CFRM应变传感系统稳定性研究.pdf

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1、第23卷第2期传感技术学报Vo1．23No．22010年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2010StudyonStabilityofCFRMStrainMeasureSystemTIANYafeng，SONGShide，XUShilang(SchoolofCivil&HydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116024，China)Abstract：Strainsensorsweremadeofcarbonfib

2、erreinforcedconductivecement-basedmaterial(CFRM)duetoitspiezoresistivephenomenon．TheresistancestabilityofCFRMstrainsensorswasstudiedduringandaftertheircuringage．ResultsshowthattheresistanceofCFRMstrainsensorsgrowsrapidlyatthebeginningofcuringage，andthenslowly．Afterthecuringage

3、，theresistancessustainlineargrowthinalongperiod．ResistanceofCFRMissensitivetotemperature．Whengetting0．105~C／hdecline，theresistancechangerateis2．027ft／h．Inabout100h，there-sistancedifferenceoftwostrainsensorsbasicallystableat750nandtheresistancechangerateis1／60ofthatofasinglestr

4、ainsensor．SothattheCFRMstrainmeasuresystemwithcompensationcanalleviatetheimpactofcuringageandtemperature，hasbetterstability．Keywords：strainsensor；stability；conductivity；carbonfiber；cement—basedmaterialEEACC：7230CFRM应变传感系统稳定性研究水田亚峰，宋世德，徐世娘(大连理工大学土木水利学院，辽宁大连116024)摘要：本文利用碳纤维导电水泥

5、基复合材料(CFRM)的压敏特性制成应变传感器，并研究了CFRM应变传感器在养护期间和养护完成后的电阻稳定性。试验结果表明，CFRM应变传感器的电阻在养护初期增长迅速，然后逐渐变慢，养护结束后很长一段时间内持续呈线性增长；此外，CFRM的电阻对温度很敏感，在降温0．105'E／h的过程中，电阻的变化率为2．02712／h；在100h左右时间里，两个应变传感器的电阻差基本稳定在750n左右，拟合电阻变化率约为单个应变传感器电阻变化率的1／60，从而证明带补偿的CFRM应变传感系统可以补偿掉龄期和温度对CFRM应变传感器的影响，测量结果具有较好的稳定性

6、。关键词：应变传感器；稳定性；导电性能；碳纤维；水泥基复合材料中图分类号：TU528．582文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)02—0286—05对重大土木工程结构，如跨江跨海的大型桥梁、监测和损伤控制监测显得尤为重要。超大跨空间结构、超高耸塔桅结构等的使用寿命，规在工程现场安全监测中，常用的方法有外贴应范要求达到100年；而重大水利水电工程建造在大江变片法和光弹贴片法等。电阻应变片的电阻值随结大河上，它不仅产生巨大的防洪、灌溉(供水)、发电、构的变形而变化，其制作和检测技术也比较成熟。养殖和通航等综合效益，是国民经济的重要基础

7、设但是电阻应变片所量测部位混凝土一旦开裂，应变施。结构在服役环境中将受到各种复杂荷载的作片应变急剧增大而最终开裂失效，适用范围受到很用，不可避免的产生损伤累积，同时由于环境侵蚀、材大的限制。另外，在混凝土结构监测中应用较为广料老化等因素，导致其抵抗自然灾害、甚至是正常使泛的还有压电陶瓷、形状记忆合金、光纤等机敏(智用环境下作用的能力减弱，极端情况下有可能发生突能)材料，但耐久性和相容性差是这些元件或机敏发性事故，造成重大的人员伤亡和经济损失，也带来(智能)材料在工程应用中的共性问题J。碳纤维了极坏的社会影响。因此，对待建或已建成的重大工导电水泥基复

8、合材料的电阻随其变形而可逆变程结构和基础设施进行现场长期的、稳定的结构健康化_4J，电阻一应变灵敏度远高于传统的电阻应变片