尺寸效应对低应变基桩检测的影响.docx
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尺寸效应对低应变基桩检测的影响
尺寸效应对基桩低应变完整性检测的影响内容介绍
低应变反射波法是目前应用最广泛的基桩完整性检测方法,其理论基础为一维弹性杆纵波理论。
采用一维杆纵波理论的前提是激励脉冲的波长λ与被检基桩的半径R 之比应足够大(λ/ R ≥10) ,否则平截面假设不成立,即“一维纵波沿杆传播”的问题转换为应力波沿具有一定横向尺寸柱体传播的三维问题;另一方面,激励脉冲的波长λ与桩长相比又必须比较小,否则桩身的运动更接近刚体,波动性状不明显,从而对准确探测桩身缺陷位置产生不利影响。
显然桩的横向、纵向尺寸与激励脉冲波长的关系本身就是矛盾,这种尺寸效应在大直径桩和浅部严重缺陷桩的实际测试中尤为突出。
基桩检测-低应变检测内容介绍
1.桩的低应变检测目的
检测单桩的完整性,检查是否存在缺陷以及缺陷位置,定性判别缺陷的严重程度(但对缺陷位置不能作定量判别)
2.基本原理与方法
1)桩顶击发一压缩波,并向下传播,当遇到波阻抗界面(接桩部位、扩径缺陷,桩尖)压缩波即反射回来。
将桩顶接受到的各种反射波与击发波比较,根据时间差及频谱特性即可判断波阻抗界面的性质。
桩顶激发可以是瞬态激发(如冲击)也可以是稳态激发,输入某一频率振动测得振幅,,然后改变激振频率,记录各频率的振幅,并绘制频谱图即可分析。
参考资料:
桩基检测方法:
目前国内外常用的桩基检测方法:
①钻芯检测法:
由于大直钻孔灌注桩的设计荷载一般较大,用静力试桩法有许多困难,所以常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样,通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。
但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量,而且设备庞大、费工费时、价格昂贵,不宜作为大面积检测方法,而只能用于抽样检查,一般抽检总桩量的3~5%,或作为无损检测结果的校核手段。
②振动检测法:
又称动测法。
它是在桩顶用各种方法施加一个激振力,使桩体及至桩土体系产生振动。
或在桩内产生应力波,通过对波动及波动参数的种种分析,以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一种方法。
这类方法主要有四种,分别为敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法。
③超声脉冲检验法:
该法是在检测混凝土缺陷的基础上发展起来的。
其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道,作为超声检测和接收换能器的通道。
检测时探头分别在两个管子中同步移动,沿不同深度逐点测出横断面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数,并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土质量。
④射线法:
该法是以放射性同位素辐射线在混凝土中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。
当射线穿过混凝土时,因混凝土质量不同或因存在缺陷,接收仪所记录的射线强弱发生变化,据此来判断桩的质量。
三种桩基检测方法的比较:
评价建筑物的质量优劣,基础是个很重要的方面。
为了监督桩基质量,首先要求施工者填写一份“桩基施工记录”,成桩后还需要一系列检测。
“施工记录”包括:
桩长、每米锤击数、最后30锤的贯入度,灌注桩还有砂、石、水泥的配比等原始情况记录,以表示桩基施工时的技术参数。
但这些记录往往难以保证其真实,这是人所共知的。
桩基的质量最终表现在承载力上,静载试验无疑是最客观的桩基检测方法,但因它是有损性检测,且检测周期长、设备庞大、费用高,实际上只能是小比例抽检,而难以对桩基进行大比例的质量及承载力普查。
所以静载试验不能成为桩基础质量全面检测的手段。
近年发展起来的高应变动力测桩(PDA)比之静载试验是轻便了一些,并缩短了检测的周期,其承载力的测算也得到认可,但根据规范也只抽检2%,可见仍是一种因其设备庞大、费用昂贵而不能成为桩基础质量监督的“威摄性”仪器。
低应变动力测桩因其检测方法简便、费用低廉、速度快而不影响施工,因而可提高检测比例。
但低应变检测还不能判别拉的最终质量指标——承载力,而只能从以下两个方面间接地佐证桩的质量:
一是桩身的完整性鉴别,包括缩径、扩径、断裂、离析及夫泥等施工技术;二是用以表示桩的致密程度的波速,它既和施工技术有关,又和砂、石、水泥的配比乃至搅拌是否充分有关,是划分桩的类别,即合格与否的主要依据。
对于前者,低应变检测的技术就设备本身已无可置疑,而对于后者,即波速就有问题,因为波速表达式为式中:
t为应力波从桩面传到桩底再反射到桩面的时间,由仪器测得的时间误差是可以满足精度要求的;L为桩长,它只能取自施工记录表。
由于显见的原因,记录桩长普遍大于实际桩长(管桩问题较小),于是L偏大。
则Vp偏高,可能把本属不合格的桩变成了合格桩。
这是一个比较普遍的问题,可见提供正确桩长的重要性。
同时也说明一旦有正确的桩基施工记录,低应变检测桩身质量可达到更好的效果。
单桩设计无非根据以下两个条件:
设计的截面积及相应的混凝土标号能否达到设计的承载力;桩周土和桩底的持力层能否共同承受由桩身传递过来的荷截。
就一般情况而言,单桩荷截及安全系数一旦确定,则桩的截面积和混凝土的标号也相应确定;不同深度的土层力学参数一旦掌握,则桩的长度也相应确定。
这些都是很成熟的设计方法。
如果把设计是否正确归入图纸审查的职责,那么桩基检测只剩下两个目的:
桩身质量;桩周土的摩擦力加桩端土的承载力即原位土的承载力。
如都符合设计要求,则其承载力也合格。
用这样的观点来看静载,可理解为是一个用设计目标(单桩荷截)去证明桩和土的综合条件是否符合设计要求的过程,是一个反演的过程。
能不能用正演方法去测桩呢?
亦即逐项验证桩的长度、最小截面积、混凝土标号以及原位土的承载力?
前面的叙述已说明,低应变检测可以验证第一个条件是否符合设计要求,如果能再证明第二个条件也能符合设计要求,则此桩的承载力也必然符合要求。
工程地质勘察中的标准贯人是在可比条件下综合反映该土层承载力的方法。
对于锤击桩(不论是管桩或灌注桩),一旦打桩机机型确定,锤重和极管的几何尺寸也相应确定,而通常落锤的高差也基本一致,因此,锤击过程,可理解为另一种“标准贯人”的过程(暂且称它为“桩贯”),每米的锤击数正好反映了各层上的综合力学参数。
它和终桩前的贯入度经适当的加权计算,便是单桩设计中的第二个条件,亦即原位土层的承载力。
当然“桩贯”比之“标贯”,显然误差要大些。
但它必竟是一个“原位贯入”,它所反映的是原位土层的力学参数。
尤其在丘陵地带,或土层较薄的地方,上层的水平方向变化较大,有限的工程地质钻孔不能详尽地反映土层变化的真实情况,因此,每个桩位的各土层力学参数都有差异。
而原位“桩贯”又能弥补这一缺陷。
从这个角度讲,“桩贯”又比“标贯”更接近真实。
桩基的质量最终表现在承载力上,静载试验无疑是最客观的桩基检测方法,但因它是有损性检测,且检测周期长、设备庞大、费用高,实际上只能是小比例抽检,而难以对桩基进行大比例的质量及承载力普查。
所以静载试验不能成为桩基础质量全面检测的手段。
近年发展起来的高应变动力测桩(PDA)比之静载试验是轻便了一些,并缩短了检测的周期,其承载力的测算也得到认可,但根据规范也只抽检2%,可见仍是一种因其设备庞大、费用昂贵而不能成为桩基础质量监督的“威摄性”仪器。
低应变动力测桩因其检测方法简便、费用低廉、速度快而不影响施工,因而可提高检测比例。
但低应变检测还不能判别拉的最终质量指标——承载力,而只能从以下两个方面间接地佐证桩的质量:
一是桩身的完整性鉴别,包括缩径、扩径、断裂、离析及夫泥等施工技术;二是用以表示桩的致密程度的波速,它既和施工技术有关,又和砂、石、水泥的配比乃至搅拌是否充分有关,是划分桩的类别,即合格与否的主要依据。
对于前者,低应变检测的技术就设备本身已无可置疑,而对于后者,即波速就有问题,因为波速表达式为式中:
t为应力波从桩面传到桩底再反射到桩面的时间,由仪器测得的时间误差是可以满足精度要求的;L为桩长,它只能取自施工记录表。
由于显见的原因,记录桩长普遍大于实际桩长(管桩问题较小),于是L偏大。
则Vp偏高,可能把本属不合格的桩变成了合格桩。
这是一个比较普遍的问题,可见提供正确桩长的重要性。
同时也说明一旦有正确的桩基施工记录,低应变检测桩身质量可达到更好的效果。
测桩新途径——分别求取桩身和桩周土的承载力
单桩设计无非根据以下两个条件:
设计的截面积及相应的混凝土标号能否达到设计的承载力;桩周土和桩底的持力层能否共同承受由桩身传递过来的荷截。
就一般情况而言,单桩荷截及安全系数一旦确定,则桩的截面积和混凝土的标号也相应确定;不同深度的土层力学参数一旦掌握,则桩的长度也相应确定。
这些都是很成熟的设计方法。
如果把设计是否正确归入图纸审查的职责,那么桩基检测只剩下两个目的:
桩身质量;桩周土的摩擦力加桩端土的承载力即原位土的承载力。
如都符合设计要求,则其承载力也合格。
用这样的观点来看静载,可理解为是一个用设计目标(单桩荷截)去证明桩和土的综合条件是否符合设计要求的过程,是一个反演的过程。
能不能用正演方法去测桩呢?
亦即逐项验证桩的长度、最小截面积、混凝土标号以及原位土的承载力?
前面的叙述已说明,低应变检测可以验证第一个条件是否符合设计要求,如果能再证明第二个条件也能符合设计要求,则此桩的承载力也必然符合要求。
工程地质勘察中的标准贯人是在可比条件下综合反映该土层承载力的方法。
对于锤击桩(不论是管桩或灌注桩),一旦打桩机机型确定,锤重和极管的几何尺寸也相应确定,而通常落锤的高差也基本一致,因此,锤击过程,可理解为另一种“标准贯人”的过程(暂且称它为“桩贯”),每米的锤击数正好反映了各层上的综合力学参数。
它和终桩前的贯入度经适当的加权计算,便是单桩设计中的第二个条件,亦即原位土层的承载力。
当然“桩贯”比之“标贯”,显然误差要大些。
但它必竟是一个“原位贯入”,它所反映的是原位土层的力学参数。
尤其在丘陵地带,或土层较薄的地方,上层的水平方向变化较大,有限的工程地质钻孔不能详尽地反映土层变化的真实情况,因此,每个桩位的各土层力学参数都有差异。
而原位“桩贯”又能弥补这一缺陷。
从这个角度讲,“桩贯”又比“标贯”更接近真实。
如果过去的施工记录表中的每米锤击数、总锤击数、最后贯入度是真实的,那么现在便有大量的数据可供专家们进行研究,寻找和证明各种打桩机机型的土层承载力的“桩贯系数”,但事实并非如此,而是大多数情况下都无法区分这些数据中哪些可信哪些不可信。
为获得正确的数据,尤其是贯入度,过去的做法是,对于一些重要的桩,在施工时建设方、施工方、质监方共同在场一起监督。
但这种数据不多,而且也无法查找。
只有正确的数据积累到一定程度,才可以建立起类似“标贯”的“桩贯”与承载力关系式。
一些试图用“低应变”计算单桩承载力的科技人员,便是把附近的地质柱状图和施工记录中的数据,结合桩身完整性、致密度等各种因素综合考虑来计算。
然而终因上述诸因素不够“量化”而使这种计算受到“经验”和“判断”的制约而大大降低其可信度。
而若其中某些参数本身不可信,那么这种计算显然失去意义。
目前,低应变检测已可独立判别扩径、缩径(最小截面积)、离析、夹泥、断桩等桩身完整性的检测。
如果有正确的桩长,可正确地测定波速,从而推知混凝土的标号,而且为桩身完整性判断进一步量化研究提供了数据.换言之,有了正确的检长,低应变测检的分析水平可望进一步提高,从而最终能使俄应变桩基检测方法对桩身承载能力作出独立的量化判定;一旦使“桩贯”与承载力的数学关系拟合到可供实际使用的程度,便可从真实的打桩记录所给出的数据推知原位土的承载力。
桩身和原位土二个独立的承载力参数中经加权判定,取其小的,即是该桩的承载力。
这是桩基质量监督的新的途径。
低应变可以大比例检测单桩,有了大比例的单桩质量的客观评价,无疑会促使桩基质量的提高。
尤其对于造价低廉的沉管、灌注桩,目前却因质量无法控制而处于被淘汰的危险,如有可靠的质量保证方法,预见它会再次被青睐。
而这一切都依赖于每一条桩都有一份真实的桩基施工记录。
这是打桩记录仪的潜在作用.目前,正确的桩长和贯人度至少可以从保证桩长达到设计要求,从而保证土层承载力基本符合设计要求的角度来提高建筑地基的质量。
这也是改善当前建筑质量的一个重要的方面。
建筑基桩承载力测试方法探讨
摘要:
阐迷了塞桩洲试的重要性,侧试方法的种类.浏试误差的求取,为基桩质童分类提供科学依据。
关健词:
基桩;承载力;浏试方法;探讨
1基桩测试重要性
1.1基桩质量重要性
在基础工程中,桩基础以其承载力大、地层适应性强、施工方便、造价较低等特点,而被广泛采用。
而桩基工程中又以各种形式的灌注桩为主,这不仅是因为灌注桩施工进度快,经济效益好,可比预制桩降低成本造价的1/3一112,而且能适应于各种地形地质条件和各种土工构筑物对基础承载力的需要,因而使用范围很广泛。
灌注桩属地下隐蔽工程,施工工艺复杂,容易出现各种质量问题,且不容易被发现。
据国内外有关资料统计表明,出现桩
身各种缺陷概念约为巧%一20%,如不及时发现,将对土皿构筑物、建筑物的正常使用造成隐患。
因此,对基桩的质量测试是十分重要的。
1.2墓桩发生破坏的原因
众所周知,建筑基桩单桩竖向承载力,是桩理论和实践中的一个最基本的内容,也是桩基础设计中首先需要确定的基本问题,它反映了在竖向荷载作用下,基桩在不丧失稳定、不产生过大变形及桩身不产生破坏时所能承受的最大荷载,基桩大小取决于桩身所处的地质条件和桩身的材料性能等。
实践证明,基桩在承载力作用下的破坏主要包括基桩本身的破坏和地基土的强度破坏。
1.2.1桩身的结构破坏
灌注桩在轴向抗压试验中,桩体因水泥用量不足、不密实、漏浆、离析等致使混凝土强度不足而引起的破坏;因紧缩、错位、断桩、夹泥等成桩畸形引起的破坏;预制桩则会出现在地基浅部屈曲,桩头由于无网筋或箍筋间距过大,加载后桩头出现沿主筋方向的竖向裂缝;钢管桩则会出现压屈破坏。
1.2.2桩侧和桩端地基强度破坏
桩顶轴向受压周围地基土破坏时,在桩周围土体形成一个近似圆柱形的剪切破坏面,桩端下滑动土体的滑动线一般不会延伸至地面。
桩在极限荷载下,其总侧阻力发挥充分,总端阻力则可能发挥充分(陡降型Q一S曲线),或部分得到发挥(缓变形Q一s曲线)。
1.3基桩测试步骤和要求
通常对基桩的测试视具体情况进行。
1.3.1施工前应进行单桩竖向抗压静载试验。
施工前单桩竖向抗压静载试验的目的是为设计提供依据。
对设计等级高且缺乏经验的地区,或推广应用新桩型或新工艺,前期试桩尤为重要。
对于端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法做静载试验时,应采用Ostetherg试桩法提供设计参数。
对于打人式预制桩(特别是长桩、超长桩),应进行试打,试打时用高应变法进地打桩分析,为设计提供参数。
1.3.2工程桩的承载力测试
对于小直径灌注桩,当有本地区相近条件的对比验证资料时,可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测,对于打人式预制桩,可采用高应变法进行打桩过程监控,以减少桩的破损率和选择合理的人土深度,进而提高沉桩效率。
尽管允许采用高应变法进行验收检测,但仍需不断积累验证资料、提高分析判断能力和现场检测技术水平。
对于大直径灌注桩或端承型灌注桩(事实上对所有高承载力的桩),往往不允许任何一根桩承载力失效,否则后果不堪设想。
由于试桩荷载大或场地限制,有时很难、甚至无法进行单桩竖向抗压承载力静载检测,这时,可选择地质条件较差的桩位采用osterberg试桩法进行单桩竖向抗压承载力静
载检测。
此外,也可采用桩孔原位测试法(深层平板载荷试验、岩基载荷试验、钻芯法等)进行桩端承载力测试。
1.3.3基桩的质量检查
目前,我国桩基施工队伍庞杂,施工机具参差不齐,施工工艺不一,基桩施工质量不佳的现象较为普遍,如不能及时发现,对存在的缺陷采取补救措施,将对建筑工程留下隐患,造成不可估量的损失,为了保证基桩工程的质量和安全,必须进行各种质量检查。
灌注桩的成桩质量检查包括成孔及清孔、钢筋笼制作、混凝土搅制及灌注等三个工序过程的质量检查。
对预制桩和钢桩成桩质量检查主要包括制桩、打人深度、停锤标准、桩位及垂直度检查。
对于
一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程,应进行成桩质量检查。
对于大直径还可采用钻探取芯、预埋管检查。
对检测单位来说,桩基工程的成桩质量检测内容主要是对桩的承载力与桩身结构完整性检测。
桩的静载荷试验的检测值是桩承载力可靠性的评定标准,是基桩工程单竖向极限承载力标准的设计依据。
桩的静载荷试验,在同一条件下试桩数量不宜少于总桩数的1%,且不少于3根;总桩数在50根以内的不少于2根。
为了贯彻“技术可靠,经济合理”的原理,在基桩工程中采用二种或二种以上检测方法是必要的。
2基桩测试方法的种类
现有的确定单桩承载力的试验方法很多,常见的方法有:
(l)单桩竖向抗压静载荷试验法;
(2)Os-tethe飞试样法;(3)高应变动力法;(4)桩孔原位测试法;(5)低应变动力法;(6)反射波法,等等,都被广泛使用于不同条件下基桩测试。
下面就前三种测试方法的程序简述一下。
2.1单桩竖向抗压静载荷试验法
单桩竖向抗压静载荷试验是通过重平台或锚桩反力架等在桩顶上直接分级加载,同时观测其每级的沉降量,最后分析其试验结果确定单载承载力。
这种方法综合考虑了桩与土的相互作用,是确定单桩承载力最传统,最为直观,最为可靠的方法,因此大的工程一般都要在现场作静载试验来确定承载力。
2.2osterbe飞试桩法【自平衡试样法)
osterberg试桩法是将千斤顶放置在桩的下端,向上顶桩身的同时,向下压桩底,使桩的摩阻力和端阻力互为反力,分别得到桩端和桩侧两条荷载-位移曲线,叠加后得到桩的承载力和位移关系的Q一S曲线。
同时,该法又可以分别测声桩的摩阻力和端阻力与上下位移间的关系曲线,便于分别考虑这两种承载力,明确两种载承力的发展过程。
这对桩基础进行可靠度设计时考虑和确定分项系数也是十分重要的。
Osterberg试桩法由于其加压装置简单,不需压重平台,不需锚桩反力架,不占用施工场地,试验方便,费用低廉,节省时间,且能直接测出桩的侧阻力和端阻力,受到工程界的广泛欢迎。
2.3高应变动力法
高应变动力法是通过在桩顶测量被激发的阻力产生的应力波和速度波,从而确定承载力。
它的目标是激发桩周和桩尖的阻力,然后实测这些阻力。
要使桩侧阻力和桩尖土强度充分发挥,一般都是用重锤锤击桩顶,使桩土之间产生一定的塑性位移,即桩被打出一定惯入度,当动荷载作用在桩上产生的应力水平达到或接近工程实际应力水平时,即可确定较为符合实际的承载力。
该法是由动力打桩监控演变和发展过来的,因此,特别适用于打人式桩的承载力测试。
目前,高应变动力法主要有动力打桩公式法、锤击贯入法、波动方程分析法、Case法、波形拟合法和静动法,比较常用的是波形拟合法。
高应变试桩方法与低应变试桩方法的根本区
别是高应变法使桩土之间产生了一定的塑性相对位移,即桩顶产生大于2.5~贯人度。
目前,高应变法有动力打桩公式法、锤击贯入法、波动方程分析法、Case法、波形拟合法和静动法等,比较常用的是波形拟合法。
高应变动力法主要可以解决以下一些问题:
(l)确定单桩竖向承载力。
(2)桩身结构完整性检验。
(3)沉桩能力分析。
(4)桩工机械监控。
(5)桩在动荷载作用下的特性。
例如对打人式桩,可随时监测打桩应力,对拉、压应力进行监控,避免应力超过材料强度,致使桩身破坏。
同时可对锤、垫系统合理选择,提高打桩效率等等。
此外,桩的承载力取决于桩身结构承载力和地基土对桩的支承力。
与静载荷实验法相比较,作为静力试桩是量测桩顶荷载和下沉量(Q一S)曲线),当下沉量达到人们规定的条件或某一值时,认为土阻力已充分发挥,即通常所说的桩已“破坏”,从而求得极限承载力,但下沉量可以是土的变形引起,也可能由于桩身有缺陷、结构破坏引起,这从Q一S曲线上往往难以区分,而动力试桩比较容易对两者进行区别。
可见,采用高应变测法试桩的技术和经济效果是十分明显的,三种方法单桩承载力试验结果对比如表1。
由上可见,建筑基桩单桩竖向承载力的测试方法很多,各有千秋,因此建筑基桩单桩竖向承载力的测试方法要根据具体情况、检测人员技术水平和经验而定。
向石粼3基桩测试方法精度及误差求取目前基桩工程非常之多,测试方法种类不少,操作人员繁杂,水平各异,又没有共同遵守的测试要领和准则及判定标准,因此测试结果相差较大,以至出现误判。
所以研究规范测试方法程序、制订出测试误差范围,为基桩质量分类提供依据已成为当务之急。
本人就机械阻抗法及共振法测试近300个数据,通过统计归纳分析获得的测试误差阐述如下:
所谓机械阻抗法包括瞬态激振及稳态激振,就其物理意义而言,它们是一致的,共振法则完全与稳态机械阻抗法在确定桩的承载力的原理及施测方法上相一致。
当桩满足一维杆件条件时(入 /f即波速与振动频率之比),桩可视为一维杆件,其轴向振 压力传感器(压力变送器)的原理及应用 概 述: 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用 1、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。 但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。 电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。 它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。 金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。 通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。 这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。 根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意: 阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。 而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。 一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。 金属导体的电阻值可用下式表示: 式中: ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。 当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。 只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。 来源: 2、陶瓷压力传感器原理及应用 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压
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