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

1用途

VWS-10F型振弦式表面(應變)計適用于長(cháng)期布設在水工結構物或其它結構物的表面，測量結構物表面的應變量，并可同步測量布設點(diǎn)的溫度。振弦式表面(應變)計彈性模量小，與被測結構物的隨動(dòng)性好，測量中不會(huì )干擾原應力場(chǎng)，并可回收重復使用。振弦式表面(應變)計具有智能識別功能。

2規格及主要技術(shù)參數

注：頻率模數F=Hz2×10-3

3結構及工作原理

3.1結構

　VWSF型振弦式表面應變計由應變計、安裝夾具、信號傳輸電纜等組成。

3.2工作原理

當被測結構物發(fā)生變形時(shí)，將帶動(dòng)表面應變計產(chǎn)生變形，變形通過(guò)前、后端座傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線(xiàn)圈激振振弦并測量其振動(dòng)頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數裝置，即可測出引起被測結構物變形的應變量。同時(shí)可同步測出布設點(diǎn)的溫度值。

3.3計算方法

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

ε= k△F

△F = F - F0

式中：k — 表面應變計的測量靈敏度，單位為10-6/F；

△F — 表面應變計實(shí)時(shí)測量值相對于基準值的變化量，單位為F；

F — 表面應變計的實(shí)時(shí)測量值，單位為F；

F0 — 表面應變計的基準值，單位為F。

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

實(shí)驗可知△F′與△T具有如下線(xiàn)性關(guān)系：

ε′= k△F′+ b△T = 0

k△F′= - b△T

△T = T - T0

式中：b — 表面應變計的溫度修正系數，單位為10-6/℃；

△T — 溫度實(shí)時(shí)測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；

T — 溫度的實(shí)時(shí)測量值，單位為℃；

T0 — 溫度的基準值，單位為℃。

c) 布設在混凝土結構物或其它結構物表面的表面應變計，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時(shí)的溫度修正系數應為表面應變計的溫度修正系數與結構物的線(xiàn)膨脹系數之差，因此表面應變計一般計算公式為：

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

式中：εm — 被測結構物的應變量，單位為10-6；

α — 被測結構物的線(xiàn)膨脹系數，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變計，應先將配好對的夾具安裝上試棒，安裝時(shí)兩夾具的底面應在同一平面上，兩夾具上的緊固螺釘孔距應為 100mm(儀器標距)。利用夾具安裝板上的 4個(gè)孔，在儀器需要安裝的位置畫(huà)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。
安裝膠粘用表面應變計，是將夾具用膠粘貼在被測結構物上。先將被測結構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，隨即粘貼在需要監測測部位，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，將表面應變計從夾具的一端放入，直到表面應變計各端面與夾具外邊沿平齊。表面應變計安裝時(shí)應根據要求調整測量范圍(調整初始值），方法是：在表面應變計的前法蘭端有一個(gè)螺紋孔，用配套拉桿進(jìn)行拉、壓調整。調整時(shí)先將有電纜一端的緊固螺釘擰緊，讀數儀連接上表面應變計，利用拉桿進(jìn)行拉或壓調整，調整范圍合適后將夾具另一端的緊固螺釘擰緊，并卸下調整拉桿(圖 2)。
如現場(chǎng)需要的可安裝保護罩，同時(shí)將電纜按設計走向固定好，注意保護儀器的引出電纜。
5  測量
現場(chǎng)測量表面應變計用 VW-102A 型讀數儀，將測量線(xiàn)一頭連接讀數儀，測量線(xiàn)另一頭的各色夾子對應連接表面應變計的輸出電纜， 黑、紅測頻率，白、綠測溫度。表面應變計內附有智能識別芯片，其內存貯有該表面應變計的編號、標定系數 K、溫度修正系數 b 等信息。
用讀數儀測量時(shí)會(huì )自動(dòng)將識別信息讀出，順序存入讀數儀內，通訊給計算機，方便快速統計計算及查詢(xún)，使測量工作實(shí)現人工智能無(wú)紙化操作。
工程現場(chǎng)多支表面應變計電纜被意外挖斷，僅用讀數儀測量一遍，就可自動(dòng)識別出每支表面應變計所對應的編號及身份信息。
6  表面應變計故障檢查
當表面應變計測量出現故障時(shí)，可用萬(wàn)用表檢查表面應變計電纜芯線(xiàn)間的電阻值，其正常狀況紅、黑芯線(xiàn)電阻值通常為200～450Ω 左右；綠、白芯線(xiàn)電阻值在溫度25℃時(shí)應為3kΩ左右；紅、黑線(xiàn)對綠、白線(xiàn)或對屏蔽線(xiàn)(裸線(xiàn))間絕緣電阻值應﹥50MΩ (測量絕緣電阻時(shí)可使
用100V 直流兆歐表，萬(wàn)用表測量絕緣電阻應用MΩ 檔，其值應為無(wú)窮大∞)。