1、第四章 量测仪器与数据采集系统一、 概述 ( 作业 1)二、 应力（应变）量测 （ 电阻应变片的使用 ）( 作业 2)三、 位移量测（及其它变形量测）四、 力的量测 (作业 3)五、 裂缝量测六、温度量测七、 振动参数的量测八、 数据系统简介一、概述 结构试验的目的 ： 一是要得到对结构性能的宏观印象，更主要是取得确定结构性能的定量数据。 只有可靠的数据才能作为判定结构性能或建立计算理论的的依据。 精确可靠数据的取得依赖于量测。 量测是人类对客观事物取得数量概念的认识过程，是判断事物质量指标的的重要手段。各个领域科学技术的发展是与量测技术的不断完善提高分不开的。 量测技术的组成：包括： 、量测
2、方法， 、量测工具， 、量测误差分析 三部分。各专业领域都有自己的量测内容和相应的量测方法和量测工具。一、概述 工程结构专业的主要量测内容：有外部条件 （主要是外荷载和支座反力等）、 结构变形 （位移、应变、曲率等）、 裂缝、内力 （应力）及自振频率、振型、阻尼 等动力特性。 工程结构专业的主要量测工具：量测工具从逐个读数、手工记录的 简单仪表 到利用计算机自动采集、处理数据的复杂 量测系统 ，种类繁多，原理不一。试验人员除应理解被测参数的性质和要求外，还应了解量测仪表的原理、功能和技术指标。1、量测仪表的基本组成：各种量测仪表其内部结构、量测原理、量测精度等有很大的差别，但都必须具备 三个基
3、本组成部分 ：一、概述感受部分 放大部分 显示记录部分机械式量测仪表： 一般三部分在同一仪表内（如 百分表 ）；电测仪表： 三部分往往是三个分开的仪器（ 传感器 、 放大器、记录仪或显示器）一、概述量测仪表各部分的作用 ：感受部分 的作用 ：直接与被测对象联系，感受被测参数的变化并将此变化传给放大部分；放大部分 的作用 ：将感受部分传来的被测量通过各种方式进行放大。显示记录部分 的作用 ：将放大部分传来的量测结果通过指针或电子数码管、屏幕等进行显示或通过记录设备将试验数据或曲线记录下来。一、概述2、量测仪表的基本量测方法结构试验用量测仪表一般采用两种量测方法：偏位测定法 -根据量测仪表放大部分
4、产生的 偏转 或位移 定出欲测定的物理量。零位测定法 -用已知的标准量去抵消未知物理量对仪表产生的偏转，使被测量和标准量对仪器指示装置的效应经常保持相等， 指示装置指零时的标准量 既为被测物理量。一般零位测定法比偏位测定法更精确 (尤其是电子仪器 )。一、概述3、量测仪表的主要性能指标 、量 程 ： 仪表最大输入量与最小输入量之间的范围。 、刻度值 ： 指示装置的最小刻度代表的被测量的数值。 、分辨率 ： 使仪器输出量产生能观察出变化的最小被测量。 、灵敏度 ：单位输入量引起的仪表输出值的变化。不同的仪表 ,灵敏度的单位各不相同（如百分表的灵敏度为：mm/mm) 。 、精确度： 仪器指示值与被
5、测值的符合程度 (也称精度 ),常以最大量程时的相对误差表示。如精度为 0.2级的仪表 ,其测定值的误差不超过最大量程的 0.2%。一、概述 、滞 后 ： 同一输入量正反两个行程输出值间的偏差。常以全量程中的最大滞后值与满量程输出值之比表示。正行程 ： 输入量从起始量增至最大量程的测量过程。反行程 ： 输入量从最大量程减至起始量的测量过程。 、线性范围 ： 保持仪器的输入量和输出量为线性关系时，输入量的允许变化范围。 、频响特性 ： 仪器在不同频率下灵敏度的变化特性。 常以频响特性曲线表示。对动力试验用量测仪表，其性能指标还有：一、概述 、相移特性 ： 振动参量经传感器转换成电信号或经放 大、
6、记录后在时间上产生的延迟。由传感器、放大器、记录仪器组成的整套量测系统，应注意它们之间的阻抗匹配及频率范围的配合等。 、零 位 温 漂 ： 指当仪表的工作环境温度不为 20 时，零位输出随温度的变化率。满量程热漂移 ： 指当仪表的工作环境温度不为 20 ， 满量程输出随温度的变化率。一、概述4、量测仪表的选用选用量测仪表时应考虑下列要求： 、符合量测所需的量程及精度要求。一般应使最大被测值在仪表量程的 2/3附近；为保证量测精度，应使仪表的最小刻度值 5%的最大被测值。 、动力试验用量测仪表，其线性范围、频响特性和相移特性等都应 满足试验要求。 、安装在试验结构上的仪表，要求自重轻、体积小，不影响结构的 工作。 夹具设计、安装要合理。 、同一试验中选用的仪表种类应尽可能少，以便统一数据的精度。 、选用仪表时应考虑试验的环境条件，切忌盲目选用高精度、高灵 敏度仪表。各类仪表各有优缺点 ,选用仪表时应首先满足试验的主要要求 .
