混凝土应变计转换系数的测试方法研究 钟文斌 (广州计量检测技术研究院) 摘要 ：建筑工程检测领域常用混凝土应变计检测混凝土的结构应力应变，混凝土应变计的转换系数是影响 检测结 果准确度的重要参量。本文通过对振弦式应 变计 和电阻应变片式应变计的结构和检测原理进 行分析 ，分别 给 出了对应 的应变计转换系数测试方法，并列举 了部分用到 的标准器具 。 关键词：应变计；测试方法；振弦；电阻应变片 1引言在建筑工程检测领域，常常需要对混凝土或混凝 土结构物的内、外部应力、位移等的变化进行测量， 以研究其在不同环境下的结构性能，或监测其在使用 过程中的特性变化。近年来，混凝土应变计检测技术 的不断发展，使其应用越来越广泛，混凝土结构性能 的检测也变得越来越方便。同时，以混凝土应变计的 测量结果来判断混凝土结构性能也变得越来越普遍。 在这种背景下，混凝土应变计的测量准确性就显得越 来越重要。 2混凝土应变计的种类及工作原理 混凝土应变计是检测混凝土结构物位移变化的 常用仪器，根据功能和使用环境不同具有多种多样的 外形形式，但其工作原理都相似 ，即通过传感元件把 被测物的位移变化转换成电信号的变化，再通过对电 信号的测量和计算得到被测物的位移变化量。在建筑 工程检测领域，常用的应变计从传感元件分类，有振 弦式混凝土应变计和电阻应变片式应变计两种。 振弦式混凝土应变计为振弦式结构，由特殊材料 制成的钢弦为传感元件，在传感器两端分别固定钢弦 的两个端点，并以一定的张力把钢弦张紧，在钢弦中 部安放由电磁线圈组成的拾振器。当钢弦受到外部拾 振器电磁线圈短脉冲信号的激励时，会按其固有频率 发生振动，振动频率信号通过拾振器反馈到输出端【1]。 当应变计两端点的距离发生变化时，钢弦的固有频率 也会随之发生变化，通过测量拾振器反馈信号的频率 值，就可以测量出应变计两端点的位移变化 。振弦 式应变计如图 1所示。由于其结构及工作原理能适应 较恶劣的环境，并能实现远距离信号传输，被广泛应 用于埋入式测量和结构物现场测量。但由于钢弦的灵 敏度不高，使其测量精度受到一定的限制 。 图 1振弦式应变计 电阻应变片式应变计是以电阻应变片为转换元 件的传感器，其电阻应变片贴附在专门设计的弹性应 变体上，当弹性应变体受力产生变形时，会使贴附在 上面的应变片也随之发生变形，从而导致电阻应变片 的电阻值发生变化。其电阻变化通过桥式电路转换成 输出电压的变化，通过测量输出电压的变化量，就可 以测量出应变计两端点的位移变化量。电阻应变片式 应变计如图 2所示，由于其技术成熟，具有测量精度 高、测量范围广、结构简单等优点，但相对于振弦式 应变计，抗干扰能力和远程测量性能都略显不足，较 适合实验室测量试验或现场条件较好的测量情况。 无论是哪种应变计，其主要功能都是把被测位移 量转换成 电信号，再通过二次仪表把被测位移量还 原。在还原过程中，被测位移量是通过电信号量值与 传感器的转换系数经过一定的计算后显示出来的，所 以应变计转换系数的准确性是决定测量结果准确性

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