[发明专利]一种自补偿的混凝土集成应变计

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种电阻应变计，是一种混凝土专用的应变计。

背景技术

理论上结构的应力应变测试以电阻应变测试的精度为最高，但以往的混凝土结构现场试验，直贴电阻应变片的应变测试精度多数达不到要求，许多还是失败的，其原因主要如下：

1.难于对应变片进行温度补偿

由于混凝土结构直接受到阳光的直射、风吹、雨淋等因素的影响，实际上混凝土结构的温度场变化是很复杂且变化强烈的，各个测点的温度及变化相差较大，不可能给每一测点都配上补偿块并保证其温度及变化相一致。要能有效进行电桥的温差补偿的确是一件十分困难的工作。

2.忽略了导线温差电阻变化对电桥的严重影响

以往通过采用温度补偿片进行半桥及全桥的补偿的技术，除上述难于保证工作片、补偿片自身的温度补偿及对应的混凝土结构或试件热胀效果一致外，更引入了连接导线的温差电阻变化对电桥的严重影响。我们知道，现场应变测试的连接引线及导线不可能处于相同的温度场中，由于铜质导线的电阻温度系数很高，如对断面为0.12mm²的铜质导线，当温差每变化1℃，对于10m、20m、50m线长将分别产生40us、75us、180us的变化，这对于实测应变绝对值较小的工程应变测试来说，产生的温飘可以覆盖结构受力的变化量。

3.未严格进行导线电阻对检测灵敏度影响的修正

工程结构的现场应力测试，检测断面和测点比较分散，造成了连接导线的长度差别较大，导线电阻对检测灵敏度的影响程度不一致，由于测量记录较麻烦，许多人未作修正。

发明内容

本发明的目的是通过在应变片上增设补偿电阻，由补偿电阻与工作片构成半桥或全桥工作方式，达到能自动补偿温度对电桥及导线的影响。

本发明的目的是希望消除导线长度对检测灵敏度的影响。

本发明的目的是考虑设计成一体化的集成应变片，在确保绝缘电阻等技术要求的条件下，达到现场安装方便、快速、安全等要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自补偿的混凝土集成应变计，包括增强纤维基底、应变敏感电阻、补偿电阻、三芯导线和防水密封胶层，其特征在于增强纤维基底的正面上同时有应变敏感电阻和补偿电阻，补偿电阻与应变敏感电阻构成半桥的工作方式，三芯导线的三条芯线分别连接到由补偿电阻与应变敏感电阻构成的电桥的三个接点上，在增强纤维基底的正面上及其范围内的应变敏感电阻、补偿电阻、三芯导线的上方覆盖一层柔性的防水密封胶层。

通过在应变片上增设补偿电阻，由补偿电阻与工作片构成半桥工作方式，自动补偿温度对电桥及导线的影响。当采用恒流源供电时，能消除导线长度对检测灵敏度的影响。

本发明的特征在于补偿电阻为一个高精度电阻器。高精度电阻器是指采用电阻温度系数很小，或与应变敏感电阻的电阻温度系数相同的材料制造的电阻器件。应变敏感电阻宜采用温度自补偿应变片，以进一步提高温度补偿的能力。

本发明的特征在于补偿电阻为一个小标距的与应变敏感电阻同材质同阻值的小栅应变片，小栅应变片的敏感方向与应变敏感电阻的敏感方向垂直。小栅应变片粘贴在安装在增强纤维基底正面的无应力基片上，使其无应力感应变化，以消除横向应力的影响。

本发明的特征在于纤维基底上平行布设两个应变敏感电阻和两个补偿电阻，两个应变敏感电阻与两个补偿电阻构成全桥的工作方式，四芯导线的4条芯线分别连接到电桥的四个接点上，提高应变检测的灵敏系数。

本发明的有益效果是通过在应变片上增设补偿电阻，由补偿电阻与工作片构成半桥工作方式，能达到自动补偿温度对电桥及导线的影响，克服不可能给每一测点都配上补偿块并保证其温度及变化相一致的困难。当电桥采用恒流源供电时，能消除导线长度对检测灵敏度的影响；补偿电阻为一个高精度电阻器，具有体积小容易安装的优点，无须进行检测灵敏度修正。应变敏感电阻采用温度自补偿应变片，能进一步提高温度补偿的效果。补偿电阻采用小栅应变片能确保桥臂电阻的温度修正一致，将小栅应变片安装在无应力基片上，具有无须进行检测灵敏度修正的优点。采用全桥的工作方式，能有效提高应变检测的灵敏系数。采用了增强纤维基底和柔性防水密材料进行了整体的防水密封处理，不但确保了应变片的绝缘电阻等技术要求，也具有现场安装方便、快速、就位准确及安全等使用效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新形的结构和实施方法作进一步的说明。

图1是一种自补偿的混凝土集成应变计的结构示意图。

图2是采用高精度电阻器进行温度补偿的应变计原理示意图。