振弦式应变传感器的温度影响修正

《振弦式应变传感器的温度影响修正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据2006年第25卷第8期传感器与微系统(Transducer粕dMicmsystemTechnologies)49振弦式应变传感器的温度影响修正卢伟升，陈常松，涂光亚，宁云，颜东煌(长沙理工大学桥梁与结构工程学院。湖南长沙410076)摘要：在介绍振弦式应变传感器工作原理的基础上，探讨了温度对应变测试的影响规律，提出了振弦式应变传感器在混凝土以及大气中温度影响修正实用公式，并成功应用于湖南益阳茅草街大桥施工控制的实践中，取得了良好的应用效果。关键词：桥梁工程；振弦式应变传感器；温度影响修正；应力；频率中图分类号：u428．27文献标识码：A文章编号：10

2、00一9787(2006)08一0049—03CorrectionfbrtemperatureeffectofVibrationwirestrainsensorLUWei—sheng，CHENChaIlg—song，TUGuang—ya，NINGYun，YANDong—huang(schoolofBrid寥andStr毗tII腿EngiII钾一ng，Chan铲haUIlive两tyofSdence柚dIIkh舯Io科，Ch蛐gsha410076，Chi腑)Abstract：Basedonintmducingtheprincipleofvibrationwires

3、trainsensor，therulesoftempemturee{kctonthetraintestingareanalyzed．CorrectionformulasoftemperatureeH．ect“vibrationwirestrainsensorexposedtotheairandburiedinconcretearepresented，which印pliedintIlecon8t11lctioncontmlofthebridgeofMaoCaoJieinNaIlCounty．Keywords：bridgeen舀neering；vibrationwi

4、restrainsensor；con．ectionfortemperatureeffec‘；stress；f沁quencyO引言振弦式应变传感器具有高灵敏度、高精度、高稳定性等优点，广泛应用于建筑、桥梁、铁路、交通、水电、大坝等结构的应变测量，在大跨度桥梁的施工过程以及营运过程的长期健康监测中，对关键截面的应力进行监测，确保结构安全，为桥梁的施工、营运、加固提供依据，是一项重要的工作。目前，主要的测试方法有2种：直接法和间接法。直接法是直接感知结构内部应力的一种测量方法，测量应力的传感器非常少，且只能测试压应力，不能测试拉应力⋯；间接法是通过测出结构内部应变，通

5、过一定的换算方法转换为应力的一种测试方法，目前，以问接法使用最为广泛。振弦式应变传感器主要有砼内部埋入型、砼表面安装型、钢结构表面安装型，由于传感器长期暴露于空气中或者埋设于混凝土中，因此，温度影响显著，如何对测试数据采用必要的方法进行分析处理，剔除温度影响的应变部分，对温度影响的误差进行修正，得到真实的结构受力状态，是一项关键的工作。l振弦式应变传感器的工作原理振弦式传感器有2种工作方式：单线圈激励方式，双线圈激励方式。单线圈激励方式是指激励线圈励弦产生振动收稿日期：2006一03—22也接收弦产生的激励信号；双线圈激励方式是一个线圈激励，另一个线圈接收。除了

6、线圈外，传感器还带有一个热敏电阻器，用以测试传感器周围环境温度，以便进行温度修正。振弦式应变传感器是利用弦的频率变化与弦的拉力变化关系来测量传感器所在点的应变。两端固定且拉紧的振弦的固有频率，的表达式为．厂：占．仁，(1)／2瓦√了，(1’式中r=4p毋2=矽2∥为弦的基频；丁为弦的张力；p为弦式材料的线密度；￡为弦的有效长度。A(a)正面图(b)A—A剖面图(a)eleⅦtion(b)cro船-section图1振弦式应变传感器的基本结构FiglS”眦tIIndiagmmof“b髓舶n喇re蚰嘶n船n鲫r对同一根长度的振弦，其％值不变，弦的拉力与频率的平方成正

7、比例关系万方数据传感器与微系统第25卷△r=后(厂2一，：)，式中二为弦的初始频率。(2)水箱混凝土圆柱体振弦式应变传感器假设应变筒与振弦的变形协调，因此，应变增量相同，设振弦的应变增量为占。，应变筒的应变增量为占。，则有铲吼=筹=击叮2一巾．(3)频率与压力的关系在出厂以前通过压力机进行标定，绘制厂r的关系曲线，进行回归拟合，从而得到频率厂与应变的一一对应关系怛J。2温度影响修正2．1温度变化造成的长度变化对测试的影响修正p1振弦式应变传感器克服了一般应变传感器稳定性差的缺点，温度修正效果明显，特别适合长期监测。由于热胀冷缩效应，温度变化会造成弦的有效长度的变

8、化，同时，也引起张力的变