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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)
VWA型振弦式錨索測(cè)力計(jì)由測(cè)力鋼筒、保護(hù)外護(hù)筒、振弦式應(yīng)變計(jì)、引出電纜等組成。
3.2工作原理
VWA型振弦式錨索測(cè)力計(jì)在測(cè)力鋼筒上均布著數(shù)支振弦式應(yīng)變計(jì)，當(dāng)荷載使鋼筒產(chǎn)生軸向變形時(shí)，應(yīng)變計(jì)與鋼筒產(chǎn)生同步變形，變形使應(yīng)變計(jì)振弦產(chǎn)生應(yīng)力變化，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)出引起受力鋼筒變形的應(yīng)變量，代入標(biāo)定系數(shù)可算出錨索測(cè)力計(jì)所感受到的荷載值。
VWA型振弦式錨索測(cè)力計(jì)中的每支應(yīng)變計(jì)為一個(gè)的測(cè)量單元，單支儀器即可測(cè)出測(cè)力計(jì)單邊的受力狀況，以此可計(jì)算出測(cè)力計(jì)受力的偏心方向及大小。由數(shù)支振弦式應(yīng)變計(jì)的平均測(cè)值可計(jì)算出測(cè)力計(jì)的整體受力狀況。測(cè)力計(jì)測(cè)量信號(hào)由一根多芯電纜線引出。
VWA型振弦式錨索測(cè)力計(jì)工作條件： a)測(cè)力計(jì)能在-25℃～+70℃的環(huán)境溫度下正常工作。 b)測(cè)力計(jì)能承受500kPa水壓力。 c)測(cè)力計(jì)絕緣電阻應(yīng)＞50ＭΩ。
3.3計(jì)算方法：
a)當(dāng)荷載作用于測(cè)力計(jì)時(shí)，測(cè)力計(jì)鋼筒將產(chǎn)生軸向變形，其荷載量P與輸出頻率模數(shù)的變化量△F具有如下線性關(guān)系：
P = k △ F
△F = F- F0
式中： P － 測(cè)力計(jì)測(cè)量出的荷載量，單位為kN(千牛)；
k — 測(cè)力計(jì)測(cè)量荷載量的最小讀數(shù)，單位為kN /F；
△F — 測(cè)力計(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 — 測(cè)力計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；
F0 — 測(cè)力計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。
b)當(dāng)測(cè)力計(jì)有多支傳感器時(shí)，測(cè)力計(jì)的計(jì)算公式為：
P = k (△F1+△F2+△F3+···△Fn）/ n
式中： △F1+△F2+△F3+···—測(cè)力計(jì)單支儀器實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位 為F；
N — 測(cè)力計(jì)上分布傳感器的數(shù)量。
c)當(dāng)作用在測(cè)力計(jì)上的荷載恒定時(shí)，而溫度增加△T，此時(shí)測(cè)力計(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：
P′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 測(cè)力計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為kN /℃；
△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℃。
d)當(dāng)測(cè)力計(jì)受到荷載和溫度的雙重作用時(shí)，測(cè)力計(jì)的一般計(jì)算公式為：
Pm = P + b△T = k(△F1+△F2+△F3+···△Fn）/ n + b (T - T0)
式中： Pm — 測(cè)力計(jì)測(cè)量出的荷載量，單位為kN(千牛)。
注： VWA型振弦式錨索測(cè)力計(jì)的敏感測(cè)量元件，與測(cè)力鋼筒的材料線膨脹系數(shù)極為接近，試驗(yàn)所得其溫度修正系數(shù)b甚小，一般計(jì)算時(shí)可用公式b。
4埋設(shè)與安裝
4.1根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，測(cè)力計(jì)應(yīng)安裝在錨固墊座上，鋼絞線或錨索從測(cè)力筒中心孔中穿過，測(cè)力計(jì)置于鋼墊座和工作錨之間。 4.2錨索測(cè)力計(jì)有一外保護(hù)筒，用以保護(hù)儀器。保護(hù)筒與測(cè)力筒上、下面之間應(yīng)留有 3mm左右的距離，上、下承載錨固墊座應(yīng)可靠的壓在測(cè)力筒上，錨固墊座與測(cè)力筒之間不應(yīng)有間隙。 4.3安裝時(shí)錨索測(cè)力計(jì)應(yīng)放置平穩(wěn)，如發(fā)現(xiàn)幾何偏心過大(儀器分測(cè)不等值，既為有幾何偏心)，應(yīng)即時(shí)予以調(diào)整。
4.4錨索測(cè)力計(jì)安裝定位后應(yīng)及時(shí)測(cè)量?jī)x器初值，根據(jù)儀器編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好儀器的引出電纜。