统93.1 概述土木工程结构试验的目的是要得到有关结构性能的宏观印象，并取得确定结构性能的定量数据。精确可靠数据的取得依赖于测量仪表的先进性。3.2 测量仪表的基本特征12测量仪表的基本组成测量仪表的基本组成测量仪表的技术指标测量仪表的技术指标3仪表的基本测量方法仪表的基本测量方法4测量仪表的选用原则测量仪表的选用原则5仪表的率定仪表的率定3.2.1 测量仪表的基本组成不论是一个简单的量具还是一套高度自
2、动化的测量系统，其原理及测量精度等方面有很大差别，但作为测量仪器，应具备感受、放大、显示记录三个基本部分。3.2.2 测量仪表的技术指标量程刻度值精确度灵敏度分辨率滞后零位温漂和量程热漂移3.2.2 测量仪表的技术指标线性范围频响特性相移特性3.2.3 仪表的基本测量方法（1）直接测量法和间接测量法直接测量法是用一个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。（2）偏位测定法和零位测定法 测量仪表的选用原则符合测量所需的量程及精度要求动态试验测量仪表，其线性范围，频响特性以及相移特性等都应满足试验要求。对于安装在结构上的仪表或传感器，要求自重轻，体积小，不影响结构的工
3、作。同一试验中选用的仪器仪表种类应尽可能少选用仪表时应考虑试验的环境条件，例如在野外试验时仪表常受到风吹日晒，周围的温，湿度变化较大，宜选用机械式仪表。 仪表的率定为了确定仪表的精确度或换算系数，确定其误差，需将仪表示值和标准量进行比较。这一工作称为仪表的率。定，率定后的仪表按国家规定的精确度划分等级。3.3 应变测量结构在外力作用下会产生应力，要了解构件的应力分布情况，特别是结构危险截面处的应力分布及最大应力值，对于建立强度计算理论或验证设计是否合理，计算方法是否正确等具有十分重要的意义。详细见课本P27表3-13.3 应变测量12电阻应变计的工作原理电阻应变计的工作原理电阻应变计的构造、性
4、能、种类电阻应变计的构造、性能、种类3电阻应变仪电阻应变仪 电阻应变计的工作原理 电阻应变计的工作原理3.3.2 电阻应变计的构造、性能、种类3.3.2 电阻应变计的构造、性能、种类3.3.3 电阻应变仪（1）电阻应变仪的组成（2）工作原理（3）温度补偿技术温度效应补偿方法3.3.3 电阻应变仪3.3.3 电阻应变仪3.3.3 电阻应变仪3.3.3 电阻应变仪3.3.3 电阻应变仪（4）测量电路全桥电路1/4桥电路详细见课本P33-35表3-23.4 位移测量12线位移测量线位移测量角位移测量角位移测量3.4.1 线位移测量（1）机械式百分表和千分表3.4.1 线位移测量（2）张线式位移传感器
5、3.4.1 线位移测量3.4.1 线位移测量3.4.1 线位移测量3.4.1 线位移测量（3）电阻应变式位移传感器（4）滑动电阻式位移传感器（5）线性差动电感式位移传感器3.4.2 角位移测量（1）转角测量水准式倾角仪电子倾角仪杠杆式测角器3.4.2 角位移测量3.4.2 角位移测量3.4.2 角位移测量3.4.2 角位移测量3.4.2 角位移测量电阻应变式倾角传感器（2）曲率测量3.5 力的测量12机械式力传感器机械式力传感器电阻应变式力传感器电阻应变式力传感器3振动弦式力传感器振动弦式力传感器3.5.1 机械式力传感器3.5.1 机械式力传感器3.5.2 电阻应变式力传感器3.5.3 振动
6、弦式力传感器振动弦式力传感器的测量原理与电阻应变式力传感器的测量原理基本相同。在振动弦式力传感器中，安装了一根张紧的钢弦，当传感器受力产生微小的变形时，钢弦张紧程度发生变化，使得其自振频率随之变化，测量钢弦的自振频率，就可以通过传感器的变形得到传感器所受到的力。3.6 裂缝与温度测量12裂缝测量裂缝测量温度测量温度测量3.6.1 裂缝测量（1）观测方法（2）测量裂缝宽度3.6.1 裂缝测量3.6.1 裂缝测量3.6.2 温度测量（1）热电偶温度计（2）热敏电阻温度计3.7 振动参数测量12拾振器的基本原理拾振器的基本原理测振仪器测振仪器3.7.1 拾振器的基本原理3.7.1 拾振器的基本原理3
7、.7.1 拾振器的基本原理3.7.2 拾振器的基本原理3.7.2 拾振器的基本原理接上图3.7.2 拾振器的基本原理（1）磁电式速度传感器3.7.2 拾振器的基本原理（2）压电式加速度传感器3.7.2 拾振器的基本原理3.7.2 拾振器的基本原理3.7.2 拾振器的基本原理3.7.2 拾振器的基本原理3.9 数据采集系统12数据采集系统的组成数据采集系统的组成数据采集的过程数据采集的过程3数据采集系统分类数据采集系统分类3.9.1 数据采集系统的组成3.9.2 数据采集的过程（1）数据采集程序（2）采集过程3.9.2 数据采集的过程（1）大型专用系统（2）分散式系统（3）小型专用系统（4）组成式系统Thank youThank you