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0.5 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。 4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（500M 以上合格）低于 500M3 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1YJ-26 静态电阻应变仪，及预调平衡箱 2TJ-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 仪与各桥臂应变片的应变值 i，有下列关系： 仪=（1-2+3-4） 式中 1、2、3、4分别为四个桥臂的应变值。 一一一半桥接线与测量图 2-1 图 2-2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，5 如图 21，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： 仪=1 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： 仪=1-2 又因 1=-2，所以有： 仪=22 （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： 仪=1+ 因 1=3，故有： 仪=21 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 24，则应变仪读出应变值为： 仪=1-2+3-4 因 1=3=-2=-4，故有： 仪=41 （三）等级度梁特性6 1最大加载量 G=50N 2各断面应力相对误差 =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 5 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010N20N30N40N010N20N30N40N123平 均附：7 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： 电源开并（琴键自锁开关）：按下此开关，仪器接通电源。 电源检测开关（琴键无锁开关）：按下此开关，红色发光二极管便亮；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。 发光二极管：见说明。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。 测量开关：按下此开关，仪器处于测量状态。 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 15000，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 K=K原理求得相应8 的标定值，由上可知，当 K=2.00，=15000，在已知 K情况下可得)(30000K 调节灵敏度电位器，使仪器显示为 值，则此时仪器的灵敏系数为 K值。 表 1 灵敏系数 K标定值（） 1.8016667 1.9015786 1.9515384 2.0015000 2.0514634 2.1014286 2.2013636 2.3013043 2.4012500 2.5012000 2.6011538 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。 显示器：四位半液晶数字显示，直接显示应变值（） 。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：图 2后面板各部分功能说明： 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 39 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短接起来，作为全15桥测量时，D1、D、D2三点之间必须断开，即去掉连接上，单点测量时，A 端与 B 端15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/H12D3 3BUSY8OR13D4 4D29D5(MSD)14B4 5D1(LSD)10B215B1（DSB）图 4 (12) 预调箱插头座：本仪器可直接与 P01R18 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A、C：桥压输入端 A（+） 、C（-）D、B：桥路输出，送放大器输入端10 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：见说明。10（16）调基零电位器：见前面板各部分功能说明。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 500M 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。 （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。11 （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