振弦式应变计的结构及作原理

用中，英文介绍种用振弦来行测量的应变传感器，其zui大的优点是传感器结构简单，作可靠，输出信号为标准的频率信号，所有非常方便计算机处理或代手段的电路调理。

结构及作原理

结构

VWS型振弦式应变计由前后端座、不锈钢护管、信号传输电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

作原理

当被测结构物内的应力发生变化时，应变计同步感受变形，变形通过前、后端座传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物内的应变量。同时可同步测出埋设点的温度值。

计算方法

a)当外界温度恒定应变计仅受到轴向变形时，其应变量ε与输出的频率模数△F具有如下线性关系：

ε= k△F

△F = F - F0

式中： k — 应变计的测量灵敏度，单位为/F；

△F — 应变计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

F — 应变计的实时测量值，单位为F；

F0 — 应变计的基准值，单位为F。

b)当应变计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，应变计有个输出量△F´，这个输出量仅仅是由温度变化而成的，因此在计算时应给以扣除。

实验可知△F´与△T具有下列线性关系：

ε´= b△F´+ b△T = 0

k△F´= -b△T

△T = T - T0

式中： b — 应变计的温度修正系数，单位为10/℃；

△T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；

T — 温度的实时测量值，单位为℃；

T0 — 温度的基准值，单位为℃。

c)埋设在水结构物或其它混凝土结构物中的应变计，受到的是变形和温度的双重作用，此时的温度修正系数应为应变计的温度修正系数与被测结构物的线膨胀系数之差，因此应变计般计算公式为：

εm = k△F + b′△T = k (F - F0)+ (b -α)(T - T0)

式中：εm — 被测结构物的应变量，单位为10；

α— 被测结构物的线膨胀系数，单位为10/℃。