结构检验实验指导书

结构检验实验指导书土木工程专业用河海大学土木工程系1试验一机械式仪表的安装与应用一、试验目的：结合钢筋砼梁试验了解百分表、千分表、磁性表座、手持应变仪的构造原理、安装调式方法及使用场合。二、内容：1．百分表测挠度的安装与调试；2．千分表测梁断面应变的安装与调试；3．手持应变仪测梁断面应变的安装测读；4．对照实物了解百分表的率定方法使用方法。三、要求：实验全过程注意爱护仪器，先了解后再动手。认真思考，独立操作，认真做好实验报告（包括：仪器构造，使用特点，操作要领，操作中遇到的问题，实验后的收获与体会等。）不拘格式，贵在三个能力的培养与体现。四、思考题：测试试验大厅吊车梁挠度？2试验二电阻应变片的粘贴及防潮技术一、试验目的：掌握应变片的粘贴技术二、试验仪表与器材1．直流电桥2．兆欧表3．万用表4．粘接剂5．常温用电阻变应片：（每人一片）6．钢桁架7．电烙铁等小工具8．丙酮三、试验方法1．电阻应变片的选择在应变片灵敏系数K相同的一批应变片中，用直流电桥测量应变片的电阻值R，将电阻差值变化在±0.5Ω范围内的应变片选出待用。直流电桥的使用：选好倍率精度（指示表上方），调好指示表为0，将被测应变片接入接线端RX，然后，同时接下开关B和C，旋转4个旋钮（从大到小），使指示表指针指0。此时，4个旋钮指示数值和再乘以倍率，即是被测应变片的电阻值。该片的阻值和灵敏系数K（应变片厂家标定）应作记录。2．桁架试件表面的处理用砂纸、锉刀等工具将试件贴片位置的油污、漆层、锈迹除去，再用细砂纸打成450交叉纹，并用棉球蘸丙酮将贴片位置擦洗干净，到棉球洁白为止。然后，在试件上用画针画出贴片的准确位置。3．粘贴用左手掐住应变片引线，右手在应变片沾贴面上薄薄的涂上一层粘接剂（注意应变片的正、反面），同时，在试件贴片位置上涂上一层粘接剂，并迅速将应变片准确地放在粘贴位置上，将一小片塑料薄膜盖在应变片上面，用手指顺着应变片依次压多余的胶水，按住应变片1-2分钟后把塑料薄膜轻轻揭开，检查有无气泡、尧曲、脱胶等现象，如影响测量时，应重贴。最后，贴上连接片，焊出引线，作好引线编号。34．检查（1）用万用表的电阻挡检查应变片有无短路、断路现象，如不能排除故障，则重贴。（2）用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘度（500MΩ以上合格）低于500MΩ时，则用红外线灯烘烤至合格。方法：兆欧表红接试件，黑接应变片，由慢逐渐加快地摇动仪表手把，指针偏转至一定位置上，指出的数值即为绝缘度。5．制作防潮层为使应变片能在潮温环境或混凝土中具有足够的绝缘度，在应变片贴好后，必须制作防潮层。示意图如下：四、实验报告要求：1．简述整个操作过程及注意事项；2．简单分析故障原因和排除方法；3．体会与建议。五、思考题：万用表、兆欧表、电桥的使用应注意什么？应变片粘贴应注意什么？4试验三静态电阻应变仪操作试验一、试验目的1．熟悉电阻应变仪的操作过程2．掌握电阻应变仪单点测量的基本原理3．学会电阻应变片作半桥及全桥测量的接线方法和调试4．学习预调平衡箱的使用二、试验设备及仪表1．YJ-26静态电阻应变仪，及预调平衡箱2．TJ-Ⅱ型不锈钢等强度梁三、试验原理及方法静态电阻应变仪的读数ε仪与各桥臂应变片的应变值εi，有下列关系：ε仪=（ε1-ε2+ε3-ε4）式中ε1、ε2、ε3、ε4分别为四个桥臂的应变值。（一）半桥接线与测量图2-1图2-25如果应变片R1接于应变仪AB接线柱，温度补偿片R2接于BC接线柱，则构成外半桥，如图2—1，另内半桥由应变仪内部两个无感绕线电阻构成。应变仪读出的应变值为：ε仪=ε1若梁上同一截面处的压区和拉区分别贴应变片R1和R2接于AB和BC接线柱构成外半桥，如图2-2，两电阻应变片则互为补偿，应变仪读出应变值为：ε仪=ε1-ε2又因ε1=-ε2，所以有：ε仪=2ε2（二）全桥接线与测量如果梁上一截面的压区贴片R1、R3接于AB、CD接线柱，温度补偿应变片R2、R4图2-3图2-4接于BC、DA接线柱，构成全桥，如图2-3。而应变仪读出应变值为：ε仪=ε1+ε因ε1=ε3，故有：ε仪=2ε1若梁上同一截面的压区应变片R1，R3仍接于AB和CD接线柱，而拉区贴应变片R2、R4，并接于BC和DA接线柱组成全桥，如图2—4，则应变仪读出应变值为：ε仪=ε1-ε2+ε3-ε46因ε1=ε3=-ε2=-ε4，故有：ε仪=4ε1（三）等级度梁特性1．最大加载量G=50N2．各断面应力相对误差δ=3%（产品误差）3．梁厚h=3.5mm四、试验步骤：1．按上述接桥方法分别接通桥路，并须复查无误。2．用螺丝刀在电阻应变仪上的调零孔中进行调平至指针对零。3．预加10N力检查仪表和装置工作是否正常。4．正式试验，每级加载10N，共加四级。记取读数，重复三次（若两次相差＜5με不再做第三次）试验数据填入表1。5．测定计算等强度梁弯应力理论值时所需的有关数据。6．做完以上试验之后，用联线把预调平衡箱与仪器接通，并把电阻片的导线分别按半桥；全桥改接在平衡箱上。初步学习如何应用平衡箱做多点测量。五、试验报告1．按要求整理出各种测量数据，并作应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。2．讨论不同桥路接法的优缺点和使用条件。3．分析对比等强度梁的理论计算值与实测值及体会。表1接法半桥接法（1）半桥接法（2）荷载次序010N20N30N40N010N20N30N40N123平均接法半桥接法（1）半桥接法（2）荷载次序010N20N30N40N010N20N30N40N1723平均附：YJ-26静态电阻应变仪一般操作程序一、前面板各部分名称和作用前面板排列示意图如图1所示：图1前面板各部分功能说明：①电源开并（琴键自锁开关）：按下此开关，仪器接通电源。②电源检测开关（琴键无锁开关）：按下此开关，红色发光二极管③便亮；如发光二级管很亮，说明干电池电源充足；如光发二级管较暗，说明干电池电源已不足。在仪器使用过程中，一般不按下此开关。③发光二极管：见②说明。④基零开关：基零、标定、测量开关为琴键互锁开关。按下此开关，仪器显示应为0000或-0000，如不为零值可调节后机板上“调基零”电位器○16。⑤标定开关：按下此开关，仪器处于内标定状态，并且为正值显示，调节灵敏度电位8器便可得到相应的标定值。内标定值与仪器输入信号大小无关。⑥测量开关：按下此开关，仪器处于测量状态。⑦灵敏度电位器：根据应变片灵敏系数不同，可调节该电位器使仪器灵敏系数与应变片灵敏系数为一致。顺时针方向旋转电位器，增大灵敏系数；反之则减小灵敏系数。本仪器在设计时定为：当灵敏系数为2.00时，标定值为15000με，灵敏系数与标定值关系如表1所示。当应变片灵敏系数为表1中未列出的数值，则用户根据Kε=K’ε’原理求得相应的标定值，由上可知，当K=2.00，ε=15000με，在已知K’情况下可得)(30000K调节灵敏度电位器，使仪器显示为ε’值，则此时仪器的灵敏系数为K’值。表1灵敏系数K标定值（με）1.80166671.90157861.95153842.00150002.05146342.10142862.20136362.30130432.40125002.50120002.6011538⑧调节电位器：当测量桥路处于不平衡状态时，调节该电位器，使仪器显示为0000或-0000。顺时针方向旋转电位器，显示朝正值增大方向变化；反之显示朝负值增大方向变化。⑨显示器：四位半液晶数字显示，直接显示应变值（με）。当仪器显示为正值时，符号“+”不显示出来；当仪器显示为负值时，符号“—”有显示。二、后面板各部分名称和作用后面板排列示意图如图2所示：9图2后面板各部分功能说明：⑩接线柱组A、B、C、D1、D、D2：各接线柱与测量桥路各顶端的对应关系如图3所示：图3从图4可见，作为半桥测量时，D1、D、D2三点必须用连接片○15短接起来，作为全桥测量时，D1、D、D2三点之间必须断开，即去掉连接上○15，单点测量时，A端与B端之间，B端与C端之间分别接上工作片和补偿片，多点测量时，A端与B端之间、B端与C端之间不接任何片子，而是通过预调平衡箱来实现。（11）接口输出座：从该座子上直接可得仪器内部A/D转换器（7135）上串行输出信号，座子上编号与串行输出信号对应关系如表2所示，用户可根据需要，自行配打印接口等。表2座子编号输出信号座子编号输回信号座子信号输出信号1ST6POL11B3（MSB）2DGND7R/H12D33BUSY8OR13D44D29D5(MSD)14B45D1(LSD)10B215B1（DSB）A、C：桥压输入端A（+）、C（-）D、B：桥路输出，送放大器输入端10图4(12)预调箱插头座：本仪器可直接与P01R—18型预调平衡箱相连接。五芯插头座接线如图4所示：（13）、（14）外接直流稳压电源插头座；当本仪器不使用干电池，而直接用外接电源时，可用两组相同的直流稳压电源（+4.50~+0.60）V直接插入到这两个座子上，内部干电池将自动断开。外接电源插头线及座子正负极性分别由图5和图6所示。图5图6（15）连接片：见○10说明。（16）调基零电位器：见前面板各部分功能说明④。三、使用条件本仪器在下列条件下可以使用：1．环境温度：0-400C，温度变化速度不大于10C/h。2．相对温度：30%-85%。3．周围无腐蚀性气体及强磁场干扰。4．使用时避免强烈的震动与冲击。5．仪器预热时间为30min。四、测量桥路的准备工作1．测量片和温度补偿片的阻值及温度系数、灵敏系数应尽量相同，这样便于平衡和测量。补偿片应贴在与试件相同的材料上，与测量片保持同样的温度，应变片对地绝缘电阻应在500MΩ以上，测量片不受阳光曝晒，高温辐射的空气剧烈流动的影响。2．测量导线采用屏蔽电缆（推荐用RVVP聚乙烯屏蔽电缆）。测量时导线不能移动。3．在单点测量情况下，选择测量桥接线方式：（1）半桥测量：在应变仪D1、D、D2接线柱之间连接片短路并旋紧，在应变仪A、B、C接线柱之间接应变片并旋紧。（2）全桥测量：将应变仪D1、D、D2接连柱之间用连接片拿掉（开路）；在应变仪A、B、C接线柱之间接应变片并旋紧。4．本应变仪与P10R-18型预调平衡箱配用可作多点测量（10点以下用一台平衡箱，10点以上用数台平衡箱联用）。用五芯插头线连接应变仪和预调箱。11（1）应变仪A、B、C接线柱不再接应变片，而D1、D、D2接线柱上的连接片半桥测量时加，全桥测量时去掉。（2）半桥测量单点补偿时，先将C排接线柱上五点连接片去掉，然后将各点的测量片和被偿片分别接到平衡箱A、B和B、C接线柱上。（3）半桥测量5点公共补偿时，可将各点的测量片接到A、B接线柱上，并将C接线柱用5点连接片连好并旋紧，在B、C间接入补偿片。（4）半桥测量10点公共补偿时，可在（3）的基础上再将两排C接线柱用导线短接起来。(5)全桥测量时，全部连接片去掉，分别在A、B，C、D接线柱上接入测量片和补片。(6)多台平衡箱联用时，当某点预调平衡或测量时，除该台平衡箱开关置于相应某点位置外，其余各台平衡箱的开关均应置于“切换”位置上。五、仪器使用的准备工作请按下列步骤顺序进行：1．首先确定是使用外接直流稳压电源还是干电池供电．注意将干电池装入仪器中时正负极一定要正确；外接直流稳压电源插头上极性应与图6所示一致。当干电池已装入仪器中，再外接直流稳压电源时，只要将外接直流稳压电源直接插入到仪器后面的面板上即可。2．D1、D、D2用连接片短接起来并旋紧，在A、B与B、C间接入用胶木密封的2X120Ω精密线绕无感电阻，其中两根相同颜色线分别接入到A、C接线柱上，另一根颜色接入到B接线柱上。3．先按下“基零”琴键开关④。4．按下电源开关①。仪器显示应为0000(一0000)或零值附近值。5．按下电源检测开关②，如发光二极管○3很亮，说明干电池充足；如发光二极管较暗，说明干电池已不充足，此时最好更换电池，如果确认干电池是充足的，则此项内容可省略。6．按下“测量”档琴键开关⑥，调节“调零”电位器⑧，使仪器显示为0000或一000