常用檢測(cè)儀器

1、會(huì)計(jì)學(xué)1常用檢測(cè)儀器常用檢測(cè)儀器第1頁/共102頁儀器設(shè)備分類：（1）按工作原理分：機(jī)械式儀器純機(jī)械傳動(dòng)、放大、指示。電測(cè)儀器利用機(jī)電變換，并用電量顯示。光學(xué)測(cè)量?jī)x器利用光學(xué)原理轉(zhuǎn)換、放大、顯示。復(fù)合式儀器有兩種以上工作原理復(fù)合而成。伺服式儀器帶有控制功能的儀器。（2）按儀器用途分：應(yīng)變計(jì)鋼弦傳感器、電阻應(yīng)變片。位移傳感器百分表、千分表。測(cè)力傳感器鋼環(huán)拉力計(jì)。傾角傳感器長(zhǎng)水準(zhǔn)式傾角測(cè)試儀。頻率計(jì)索力儀、部分應(yīng)變儀。測(cè)振傳感器INV-306大容量數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。第2頁/共102頁（3）按儀器與結(jié)構(gòu)的關(guān)系分： 附著式與手持式 接觸式與非接觸式 絕對(duì)式與相對(duì)式 由于電測(cè)式儀器儀表在自動(dòng)化、精度、

2、體積等方面具有優(yōu)越性，所以得到廣泛應(yīng)用。從發(fā)展的角度看，量測(cè)儀器目前發(fā)展的趨勢(shì)主要體現(xiàn)在數(shù)字化和集成化兩方面。國內(nèi)已開發(fā)了多種數(shù)據(jù)采集與處理軟件。儀器設(shè)備分類：第3頁/共102頁1、應(yīng)力應(yīng)變：（1）應(yīng)變片靜態(tài)應(yīng)變儀計(jì)算機(jī)（2）鋼弦自動(dòng)采集箱計(jì)算機(jī)（3）差動(dòng)電阻應(yīng)變計(jì)數(shù)字電橋（4）光纖應(yīng)變傳感器靜態(tài)光纖應(yīng)變儀2、變形（撓度、位移、沉降、轉(zhuǎn)角）（1）百分表、千分表人工讀數(shù)、記錄（2）電阻應(yīng)變式位移計(jì)靜態(tài)應(yīng)變儀計(jì)算機(jī)（3）光電式橋梁撓度儀（4）滑線電阻、差動(dòng)變壓器式位移計(jì)、連通管式撓度計(jì)專用測(cè)量裝置（5）傾角儀結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)主要測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法：第4頁/共102頁3、裂縫（1）塞尺、寬度卡人工讀數(shù)、

3、記錄（2）讀數(shù)顯微鏡人工讀數(shù)、記錄（3）千分表人工讀數(shù)、記錄（4）裂縫寬度傳感器靜態(tài)應(yīng)變儀計(jì)算機(jī)4、力（1）電阻應(yīng)變式力傳感器靜態(tài)應(yīng)變儀計(jì)算機(jī)（2）弦式力傳感器鋼弦讀數(shù)儀5、溫度（1）熱敏電阻溫度傳感器電阻表（2）數(shù)字式溫度傳感器計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)主要測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法：第5頁/共102頁1、動(dòng)應(yīng)力（1）應(yīng)變片動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)2、變形（撓度、位移、沉降、轉(zhuǎn)角）（1）電阻應(yīng)變式位移計(jì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)（2）光電式橋梁撓度儀（3）滑線電阻、差動(dòng)變壓器式位移計(jì)專用測(cè)量裝置計(jì)算機(jī)3、振動(dòng)（振幅、速度、加速度）（1）電磁式拾振器放大器數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)（2）壓電式加速度計(jì)電荷放

4、大器數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)4、裂縫 裂縫寬度傳感器動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)主要測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法：第6頁/共102頁 刻度值A(chǔ)：設(shè)置有指示裝置的儀表，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測(cè)量的數(shù)值。即儀器的最小分度值。刻度值的倒數(shù)為該表的放大率，即。 量程S：是指測(cè)量上限和下限的代數(shù)差。也稱為儀器儀表可量測(cè)的最大范圍。 靈敏度K：是指某實(shí)際物理量的單位輸出增量與輸入增量的比值。或被測(cè)量的單位變化引起儀器示值的變化值。單位輸入量所引起的儀表示值的變化。（如輸入10個(gè)，指針偏轉(zhuǎn)11，則靈敏系數(shù)為1.1）量測(cè)儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)：第7頁/共102頁 分辨率：使儀器儀表示

5、值發(fā)生變化的最小輸入量的變化值。是儀器儀表測(cè)量被測(cè)物理量最小變化值的能力。 滯后：在恒定的環(huán)境下，某一輸入量從起始量程增至最大量程，再由最大量程減至最小量程，正反兩個(gè)行程輸出值之間的偏差稱為滯后。滯后常用全量程中的最大滯后值與滿量程輸出值之比來表示。引起滯后的原因是由于機(jī)械儀表中有內(nèi)摩擦或儀表元件吸收能量引起的。 可靠性：在規(guī)定的條件下，（滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)）滿足給定的誤差極限范圍內(nèi)連續(xù)工作的可能性，或者說構(gòu)成儀表的元件或部件的功能隨時(shí)間的增長(zhǎng)仍能保持穩(wěn)定的程度。量測(cè)儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)：第8頁/共102頁精確度（精度）：它是精密度和準(zhǔn)確度的綜合反映。是指儀表指示值與被測(cè)值的符合程度。常用滿

6、量程的相對(duì)誤差來表示，儀表精度高，說明隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差小，誤差越小，精度越高，工程應(yīng)用中，為簡(jiǎn)單表示儀表測(cè)量結(jié)果的可靠程度，可用儀表精確等級(jí)A表示。 零位溫飄和滿量程熱漂移：零位溫飄：是指當(dāng)儀表的工作環(huán)境不為20時(shí)，零位輸出隨溫度的變化率。滿量程熱漂移：是指當(dāng)儀表的工作環(huán)境不為20時(shí)，滿量程輸出隨溫度的變化率。量測(cè)儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)：第9頁/共102頁 線性范圍：保持儀器輸入量和輸出信號(hào)為線性關(guān)系時(shí)，輸入量的允許變化范圍。 線性度：儀表使用時(shí)的校準(zhǔn)曲線與理論擬合直線的接近程度。用校準(zhǔn)曲線和擬合直線的最大偏差與滿量程輸出的百分比表示。在動(dòng)態(tài)量測(cè)中，對(duì)儀表的線性度應(yīng)嚴(yán)格要求，否則對(duì)測(cè)量結(jié)果引

7、起較大誤差。 頻響特性：指儀器在不同頻率下的靈敏度的變化特性，常以頻響曲線表示，（對(duì)數(shù)頻率值為橫坐標(biāo)，相對(duì)靈敏度為縱坐標(biāo)）。 相移特性：振動(dòng)參量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或經(jīng)放大、記錄后，在時(shí)間上產(chǎn)生的延遲叫相移，常以儀器的相頻特性曲線來表示相移特性。量測(cè)儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)（動(dòng)態(tài)量測(cè)儀表）：第10頁/共102頁2.2 機(jī)械式儀表 百分表、千分表、撓度計(jì)都是接觸式位移計(jì)。三者的外形相似，工作原理相同，但檢測(cè)的精度和量程不一樣。百分表、千分表的量程較小，前者刻度值為0.01mm，后者的刻度值為0.001mm。撓度計(jì)的量程較大，刻度值常為0.05mm。 特點(diǎn)：使用方便、不受電磁干擾，體積小，但需人工測(cè)

8、讀，工作強(qiáng)度大，人員不能到達(dá)的地方或架子上有人時(shí)不適用，一般只能用于靜態(tài)測(cè)量，不適合動(dòng)態(tài)測(cè)試。第11頁/共102頁百分表、千分表：圖2-1 百分表1-測(cè)桿；2-小齒輪；3-扇形齒輪；4-中央齒輪；5-長(zhǎng)針；6-彈簧；7-軸頸；8-軀體；9-扇形齒輪；10-螺旋形彈簧圖2-2 百分表構(gòu)造示意圖12345697810第12頁/共102頁張線式位移計(jì)：671-鋼絲；2-滑輪；3-刻度輪；4-摩擦輪；5-指針；6-環(huán)形標(biāo)尺，7-摩擦力調(diào)整螺絲；8-放大率調(diào)整螺絲；9-重錘圖2-3 撓度儀工作原理34856219圖2-4 撓度儀構(gòu)造圖81263745692145第13頁/共102頁張線鋼絲直徑一般選用0

9、.30.5mm，一端連在橋梁結(jié)構(gòu)的測(cè)點(diǎn)上，另一端懸吊適當(dāng)?shù)闹匚铮俜直硗ㄟ^夾具和鋼絲相連接，結(jié)構(gòu)受荷載作用后產(chǎn)生位移，引起鋼絲上下移動(dòng)，鋼絲則帶動(dòng)位移計(jì)測(cè)桿移動(dòng)，隨指針轉(zhuǎn)動(dòng)即可測(cè)讀位移變化量。第14頁/共102頁手持式引伸儀：手持式應(yīng)變儀1-結(jié)構(gòu)；2-金屬測(cè)頭；3-手持引伸儀插足；4-空穴；5-粘結(jié)劑圖2-6 測(cè)點(diǎn)粘結(jié)金屬測(cè)頭1-插足；2-薄鋼片；3-剛性金屬片；4-位移計(jì)圖2-5 手持式引伸儀123431L12345第15頁/共102頁測(cè)角器：1-平板；2-彈簧；3-水準(zhǔn)器；4-活鉸；5-測(cè)微螺絲；6-刻度圓盤；7-球形鉸；8-承環(huán)；9-轉(zhuǎn)軸；10-夾子圖2-7 水準(zhǔn)管式傾角儀4123567

10、8910L第16頁/共102頁第17頁/共102頁應(yīng)變式位移計(jì)第18頁/共102頁滑線式電阻尺線性差動(dòng)電感式位移計(jì) 第19頁/共102頁2.3 應(yīng)變檢測(cè)儀器設(shè)備 電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻絲具有應(yīng)變效應(yīng)，即電阻絲的電阻值隨其變形而發(fā)生改變。 電阻絲感受的應(yīng)變和它的電阻相對(duì)變化成線性關(guān)系，當(dāng)構(gòu)件受力變形時(shí)，敏感元件的截面、長(zhǎng)度等尺寸將隨構(gòu)件的變形而變形，因而其電阻值也將發(fā)生相應(yīng)的變化。我們只要用精密儀器測(cè)出電阻應(yīng)變片電阻的變化率，即可得出構(gòu)件應(yīng)變的大小，從而求出其承受的應(yīng)力。第20頁/共102頁應(yīng)變片的構(gòu)造（以絲繞式為例） 電阻絲絲柵：是應(yīng)變片的主要元件，一般由康銅鎳鉻合金制成?；祝浩鸲ㄎ?/p>

11、作用，使電阻絲與被測(cè)構(gòu)件之間絕緣，基底尺寸代表應(yīng)變片的外形尺寸。常用的材料：硝化纖維（紙基）、聚酰亞胺、特殊環(huán)氧樹脂、金屬薄膜等。覆蓋層：保護(hù)電阻絲免受劃傷，并避免絲柵短路。引出線：用于連接導(dǎo)線的過渡部分，一般采用鍍銀、鍍錫或鍍合金的軟銅線制成，與端子、電阻絲焊在一起。粘結(jié)劑：把絲柵、基底和覆蓋層牢固地粘成一個(gè)整體，或?qū)?yīng)變片、基底粘貼在試件表面。是基于電阻絲具有應(yīng)變效應(yīng)，即電阻絲的電阻值隨其變形而發(fā)生改變。第21頁/共102頁應(yīng)變片的分類 按絲柵材料分類：半導(dǎo)體應(yīng)變片：體型半導(dǎo)體應(yīng)變片、擴(kuò)散型半導(dǎo)體應(yīng)變片、薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片金屬應(yīng)變片：體型應(yīng)變片（箔式應(yīng)變片、絲式應(yīng)變片）、金屬薄膜應(yīng)變片按基

12、底材料分類：紙基應(yīng)變片、膠基應(yīng)變片、金屬片基應(yīng)變片、臨時(shí)基底應(yīng)變片。按溫度場(chǎng)分類：低溫應(yīng)變片（-30）、常溫應(yīng)變片（-3060）中溫應(yīng)變片（60350）、高溫應(yīng)變片（350）。第22頁/共102頁第23頁/共102頁應(yīng)變片的選擇 （1）標(biāo)距：根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料，在應(yīng)變場(chǎng)變化大處或用于傳感器上時(shí)，應(yīng)選用小標(biāo)距的應(yīng)變片，如鋼結(jié)構(gòu)常用520mm。在不均勻材料上應(yīng)選用大標(biāo)距的應(yīng)變片，如混凝土材料常用80150mm。（2）應(yīng)變片電阻：目前大部分應(yīng)變儀按120應(yīng)變片設(shè)計(jì)，選用時(shí)注意與應(yīng)變儀相一致，否則要按儀器的使用說明書予以修正。（3）靈敏系數(shù)：常用的應(yīng)變片靈敏系數(shù)在k=2.0左右，使用時(shí)必須調(diào)整應(yīng)變儀的

13、靈敏系數(shù)功能鍵，使之與應(yīng)變片的靈敏系數(shù)一致，否則應(yīng)對(duì)結(jié)果修正。第24頁/共102頁應(yīng)變片的選擇 （4）基底種類：較為常見的有紙基和膠基兩種。常溫下的一般測(cè)試可用紙基應(yīng)變片；對(duì)于野外試驗(yàn)及長(zhǎng)期穩(wěn)定性要求較高的試驗(yàn)，宜用膠基應(yīng)變片。（5）敏感柵材料：康銅絲材料的溫度穩(wěn)定性較好，適用于大應(yīng)變測(cè)量。（6）特殊環(huán)境和要求的選用特種應(yīng)變片，如低溫應(yīng)變片、高溫應(yīng)變片、裂紋擴(kuò)展片、疲勞壽命片等。第25頁/共102頁應(yīng)變片的貼片技術(shù)1. 試件表面處理2. 定位、貼片3. 焊接導(dǎo)線 4. 質(zhì)量檢查5. 固化及防潮處理 第26頁/共102頁第27頁/共102頁電橋的測(cè)試原理主要有四種橋路：1. 單臂1/4橋；2.

14、相鄰兩臂半橋；3. 相對(duì)兩臂半橋；4. 全橋；第28頁/共102頁平衡電橋原理： 在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)變片的阻值總有偏差，接觸電阻和導(dǎo)線的電阻也有差異，使電橋產(chǎn)生不平衡。為了滿足實(shí)際測(cè)量的需求，應(yīng)變儀改成了平衡電橋。第29頁/共102頁溫度補(bǔ)償技術(shù)： 溫度效應(yīng)的概念：用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片除了能感受試件疑難應(yīng)變外，由于環(huán)境溫度變化的影響，同樣也能通過應(yīng)變片的感受而引起電阻應(yīng)變儀指示部分的示值變動(dòng)，這種變動(dòng)稱為溫度效應(yīng)。 在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)變片的阻值總有偏差，接觸電阻和導(dǎo)線的電阻也有差異，使電橋產(chǎn)生不平衡。為了滿足實(shí)際測(cè)量的需求，應(yīng)變儀改成了平衡電橋。 溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：應(yīng)變片自補(bǔ)償法和橋

15、路補(bǔ)償法。較常用的是橋路補(bǔ)償法。第30頁/共102頁應(yīng)變儀 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀：（靜載試驗(yàn)、靜態(tài)信號(hào)測(cè)試），YJ-5（模擬）、DH3815、UCAM-10、7V08、7V14等 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：（動(dòng)載載試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)信號(hào)靜態(tài)測(cè)試）、YD-8、SA8，7V13等）應(yīng)變片自補(bǔ)償法和橋路補(bǔ)償法。較常用的是橋路補(bǔ)償法。 橋源 放大電路 模數(shù)轉(zhuǎn)換 微處理器 輸入、輸出 多通道切換 A B C D A B C D A B C D ROM RAM 靜態(tài)應(yīng)變儀工作原理圖第31頁/共102頁應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀工作原理圖 橋源 放大電路 標(biāo)定電路 初始平衡 保持電路 電壓、電流輸出 A B C D 123456ABCD65

16、4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:30-Jan-2008Sheet of File:D:科研項(xiàng)目DS1615MyDesign.ddbDrawn By:R3R2R4R2R4R2R1R3ABCDR3R4R1ABCDR1ABCD第32頁/共102頁應(yīng)變儀的特點(diǎn)與區(qū)別 靜態(tài)應(yīng)變儀各通道使用共同的測(cè)量電路，動(dòng)態(tài)每個(gè)通道獨(dú)立的一套電路； 靜態(tài)可測(cè)量大量測(cè)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)通道數(shù)受限制。 靜態(tài)可設(shè)置靈敏系數(shù)、導(dǎo)線電阻值、接橋方式等參數(shù)，動(dòng)態(tài)不可。 靜態(tài)可直接得到應(yīng)變值，動(dòng)態(tài)不能，還需其他儀器測(cè)量電壓、電流，再換算為應(yīng)變值。應(yīng)變片自補(bǔ)償法和橋路補(bǔ)償法。較常用的是橋路補(bǔ)償法。第33

17、頁/共102頁第34頁/共102頁第35頁/共102頁第36頁/共102頁鋼弦及單通道采集儀第37頁/共102頁鋼弦采集箱第38頁/共102頁鋼弦應(yīng)變計(jì)安裝第39頁/共102頁黏貼在鋼桁梁上的鋼弦第40頁/共102頁差動(dòng)電阻式應(yīng)變傳感器第41頁/共102頁第42頁/共102頁2.4 位移檢測(cè)設(shè)備橋梁撓度檢測(cè)儀第43頁/共102頁橋墩上方聯(lián)通采集儀橋梁跨中傳感器液體箱動(dòng)態(tài)測(cè)撓測(cè)試儀工作原理及構(gòu)造示意圖第44頁/共102頁位移計(jì)的安裝固定方法底座法第45頁/共102頁位移計(jì)的安裝固定方法懸掛鋼絲法第46頁/共102頁2.5 振動(dòng)與加速度檢測(cè)儀器設(shè)備 一般振動(dòng)測(cè)量方法有機(jī)械法、光測(cè)法和電測(cè)法三類。機(jī)

18、械法由于靈敏度及使用頻率范圍的限制，很少用于橋梁動(dòng)力檢測(cè)。光測(cè)法由于對(duì)環(huán)境要求過高，一般作為標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)儀器的標(biāo)定等，也極少用于橋梁動(dòng)力檢測(cè)中。點(diǎn)測(cè)法是目前橋梁動(dòng)力檢測(cè)中所采用的主要方法，其特點(diǎn)是通過傳感器將振動(dòng)的機(jī)械量轉(zhuǎn)化為電量，然后對(duì)電量進(jìn)行記錄與分析，得到橋梁的各項(xiàng)動(dòng)力參數(shù)(振幅頻率、振型等)。而振動(dòng)傳感器是動(dòng)力檢測(cè)信號(hào)發(fā)生源，因而是電測(cè)法的核心環(huán)節(jié)。第47頁/共102頁振動(dòng)傳感器的工作原理 傳感器是將機(jī)械量轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。從工作原理上看，振動(dòng)傳感器總是可分為兩個(gè)組成部分，即機(jī)械接收部分與機(jī)電轉(zhuǎn)換部分。 機(jī)械接收部分的作用是將被測(cè)機(jī)械量(振動(dòng)位移、速度、加速度、力或應(yīng)變

19、等)接收為另一個(gè)適合于機(jī)電變換的中間機(jī)械量。 機(jī)電變換部分再將變換為電量E(電動(dòng)勢(shì)、電荷量或電阻、電容、電感等電參量)。圖中測(cè)量電路的作用是將變換所接收的電量E轉(zhuǎn)變?yōu)楹罄m(xù)儀器所能接收的一般電壓信號(hào)U。第48頁/共102頁振動(dòng)傳感器的工作原理傳感器的工作原理機(jī)械接收機(jī)電交換測(cè)量電路振動(dòng)傳感EU第49頁/共102頁振動(dòng)傳感器的分類按機(jī)械接收原理分按機(jī)械接收原理分1.相對(duì)式相對(duì)式2.慣性式慣性式（最常用）（最常用）按機(jī)電變化原理分按機(jī)電變化原理分1.電動(dòng)式電動(dòng)式 2.壓電式壓電式 3.變電阻式變電阻式4.變電容式變電容式 5.變電感式變電感式 6.壓阻式壓阻式 7.電渦流式電渦流式按所測(cè)機(jī)械量分按所

20、測(cè)機(jī)械量分1.位移傳感器位移傳感器 2.速度傳感器速度傳感器 3.加速度傳感器加速度傳感器4.應(yīng)變傳感器應(yīng)變傳感器 5.扭振傳感器扭振傳感器 6.力傳感器力傳感器 7.扭振傳感器扭振傳感器按接收與變換有無按接收與變換有無反饋反饋1.非伺服式非伺服式2.伺服式伺服式第50頁/共102頁振動(dòng)傳感器的主要工作參數(shù)（P20-P21）靈敏度與分辨率使用頻率范圍 動(dòng)態(tài)范圍 相移 環(huán)境條件附加質(zhì)量和附加剛度第51頁/共102頁慣性式拾振器 它主要有質(zhì)量塊、彈簧、阻尼器和外殼等組成。使用時(shí)，將拾振器安放在振動(dòng)體的測(cè)點(diǎn)上并與振動(dòng)體固定成一體，儀器外殼與振動(dòng)體一起振動(dòng)。拾振器的輸出信號(hào)與質(zhì)量塊和振動(dòng)體之間的相對(duì)運(yùn)

21、動(dòng)直接有關(guān)。第52頁/共102頁1-磁鋼；2-線圈；3-阻尼環(huán)；4-彈簧片；5-芯軸；6-外殼；7-輸出線；8-鋁架磁電式速度傳感器 基于電磁感應(yīng)的原理制成，特點(diǎn)是靈敏度高、性能穩(wěn)定、輸出阻抗低、頻率響應(yīng)范圍有一定寬度。通過對(duì)質(zhì)量彈簧系統(tǒng)參數(shù)的不同設(shè)計(jì)，可以使傳感器既能測(cè)量非常微弱的振動(dòng)，也能測(cè)量比較強(qiáng)的振動(dòng)，是多年來工程振動(dòng)測(cè)量最常用的測(cè)振傳感器。 慣性質(zhì)量塊的位移反映被測(cè)振動(dòng)體的位移，而傳感器輸出的電壓與振動(dòng)速度成正比。 第53頁/共102頁 利用壓電晶體材料具有的壓電效應(yīng)制成的。是一種利用晶體的壓電效應(yīng)把振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成電荷量的機(jī)電換能裝置。具有動(dòng)態(tài)范圍大，頻率范圍寬，重量輕，體積小等特

22、點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于振動(dòng)測(cè)量的各個(gè)領(lǐng)域，尤其在寬帶隨機(jī)振動(dòng)和瞬態(tài)沖擊等場(chǎng)合，幾乎是唯一合適的測(cè)振傳感器。1-外殼；2-彈簧；3-質(zhì)量塊；4-壓電晶體片；5-基座；6-絕緣墊；7-輸出端壓電式加速度傳感器第54頁/共102頁941B型超低頻測(cè)振儀 941B型超低頻測(cè)振儀由941B型拾振器和941型放大器組成，是一種用于超低頻或低頻振動(dòng)測(cè)量的多功能儀器，它主要用于地面和結(jié)構(gòu)物的脈動(dòng)測(cè)量，一般結(jié)構(gòu)物的工業(yè)振動(dòng)測(cè)量，高柔結(jié)構(gòu)物的超低頻大幅度測(cè)量和微弱振動(dòng)測(cè)量。 941型拾振器采用無源閉環(huán)伺服技術(shù)，具有良好的超低頻特性。拾振器設(shè)有加速度、小速度、中速度和大速度四檔。放大器具有放大、積分、高陡度濾波和阻抗變換

23、的功能。根據(jù)測(cè)試需要，選取拾振器上微型撥動(dòng)開關(guān)及放大器上參數(shù)選擇開關(guān)相應(yīng)的檔位，可提供測(cè)點(diǎn)的加速度、速度或位移參量，并可提供不同頻帶和不同濾波陡度。941B型超低頻測(cè)振儀可與各種記錄器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配接。第55頁/共102頁檔位檔位技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 參量參量1 12 23 34 4加速度加速度小速度小速度中速度中速度大速度大速度靈敏度靈敏度0.30.323232.42.40.80.8最最 大大量量 程程加速度加速度(m/s(m/s2 2,0-p),0-p)2020速速 度度(m/s,0-p)(m/s,0-p)0.1250.1250.30.30.60.6位位 移移(mm(mm，0-p)0-p)2

24、0202002005005000.250.2580801 11001000.250.251001000.170.1710010010001000100010001000100010001000與與941941型放型放大器大器配接配接后的后的分辨分辨率率加速度加速度(m/s(m/s2 2) )5 51010-6-6速速 度度(m/s)(m/s)4 41010-8-84 41010-7-71.61.61010-6-6位位 移移(m)(m)4 41010-8-84 41010-7-71.61.61010-6-6尺寸尺寸, ,重量重量6363636380mm 80mm ， 1kg1kg第56頁/共10

25、2頁 k b1 m1 S N X RP4 RP1 RP3 RP2 C4 U0 Km 1 2 3 4 C3 C2 圖 1 拾振器原理 第57頁/共102頁 0 15 10 5 V 941 型八線放大器 中國地震局工程力學(xué)研究所 E+ 1 2 3 5 6 7 8 9 10 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 3 2 1 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 1 4 2 3 頻帶選擇頻帶選擇 參

26、數(shù)選擇參數(shù)選擇 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 放放 大大 放放 大大 放放 大大 放放 大大 放放 大大 放放 大大 K4 K3 CB K2 K1 LED E- 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 3 2 1 3 2 1 3 2 頻帶選擇頻帶選擇 頻帶選擇頻帶選擇 頻帶選擇頻帶選擇 頻帶選擇頻帶選擇 頻帶選擇頻帶選擇 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 3 2 1 4 1 2 3 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 參數(shù)選擇參數(shù)選擇 放放 大大 放放 大大 1 2 3 1 2 3 頻帶選擇頻帶選擇

27、 頻帶選擇頻帶選擇 941放大器前面板第58頁/共102頁NO： 200 200 年年 月月 輸出輸出 輸出輸出 輸出輸出 輸出輸出 輸出輸出 輸出輸出 輸入輸入 輸入輸入 輸入輸入 輸入輸入 輸入輸入 輸入輸入 DC ACDC AC FUSEFUSE FUSEFUSE 開開 電源電源 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 CZ3 K5 CZ2 BX K6 CZ1 輸出輸出 輸出輸出 輸入輸入 輸入輸入 8 8 7 7 941放大器后面板第59頁/共102頁941B型超低頻測(cè)振儀的使用方法接通電源：根據(jù)實(shí)際情況選擇直流電或者交流電；安裝調(diào)節(jié)拾振器：在把拾振器的撥動(dòng)開關(guān)置于適當(dāng)位置，把

28、拾振器與被測(cè)點(diǎn)用粘合劑固結(jié)牢，并使水平拾振器的幾何軸線大致呈水平，鉛垂向拾振器的幾何軸線與水平面大致呈垂直，然后將拾振器的輸出端與放大器的輸入插座相連；選擇放大器各功能開關(guān)：通頻帶的選擇、參數(shù)選擇開關(guān)檔位的選擇、放大倍數(shù)選擇；與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接：連接時(shí)應(yīng)注意共地，以免發(fā)生串線現(xiàn)象，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。第60頁/共102頁整機(jī)靈敏度的計(jì)算方法 目前我國使用的“數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)”，通常備有程控放大器。使用時(shí)要求把所測(cè)參量（位移、速度、或加速度） 、量綱(m、ms或ms2)及測(cè)振儀整機(jī)靈敏度輸入系統(tǒng)中。靈敏度值靈敏度值 編號(hào)編號(hào)檔位及指標(biāo)檔位及指標(biāo)H0253H0254V0152V02251 1加速度靈

29、敏度加速度靈敏度S Sa a（V Vs s2 2/m/m）0.33770.34540.33430.32542 2小速度靈敏度小速度靈敏度S Sv1v1（V Vs/ms/m）23.3124.1324.1523.823 3中速度靈敏度中速度靈敏度S Sv2v2（V Vs/ms/m）2.5822.6132.5172.4974 4大速度靈敏度大速度靈敏度S Sv3v3（V Vs/ms/m）0.8030.8010.7120.726941B型拾振器靈敏度值第61頁/共102頁放大 放大器開關(guān)倍數(shù)倍數(shù) 位置位置參數(shù)選擇檔位置參數(shù)選擇檔位置1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101 1直

30、直 通通1 10 020205050100100200200500500100010002000200040004000500050002 2直直 通通1 12 25 51010202050501001002002004004005005003 3積分（積分（K KI1I1=20=20）5 51010252550501001002502505005001000100020002000250025004 4積分（積分（K KI2I2=4=4）1 12 25 5101020205050100100200200400400500500放大器各檔位的放大倍數(shù)記錄道記錄道1 12 23 34 45 56

31、 67 78 8積積分分增增益益參數(shù)選擇檔參數(shù)選擇檔3 3K K1111 （1/s1/s）21.7421.6121.0621.4721.5821.3821.4421.13參數(shù)選擇檔參數(shù)選擇檔4 4K K1212 （1/s1/s）4.0014.0493.9864.0194.0254.0404.0313.983放大器積分增益第62頁/共102頁槐安路橋梁測(cè)試第63頁/共102頁和平路跨京廣鐵路橋測(cè)試第64頁/共102頁動(dòng)應(yīng)變時(shí)程曲線第65頁/共102頁跨中動(dòng)撓度時(shí)程曲線第66頁/共102頁橫向振動(dòng)時(shí)程曲線第67頁/共102頁豎向振動(dòng)時(shí)程曲線第68頁/共102頁豎向加速度時(shí)程曲線第69頁/共102頁

32、自譜分析第70頁/共102頁2.6 其它常用檢測(cè)儀器設(shè)備荷重傳感器（穿心式）第71頁/共102頁荷載計(jì)拉力傳感器第72頁/共102頁筒式荷重傳感器第73頁/共102頁環(huán)箍式拉力計(jì)環(huán)箍式拉、壓測(cè)力計(jì) 第74頁/共102頁DS18B20溫度傳感器第75頁/共102頁半導(dǎo)體熱敏電阻第76頁/共102頁基康溫度傳感器第77頁/共102頁溫度傳感器安裝應(yīng)用第78頁/共102頁動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第79頁/共102頁鋼筋掃描儀第80頁/共102頁數(shù)字回彈儀第81頁/共102頁超聲波測(cè)試儀第82頁/共102頁荷重傳感器第83頁/共102頁讀數(shù)顯微鏡第84頁/共102頁讀數(shù)顯微鏡第85頁/共102頁塞尺第86頁/

33、共102頁第87頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法 放大鏡觀察法： 用石灰、石膏等脆性材料將結(jié)構(gòu)表面刷白，畫出50mm左右的方格，構(gòu)成基本參考坐標(biāo)系，便于分析和描繪墻體在高應(yīng)變場(chǎng)中裂縫的發(fā)展和走向，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)及發(fā)展情況。第88頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法 放大鏡觀察法： 第89頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法 放大鏡觀察法：第90頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法 荷載撓度曲線判別法： 當(dāng)荷載撓度曲線的斜率首次發(fā)生突變時(shí)，說明結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了開裂并進(jìn)行了內(nèi)力重分布，應(yīng)仔細(xì)查找裂縫位置。第91頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法 荷載撓度曲線判別法：01002003004005

34、0060070080005101520撓度 (mm)荷載彎矩 (kNm)第一循環(huán)第二循環(huán)2/4截面理論值第92頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法連續(xù)布置應(yīng)變計(jì)法 ：第93頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法連續(xù)布置應(yīng)變計(jì)法 ：第94頁/共102頁2.7 裂縫測(cè)試方法連續(xù)布置應(yīng)變計(jì)法 ：跨中附近抗裂性測(cè)點(diǎn)05010015020025030019A21A23A25A11A28A30A32A34A測(cè)點(diǎn)編號(hào)應(yīng)變 ()336kNm389kNm442kNm496kNm577kNm658kNm737kNm第95頁/共102頁3、裂縫（1）塞尺、寬度卡人工讀數(shù)、記錄（2）讀數(shù)顯微鏡人工讀數(shù)、記錄（3）千分表人工讀數(shù)、記錄（4）裂縫寬度傳感器靜態(tài)應(yīng)變儀計(jì)算機(jī)4、力（1）電阻應(yīng)變式力傳感器靜態(tài)應(yīng)變儀計(jì)算機(jī)（2）弦式力傳感器鋼弦讀數(shù)儀5、溫度（1）熱敏電阻溫度傳感器電阻表（2）數(shù)字式溫度傳感器計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)主要測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法：第96頁/共102頁 刻度值A(chǔ)：設(shè)置有指示裝置的儀表，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測(cè)量的數(shù)值。即儀器的最小分度值?？潭戎档牡箶?shù)為該表的放大率，即。 量程S：是指測(cè)量上限和下限的代數(shù)差。也稱為儀器儀表可量測(cè)的最大范圍。 靈