振弦式應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　結(jié)構(gòu)

　　VWS型振弦式應(yīng)變計由前后端座、不銹鋼護管、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。

　　工作原理

　　當(dāng)被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)力發(fā)生變化時，應(yīng)變計同步感受變形，變形通過前、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頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)變量。同時可同步測出埋設(shè)點的溫度值。

　　計算方法

　　a）當(dāng)外界溫度恒定應(yīng)變計僅受到軸向變形時，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 — 應(yīng)變計的測量靈敏度，單位為/F；

　　△F — 應(yīng)變計實時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F；

　　F — 應(yīng)變計的實時測量值，單位為F；

　　F0 — 應(yīng)變計的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b）當(dāng)應(yīng)變計不受外力作用時（儀器兩端標(biāo)距不變），而溫度增加△T時，應(yīng)變計有一個輸出量△F´，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時應(yīng)給以扣除。

　　實驗可知△F´與△T具有下列線性關(guān)系：

　　ε´= b△F´+ b△T = 0

　　k△F´= -b△T

　　△T = T - T0

　　式中： b — 應(yīng)變計的溫度修正系數(shù)，單位為10/℃；

　　△T — 溫度實時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃；

　　T — 溫度的實時測量值，單位為℃；

　　T0 — 溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

　　c）埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物中的應(yīng)變計，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時的溫度修正系數(shù)應(yīng)為應(yīng)變計的溫度修正系數(shù)與被測結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此應(yīng)變計一般計算公式為：

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

　　式中：εm — 被測結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量，單位為10；

　　α— 被測結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為10/℃。