資料簡介
振弦式應變計和應變片都是用于測量結構應變的傳感器,它們之間的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面:
一、工作原理
振弦式應變計:
振弦式應變計是通過測量張緊的鋼弦的振動頻率來確定結構的應變。當結構發(fā)生變形時,應變計內部的鋼弦張力發(fā)生變化,導致其振動頻率改變。通過測量頻率的變化,并利用特定的計算公式,可以計算出結構的應變值。
其工作原理基于鋼弦的固有頻率與張力之間的關系,一般認為鋼弦的振動頻率與張力的平方根成正比。
應變片:
應變片基于金屬的應變效應,即金屬絲的電阻值隨其機械變形而發(fā)生變化。當橋梁結構發(fā)生變形時,粘貼在結構表面的電阻應變片也隨之變形,導致其電阻值發(fā)生變化。
通過測量電阻的變化,并根據(jù)應變片的靈敏系數(shù),可以計算出結構的應變值。靈敏系數(shù)是應變片的一個重要參數(shù),它表示單位應變引起的電阻變化率。
二、測量精度
振弦式應變計:
振弦式應變計通常具有較高的測量精度,一般可以達到 ±0.1%
FS(滿量程)甚至更高。其精度主要取決于鋼弦的質量、傳感器的制造工藝以及測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
由于振弦式應變計輸出的是頻率信號,不受外界電磁場的干擾,因此在復雜的環(huán)境中也能保持較高的測量精度。
應變片:
應變片的測量精度相對較低,一般在 ±1% FS 左右。其精度受到多種因素的影響,如應變片的粘貼質量、溫度變化、導線電阻等。
應變片輸出的是電阻變化信號,容易受到外界電磁場的干擾,因此在測量精度方面相對振弦式應變計稍遜。
三、適用范圍
振弦式應變計:
振弦式應變計適用于長期監(jiān)測和惡劣環(huán)境下的應變測量。它具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力,能夠在高溫、低溫、潮濕等惡劣環(huán)境中正常工作。
振弦式應變計常用于大型橋梁、隧道、大壩等結構的長期健康監(jiān)測,以及一些對測量精度和穩(wěn)定性要求較高的場合。
應變片:
應變片適用于短期監(jiān)測和實驗室環(huán)境下的應變測量。它具有體積小、重量輕、安裝方便等優(yōu)點,適用于一些對傳感器尺寸和重量有嚴格要求的場合。
應變片常用于小型結構的力學性能測試、材料研究等領域,以及一些需要進行快速應變測量的場合。
四、安裝方式
振弦式應變計:
振弦式應變計的安裝相對復雜,需要專業(yè)人員進行操作。一般來說,振弦式應變計需要通過鉆孔、埋入等方式安裝在結構內部,以確保傳感器與結構之間的良好接觸和固定。
在安裝過程中,需要注意保護鋼弦,避免鋼弦受到損傷或斷裂。同時,還需要進行嚴格的密封處理,以防止水分和其他有害物質進入傳感器內部,影響傳感器的性能和壽命。
應變片:
應變片的安裝相對簡單,一般可以通過粘貼的方式安裝在結構表面。在安裝應變片之前,需要對結構表面進行清潔和打磨,以確保應變片與結構之間的良好粘結。
粘貼應變片時,需要使用專用的膠粘劑,并按照正確的方法進行操作,以確保應變片的粘貼質量。同時,還需要注意應變片的方向和位置,以確保測量結果的準確性。
五、價格成本
振弦式應變計:
振弦式應變計的價格相對較高,一般在幾百元到幾千元不等。其價格主要取決于傳感器的精度、量程、穩(wěn)定性等因素。
由于振弦式應變計需要專業(yè)人員進行安裝和維護,因此其使用成本也相對較高。
應變片:
應變片的價格相對較低,一般在幾元到幾十元不等。其價格主要取決于應變片的尺寸、靈敏系數(shù)、基底材料等因素。
應變片的安裝和維護相對簡單,因此其使用成本也相對較低。
振弦式應變計和應變片在工作原理、靈敏度和測量范圍、應用場景以及結構特點等方面都存在顯著的差異。在選擇使用哪種傳感器時,需要根據(jù)具體的測量條件和要求進行評估和選擇。
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