本使用說(shuō)明僅適用于本公司生產(chǎn)的VWS-10F型振弦式表面應(yīng)變計(jì)，型號(hào)為VWS-10F。

1用途

VWS-10F型振弦式表面(應(yīng)變)計(jì)適用于長(zhǎng)期布設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它結(jié)構(gòu)物的表面，測(cè)量結(jié)構(gòu)物表面的應(yīng)變量，并可同步測(cè)量布設(shè)點(diǎn)的溫度。振弦式表面(應(yīng)變)計(jì)彈性模量小，與被測(cè)結(jié)構(gòu)物的隨動(dòng)性好，測(cè)量中不會(huì)干擾原應(yīng)力場(chǎng)，并可回收重復(fù)使用。振弦式表面(應(yīng)變)計(jì)具有智能識(shí)別功能。

2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

注：頻率模數(shù)F=Hz2×10-3

3結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1結(jié)構(gòu)

　VWSF型振弦式表面應(yīng)變計(jì)由應(yīng)變計(jì)、安裝夾具、信號(hào)傳輸電纜等組成。

3.2工作原理

當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生變形時(shí)，將帶動(dòng)表面應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生變形，變形通過(guò)前、后端座傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出引起被測(cè)結(jié)構(gòu)物變形的應(yīng)變量。同時(shí)可同步測(cè)出布設(shè)點(diǎn)的溫度值。

3.3計(jì)算方法

a) 當(dāng)外界溫度恒定表面應(yīng)變計(jì)僅受到軸向變形時(shí)，其應(yīng)變量ε與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

ε= k△F

△F = F - F0

式中：k — 表面應(yīng)變計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為10-6/F；

△F — 表面應(yīng)變計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F；

F — 表面應(yīng)變計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；

F0 — 表面應(yīng)變計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。

b)當(dāng)表面應(yīng)變計(jì)不受外力作用時(shí)(儀器兩端標(biāo)距不變)，而溫度增加△T時(shí)，表面應(yīng)變計(jì)有一個(gè)輸出量△F′，這個(gè)輸出量?jī)H僅是由溫度變化而造成的，因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。

實(shí)驗(yàn)可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

ε′= k△F′+ b△T = 0

k△F′= - b△T

△T = T - T0

式中：b — 表面應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為10-6/℃；

△T — 溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃；

T — 溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃；

T0 — 溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

c) 布設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)物或其它結(jié)構(gòu)物表面的表面應(yīng)變計(jì)，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時(shí)的溫度修正系數(shù)應(yīng)為表面應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)與結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此表面應(yīng)變計(jì)一般計(jì)算公式為：

εm = k△F + b′△T = k (F - F0) + (b-α)(T - T0)

式中：εm — 被測(cè)結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量，單位為10-6；

α — 被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為10-6／℃。
4 儀器安裝

4.1 安裝夾具
安裝膨脹螺栓固定的表面應(yīng)變計(jì)，應(yīng)先將配好對(duì)的夾具安裝上試棒，安裝時(shí)兩夾具的底面應(yīng)在同一平面上，兩夾具上的緊固螺釘孔距應(yīng)為 100mm(儀器標(biāo)距)。利用夾具安裝板上的 4個(gè)孔，在儀器需要安裝的位置畫點(diǎn)、打孔、安裝膨脹螺栓，將裝有試棒的夾具組用膨脹螺栓
固定上，既完成儀器夾具的安裝。
安裝膠粘用表面應(yīng)變計(jì)，是將夾具用膠粘貼在被測(cè)結(jié)構(gòu)物上。先將被測(cè)結(jié)構(gòu)物需要安裝夾具的部位整平打毛，將裝有試棒的夾具底部的中間(在同一平面上)涂上 AB 膠(快干環(huán)氧樹(shù)脂膠)，再沿夾具四周涂上 502 快干膠，隨即粘貼在需要監(jiān)測(cè)測(cè)部位，壓緊 2 分鐘左右即可松
手，10 分鐘左右即可粘貼牢固。
4.2 夾具固定后，輕輕拆下安裝試棒，將表面應(yīng)變計(jì)從夾具的一端放入，直到表面應(yīng)變計(jì)各端面與夾具外邊沿平齊。表面應(yīng)變計(jì)安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)要求調(diào)整測(cè)量范圍(調(diào)整初始值），方法是：在表面應(yīng)變計(jì)的前法蘭端有一個(gè)螺紋孔，用配套拉桿進(jìn)行拉、壓調(diào)整。調(diào)整時(shí)先將有電纜一端的緊固螺釘擰緊，讀數(shù)儀連接上表面應(yīng)變計(jì)，利用拉桿進(jìn)行拉或壓調(diào)整，調(diào)整范圍合適后將夾具另一端的緊固螺釘擰緊，并卸下調(diào)整拉桿(圖 2)。
如現(xiàn)場(chǎng)需要的可安裝保護(hù)罩，同時(shí)將電纜按設(shè)計(jì)走向固定好，注意保護(hù)儀器的引出電纜。
5 測(cè)量
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量表面應(yīng)變計(jì)用 VW-102A 型讀數(shù)儀，將測(cè)量線一頭連接讀數(shù)儀，測(cè)量線另一頭的各色夾子對(duì)應(yīng)連接表面應(yīng)變計(jì)的輸出電纜， 黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。表面應(yīng)變計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該表面應(yīng)變計(jì)的編號(hào)、標(biāo)定系數(shù) K、溫度修正系數(shù) b 等信息。
用讀數(shù)儀測(cè)量時(shí)會(huì)自動(dòng)將識(shí)別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計(jì)算機(jī)，方便快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算及查詢，使測(cè)量工作實(shí)現(xiàn)人工智能無(wú)紙化操作。
工程現(xiàn)場(chǎng)多支表面應(yīng)變計(jì)電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測(cè)量一遍，就可自動(dòng)識(shí)別出每支表面應(yīng)變計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。
6 表面應(yīng)變計(jì)故障檢查
當(dāng)表面應(yīng)變計(jì)測(cè)量出現(xiàn)故障時(shí)，可用萬(wàn)用表檢查表面應(yīng)變計(jì)電纜芯線間的電阻值，其正常狀況紅、黑芯線電阻值通常為200～450Ω 左右；綠、白芯線電阻值在溫度25℃時(shí)應(yīng)為3kΩ左右；紅、黑線對(duì)綠、白線或?qū)ζ帘尉€(裸線)間絕緣電阻值應(yīng)﹥50MΩ (測(cè)量絕緣電阻時(shí)可使
用100V 直流兆歐表，萬(wàn)用表測(cè)量絕緣電阻應(yīng)用MΩ 檔，其值應(yīng)為無(wú)窮大∞)。