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【峟思】應(yīng)變計(jì)究竟有什么用:打開(kāi)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域新視野

南京峟思工程儀器 ? 2025-02-28 13:32 ? 次閱讀
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應(yīng)變計(jì),作為一種能夠精準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)變的傳感器,在眾多領(lǐng)域扮演著不可或缺的角色。所謂應(yīng)變,指的是物體在外界作用影響下,其形狀或尺寸發(fā)生的細(xì)微改變。這種傳感器猶如工程領(lǐng)域的 “隱形衛(wèi)士”,在機(jī)械、土木、航空航天等各個(gè)工程范疇廣泛應(yīng)用,默默守護(hù)著結(jié)構(gòu)的安全性與性能。那么,應(yīng)變計(jì)究竟是何方神圣?接下來(lái),就讓我們一同深入探尋。

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在工程設(shè)計(jì)的廣袤天地里,應(yīng)變計(jì)可謂是舉足輕重的 “得力助手”。它就像一雙敏銳的 “眼睛”,能夠協(xié)助設(shè)計(jì)人員精準(zhǔn)洞察荷載作用下構(gòu)件的變形狀況,從而確保結(jié)構(gòu)或者機(jī)械系統(tǒng)始終保持完整無(wú)缺。作為檢測(cè)領(lǐng)域的關(guān)鍵利器,應(yīng)變計(jì)能夠以極高的精度測(cè)量構(gòu)件表面的應(yīng)變,助力工程師對(duì)諸如橋梁等結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)與管理,為工程實(shí)踐帶來(lái)了諸多便利,成為工程師們手中不可或缺的工具。

那么,應(yīng)變計(jì)到底是什么呢?它是一款巧妙融合了力學(xué)、電子學(xué)以及材料科學(xué)的電子產(chǎn)品,為我們提供了一種行之有效的測(cè)量構(gòu)件變形的方式。想要透徹理解應(yīng)變計(jì)的工作原理,首先要牢牢抓住 “應(yīng)變” 這個(gè)核心概念。簡(jiǎn)單來(lái)講,應(yīng)變就是構(gòu)件變形量和其原始長(zhǎng)度的比值。比如說(shuō),有一塊初始長(zhǎng)度為 200mm 的鋼板,當(dāng)它受到單軸荷載的作用,被拉長(zhǎng)了 2mm,那么此時(shí)它的應(yīng)變就是 0.01(2÷200 = 0.01)。

應(yīng)變計(jì)正是為檢測(cè)這類變形而精心設(shè)計(jì)的,其中,常見(jiàn)的振弦式應(yīng)變計(jì)主要由鋼弦、線圈、膜片、外殼等部分組成。其工作原理基于鋼弦的自振特性。當(dāng)鋼弦受到拉力作用時(shí),它的振動(dòng)頻率會(huì)發(fā)生變化,并且拉力與振動(dòng)頻率之間存在特定的函數(shù)關(guān)系。在振弦式應(yīng)變計(jì)中,當(dāng)被測(cè)構(gòu)件發(fā)生應(yīng)變時(shí),會(huì)通過(guò)膜片傳遞給鋼弦一個(gè)作用力,使鋼弦的張力發(fā)生改變,進(jìn)而導(dǎo)致鋼弦的振動(dòng)頻率改變。

線圈則是用來(lái)檢測(cè)鋼弦振動(dòng)頻率的關(guān)鍵部件。當(dāng)鋼弦在磁場(chǎng)中振動(dòng)時(shí),會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),通過(guò)測(cè)量這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率,就能獲取鋼弦的振動(dòng)頻率,從而依據(jù)預(yù)先標(biāo)定的關(guān)系,計(jì)算出構(gòu)件所承受的應(yīng)變大小。

振弦式應(yīng)變計(jì)具有諸多優(yōu)點(diǎn)。它的精度較高,能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)量微小應(yīng)變,適用于對(duì)測(cè)量精度要求較高的工程場(chǎng)景,如大型橋梁的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)。而且,它的穩(wěn)定性良好,受環(huán)境因素影響相對(duì)較小,能夠在惡劣的自然環(huán)境下,如高溫、潮濕、強(qiáng)風(fēng)等條件下穩(wěn)定工作,可靠地輸出測(cè)量數(shù)據(jù)。此外,振弦式應(yīng)變計(jì)的輸出信號(hào)為頻率信號(hào),這種信號(hào)便于遠(yuǎn)距離傳輸和數(shù)字化處理,方便工程師進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。

在實(shí)際應(yīng)用中,振弦式應(yīng)變計(jì)常用于大壩、隧道、高層建筑等大型土木工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測(cè)。以大壩為例,在大壩的不同部位埋設(shè)振弦式應(yīng)變計(jì),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大壩在不同工況下,如蓄水、泄洪等過(guò)程中的應(yīng)變變化情況。一旦大壩某個(gè)部位的應(yīng)變出現(xiàn)異常,就能夠及時(shí)發(fā)出預(yù)警,為大壩的安全運(yùn)行提供可靠保障。

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