[发明专利]一种电阻应变式钢筋计计量校准装置及方法

说明书

一种电阻应变式钢筋计计量校准装置及方法。装置包括电阻应变式钢筋计、恒温水槽、铂电阻温度计、铂电阻温度计夹持装置、静态电阻应变仪、数字多用表、标准荷载装置和上位机；本发明的有益效果：针对目前国内尚无专门的电阻应变式钢筋计力学性能计量校准方法的现状，本发明提供了一种电阻应变式钢筋计计量校准装置及方法，解决了环境温度影响对电阻应变式钢筋计测量精度的影响，为仪器生产单位对电阻应变式钢筋计出厂前性能测试提供了技术依据，也为应用单位的现场数据校正提供了有效的方法，提升了电阻应变式钢筋计测量精度和数据可信度。

技术领域

本发明属于交通水运、公路工程结构监测装备计量校准技术领域，特别涉及一种电阻应变式钢筋计计量校准装置及方法。

背景技术

在交通水运、公路工程领域，桥梁、大坝等基础设施和结构物在建设和长期使用过程中，受外界环境及自身材料特性、结构设计等因素的影响，不可避免会产生损伤累积和抗力衰减，导致其使用寿命下降，存在的安全隐患如不及时排查，将会引发灾难性事故，造成重大人员伤亡和经济损失，因此，重要结构和基础设施的健康监测已成为水运、公路工程的研究热点。钢筋是现代水运、公路工程结构的主要承力构件之一，易受环境腐蚀、疲劳、材料老化等因素影响而出现损伤，应变和应力作为反应材料和结构力学特性的重要参数之一，从材料和结构中的应变分布情况能够得到构件的强度储备信息，确定构件局部位置的应力集中以及构件所受实际荷载状况，对其监测意义重大。

电阻应变式钢筋计是一种将钢筋上的应变量，即尺寸变化转换成为电阻变化的传感器，以其高精度、高可靠性等特点在行业内应用广泛。钢筋受载荷作用后其表面会产生微小变形(伸长或缩短)，使与钢筋固结为一体的桥式电阻阻值发生变化，其变化率与钢筋变形量成比例。测出此电阻的变化，即可按公式计算出钢筋表面的应变，以及相应的应力。目前，国内外尚无专门针对电阻应变式钢筋计的标准、计量技术规范文件，已发布的《金属粘贴式电阻应变计》(GB/T13992-2010)、《电阻应变式压力传感器总规范》(GB/T 18806-2002)等标准文件，前者主要采用悬臂梁结构对电阻应变片式传感器的计量性能参数及指标进行规定、验证，后者采用与标准压力传感器同时加压比对的方式对其线性度等参数指标进行验证，其结构与电阻应变式钢筋计不同，其检校方法、装置无法借鉴至电阻应变式钢筋计参数指标的计量测试中来。《大坝监测仪器钢筋计第2部分差动电阻式钢筋计》(GB/T 3409.1-2008)、《差动电阻式钢筋计》(GB/T 3409-1994)中涉及的钢筋计基于差动电阻测量原理，与电阻应变式钢筋计的结构、原理均不相同，无法用于电阻应变式钢筋计参数指标的检校。

因此研究一种电阻应变式钢筋计计量校准装置及方法，减小环境温度对电阻应变式钢筋计校准结果的影响，实现电阻应变式钢筋计力学性能的高精度校准，为提升电阻应变式钢筋计的产品质量具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电阻应变式钢筋计计量校准装置及方法。

为了达到上述目的，本发明提供的电阻应变式钢筋计计量校准装置包括电阻应变式钢筋计、恒温水槽、铂电阻温度计、铂电阻温度计夹持装置、静态电阻应变仪、数字多用表、标准荷载装置和上位机；其中，所述电阻应变式钢筋计在温度校准时垂直放置于恒温水槽内，在力学特性校准时固定于所述标准荷载装置上，并且与静态电阻应变仪电连接；铂电阻温度计通过铂电阻温度计夹持装置垂直放置于恒温水槽内，并且与数字多用表电连接；标准荷载装置与上位机电连接。

所述的电阻应变式钢筋计包括钢筋和电阻应变式传感器；其中，电阻应变式传感器的中部固定在钢筋的外部，并且固定部位的轴线方向与钢筋的轴线方向平行，两端连接在静态电阻应变仪上。

在所述恒温水槽中，电阻应变式钢筋计中的电阻应变式传感器与铂电阻温度计的测量点等高设置。

所述的铂电阻温度计采用四线制一等或二等标准铂电阻温度计。

采用上述电阻应变式钢筋计计量校准装置的计量校准方法包括按顺序进行的下列步骤：