人工測斜儀

【簡單介紹】

適用于各種巖土地基橫向位移的測量，如水利庫壩、堤防、巖土邊坡、城市建設(shè)地基基坑開挖、打樁、鐵路、公路交通邊坡、煤田、礦井、電力建設(shè)以及各種地下結(jié)構(gòu)工程的內(nèi)部水平位移的測量。

【詳細(xì)說明】

1.用途

     HM-CXS型測斜儀是用伺服加速度計(jì)作為敏感元件的數(shù)字顯示活動(dòng)式測斜儀。用它可以觀測土石壩、堤防、巖土邊坡、建筑物基坑、地下建筑工程等土體內(nèi)部的水平變化。對(duì)于鐵路、港口、水利、高層建筑等工程是一種必要的精密監(jiān)測儀器。

HM-CXS型測斜儀要在的測斜導(dǎo)管中使用，測斜導(dǎo)管的內(nèi)徑為40至70mm ，導(dǎo)管的內(nèi)臂開有導(dǎo)槽，將導(dǎo)管預(yù)埋在被測土體內(nèi)部或緊貼裝在建筑物上，導(dǎo)槽方向要對(duì)準(zhǔn)欲測斜的方向。

2.性能指標(biāo)

2. 1

傳感器靈敏度：      每500mm測管±0.02mm

系統(tǒng)總精度          每15m測管±﹤4mm

導(dǎo)輪間距             500mm

測桿重量             2.5kg

測桿尺寸             ￠31×660mm

測量范圍              0--±60°

2. 2   測讀儀指標(biāo)：

尺寸                  135×125×150mm

重量                   2kg

內(nèi)部電源                5V

充電電源                220V   50HZ

數(shù)字顯示                4 1/2 位液晶顯示

    2. 3使用環(huán)境

溫度                -20----- +50℃

耐水壓              0.5------ 1MP

3.儀器的組成

測頭：測頭內(nèi)部裝有加速度計(jì)。測頭有良好的密封，能承受80--100米水深的壓力。測頭上下有兩組導(dǎo)輪，便于沿測斜管的導(dǎo)槽升降。

電纜：電纜把測頭和測讀儀連接起來，它除了向測頭供電和測讀儀傳遞信號(hào)外，還是測頭測試點(diǎn)的深度尺和測頭升降繩索。為了使電纜在負(fù)重時(shí)不致有明顯的長度變化，電纜芯線中設(shè)有一加強(qiáng)鋼芯，電纜上每0.5米有一標(biāo)志，標(biāo)志所示距離從測頭的兩組導(dǎo)輪中點(diǎn)起計(jì)。

測讀儀：測讀儀由顯示器、蓄電池、電源變換線路、充電電源等裝置構(gòu)成，有便攜帶以便在野外作業(yè)。

面板設(shè)有同測頭連接的輸入插口。插口各針腳的功能如圖1所示：

            圖 1

一腳 -15V     2腳 地      3腳   信號(hào)     4腳  +15V

    充電器采用自動(dòng)控制，充電時(shí)無需人工控制充滿自停。

4. 測斜儀工作原理

測斜儀工作原理方框圖如圖2所示

測 頭以其導(dǎo)輪沿著測斜管的導(dǎo)槽沉降或提升，測頭的傳感器可以敏感出導(dǎo)管在每一深度處的傾斜角度，輸出一個(gè)電壓信號(hào)在測讀儀上顯示出來，測頭測出的信號(hào)是以測 斜管導(dǎo)槽為方向基準(zhǔn)，在某一深度處，測頭上下導(dǎo)輪標(biāo)準(zhǔn)間距L上的傾斜角的函數(shù)，該函數(shù)信號(hào)可換算成水平位移，而測斜儀的測斜原理是基于測頭傳感器加速度計(jì) 測量重力矢量g在測頭敏感軸的分量大小，確定測頭軸線相對(duì)水平面的傾斜角的原理。

加速度計(jì)敏感軸在水平面內(nèi)時(shí)，矢量g在敏感軸的投影為零，即加速度計(jì)輸出為零。當(dāng)加速度計(jì)敏感軸與水平面存在一傾角θ時(shí)加速度計(jì)輸出一電壓信號(hào)。

      Uout1=k0+k1gsinθ  ---------(1)

式中： k0加速度計(jì)輸出偏值

       K1為加速度計(jì)刻度因數(shù)， 2.5v/g

       g為重力加速度

為了消除K0的影響，可以將測頭掉轉(zhuǎn)180度，在該點(diǎn)進(jìn)行第二次測量，可得：

       Uout2=k0-k1sinθ  ----------(2)

       (1)-(2)蔣偏值K0消去，得差數(shù)：

       Uout1-Uout2=2K1gsinθ

從圖3測斜原理示意圖中可以看出：

sinθ=△I/L

式中：   △I為水平位移 （mm）

L 為導(dǎo)輪輪距  500mm

θ為傾斜角

則可得：

△I=（Uout1-Uout2）×L/2K1g

       為了方便計(jì)算將電壓選mv為單位，K1歸化為2500mv 

     根據(jù)上式可得：△I=（Uout1-UOUT2）×500/2×2500

                      =0.1(Uout1-Uout2)

                    △I 單位為mm

用測頭連續(xù)在任一深度點(diǎn)上測試的總位移，即撓度為：

            δ = ∑△I

5. 使用說明

  5.  1 測量準(zhǔn)備

    5.  1. 1 將測頭從箱中取出，首先把電纜上的插頭對(duì)準(zhǔn)測讀儀上的插座用手?jǐn)Q緊，然后將測頭上接口擰緊，必須符實(shí)擰緊，以免進(jìn)水造成儀器損壞。

    5.   1.  2  儀器檢查。將電源開關(guān)置于工作位置，將測頭豎起并沿四個(gè)導(dǎo)輪平 面正反方向傾斜，數(shù)顯指示有正負(fù)變化，上輪對(duì)應(yīng)方向傾斜為正。傾角增大到90度，數(shù)顯2.5V左右儀器基本正常。

  5. 2 測量

將測頭導(dǎo)輪卡置在預(yù)埋測斜管的導(dǎo)槽內(nèi)，輕輕將測頭放入測斜導(dǎo)管中，放松電纜將測頭滑致孔底。記下深度標(biāo)志，觸及孔底，應(yīng)避免沖擊。在孔底靜置5分鐘，以便在孔內(nèi)溫度下穩(wěn)定。

將電纜拉緊至zui近深度標(biāo)志作為測讀起點(diǎn)，每0.5米測讀一個(gè)數(shù)，利用電纜標(biāo)志測讀測頭至導(dǎo)管頂端為止，每次測讀都應(yīng)將電纜對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志并拉緊，以防讀數(shù)不穩(wěn)。

測完一次后，將測頭調(diào)轉(zhuǎn)180度重新放入測斜管中，重復(fù)上述操作步驟。通常采用正反測量的目的是提高精度，正反兩次的讀數(shù)將抵消或減少傳感器的偏值和軸磨損所造成的誤差。

  5. 3 數(shù)據(jù)表

由于數(shù)顯測斜儀的目的是監(jiān)視由于土體或建筑物變形而導(dǎo)致導(dǎo)管傾斜度變化，因而必須將數(shù)據(jù)列入測試表，以監(jiān)視這種變化。

在數(shù)據(jù)表中，“初始值”是以后測試的基準(zhǔn)，以后按日期測讀和計(jì)算。測孔*次得到的差值為“初始值”，以后的差值與“初始值”的差數(shù)確定傾斜度的變化，稱為變化值：

變化值=新差值—初測差值（初始值）

 差值= 讀數(shù)（N）—讀數(shù)（S）

N表示上導(dǎo)輪方向，S表示上導(dǎo)輪調(diào)轉(zhuǎn)180度的方向。

位移是從導(dǎo)管底端開始，將變化值作代數(shù)和，累加到導(dǎo)管頂端，該數(shù)乘以0.1mm，這樣可以測得導(dǎo)管頂端或任何深度的水平位移。以后每測一次都可畫在同一張圖上，可以得到任何兩次的水平位移。為了以后測讀方向能用正負(fù)號(hào)確定，數(shù)據(jù)表中應(yīng)保持*的符號(hào)。

6. 保養(yǎng)及注意事項(xiàng)

6.1運(yùn)輸和使用應(yīng)輕拿輕放，避免沖擊振動(dòng)，存放時(shí)不要受潮受熱。

6.2 插頭和接口要對(duì)準(zhǔn)，擰緊嚴(yán)防進(jìn)水，以免造成儀器損壞。

6.3測頭的導(dǎo)輪，要經(jīng)常涂油，以保轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

6.4測讀儀*存放后，使用前應(yīng)充足電。

6.5儀器出現(xiàn)故障，不隨意拆卸，應(yīng)送廠家修理。

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