[发明专利]考虑土-结构物接触面特性的压力传感器的标定方法

说明书

本发明涉及一种考虑土‑结构物接触面特性的压力传感器的标定方法，该装置主要包括丝杆、数显压力计、薄膜压力传感器和置样筒。数显压力计下端设有圆形加载板且位于置样筒正上方，置样筒内部自下而上依次放置有待测结构物和待测土样，薄膜压力传感器与上位机通信连接且其探头端位于待测结构物和待测土样的接触面上，上位机用于显示薄膜压力传感器在某一压力下输出的电信号所对应的DO值，丝杆控制数显压力计升降移动并挤压置样筒内部的待测土样，得到多组DO值与压力的对应关系，从而在上位机内拟合出DO‑压力标定函数，完成压力传感器的标定。本发明具有结构紧凑、使用方便，能够实现不同工况下土‑结构物接触面的压力测量。

技术领域

本发明涉及岩土工程压力测量技术领域，尤其涉及一种考虑土-结构物接触面特性的压力传感器的标定方法。

背景技术

薄膜压力传感器是一种常见的压力传感器，广泛应用于各类岩土工程中的土-结构物接触面压力测量，例如测量路基、被动桩、埋地管道等结构物表面的土压力分布及大小。

为了提高薄膜压力传感器的测量精度，在使用前需要进行标定试验，建立DO与压力之间的函数关系，从而在实际测量时直接调用函数关系进行DO值与压力值之间的换算，得到实际结构物表面所受到的压力值。

然而，现有的薄膜压力传感器所采用的标定装置及方法一般采用橡胶加持薄膜压力传感器进行标定，直接忽略了标定环境中待测土样颗粒大小和待测结构物材质等对标定结果影响的问题，这种标定方法如运用到实际岩土工程测量中，会直接导致结构物表面测量所得到的压力与实际压力偏差较大，从而会引起岩土工程质量问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种考虑土-结构物接触面特性的压力传感器的标定方法。主要是通过置样筒完整模拟出土与结构物的接触面，并通过标定前预压、标定中逐级减压的方式得到各级压力下对应的DO平均值，随后通过拟合的方法得出DO值-压力函数曲线，完成薄膜压力传感器的标定，在标定过程中通过预压和逐渐减小的方式在一定程度削弱了待测土样颗粒大小和待测结构物材质对标定结果的影响。

本发明中考虑土-结构物接触面特性的压力传感器的标定方法的标定装置，包括：

置样筒，其内部自下而上依次放置有待测结构物和待测土样；

设置于所述待测结构物内部的薄膜压力传感器，其探头端位于所述待测结构物和所述待测土样的接触面上；

设置于所述置样筒上方的数显压力计；

与所述数显压力计连接的升降机构，所述升降机构用以驱动所述数显压力计升降运动以挤压所述待测土样；

与所述薄膜压力传感器通信连接的信号采集器，所述信号采集器获取所述薄膜压力传感器输出的电信号并转化为DO值；

以及上位机，其用于获取所述数显压力计显示的压力数据和所述信号采集器内的DO值，确定DO-压力对应关系并拟合得到DO-压力函数曲线，完成所述薄膜压力传感器的标定。

进一步地，所述升降机构包括丝杆、在所述丝杆两侧对称分布且相同的两直线光轴、以及套设在所述丝杆和两所述直线光轴上的加载滑块，所述丝杆和两所述直线光轴位于同一平面内，所述加载滑块与所述丝杆螺纹连接、与两所述直线光轴通过滑动轴承连接，每一所述滑动轴承的外壁与所述加载滑块固定连接、内壁套在一所述直线光轴上。

进一步地，所述丝杆上方自下而上依次设有上安装板和手摇轮、下方设有下安装板，所述丝杆上端贯穿所述上安装板并与所述手摇轮固定连接、下端插入所述下安装板内，所述丝杆上、下端分别通过支撑轴承与所述上安装板和所述下安装板连接，两所述支撑轴承的外壁分别与所述上安装板和所述下安装板固定连接、内壁套在所述丝杆上下端上。

进一步地，两所述直线光轴的上端与所述上安装板固定连接、下端与所述下安装板固定连接。