[其他]高精度直接显示强劲弦张(拉)力的测力电路

说明书

本发明是一种新的直接显示强劲弦张（拉）力的测力电路，特别是强劲弦张（拉）力的测定精度可达测力误差≤±1%。

本发明的测定对象强劲弦系指在张力作用下，同时又有刚度的金属与非金属弦。

现有的测力电路，据法国R.Mussia的制造预应力混凝土楼板梁用钢丝的测量（MESURESDANSLAFABRICATIONDESPOUTRELLESENBETONPRECONTRAINTPARARMATURESADHEREETES，《Qualitycontrolofconcretestructures》，June17-21，1979，StookholmSwedon，P.101-107）一文介绍SARET和INSA咨询部发明的测力仪器的电路是依照力频关系为，式中：f-频率;L-标距;N-强劲弦的张（拉）力;m₁-强劲弦的单位长度质量;并通过微处理器直接显示张力，其测力误差为±3.3%，供电电源220伏交流电。据苏联A.И.КУДИНОВ的电子式钢筋预应力测试仪（ВЕТОНИЖЕПЕЭОВЕТОН，1960，№1，15-19，俄文）一文中介绍苏联建筑材料研究所研制成的频率测量仪，其测量电路通过一级电压信号放大，二级信号限幅，将正弦波信号通过电容成为脉冲信号，在电流计电路中使脉冲信号与电流强度成正比，在电流计上显示频率，根据力频关系制成力一频对照曲线，进行对比查找出相应的张（拉）力，其测力误差≤±3.45%，据中国新疆维吾尔族自治区建筑科学研究所80-01《专题技术资料》关于数字式钢筋应力测试仪简介一文，其测量电路的组成有前置放大、（包括放大整形）、闸门输入（包括主门）、计数（包括计数、记忆、显示）、晶体振荡、分频、控制（包括门控双稳）与稳压电源等七个单位电路，其力频关系依据为f＝1/2L，式中：E-材料的弹性模量;J-强劲弦的惯性矩。其测力误差为≤±5%，电源为220伏交流。据湖南大学1975年第1期《科技资料》所介绍的频率测力计，其测量电路组成有信号放大限幅电路，双稳整形电路。开关电路，在电流计上显示频率，並按下列力频关系

f＝1/2L

（式中：K′-由实测而得的修正系数）在电流计表面上刻度力值，电源为220伏交流。文中提出，估计测力误差为≤±2%，但按文中所介绍的数据进行复算，其测力误差至少有±3.95%，对其测力误差的核算与分析如下：

湖南大学《科技资料》，1975，1，P.120“频率测力仪”一文中，（五）.频率测力仪性能，第4项，“测力精度：误差小于2%”。

现按文中所介绍的数据复算，该文介绍性能参数如下：

“对于用得最多的φ^b4冷拔低碳钢丝的拉力值，设有直接读力的专档，可直接读得范围在400kg-650kg的拉力值”。並介绍：“温漂，在温度补偿后，在0℃～40℃范围内小于±0.8Hz”;“电压引起的漂移，电压改变±0.1v时，频率漂移±0.18Hz”，“电源部分用普通稳压电源24伏”;“测力架跨长600mm，误差±1mm”;“表头读数误差±0.1Hz”。“指示表头等级为1.5级”，“设有扩展刻度电路”。

计算如下：

φ^b4，L＝60cm，由力频函数算得400kg时，振频为183.1Hz，650kg时振频为228.6Hz。在此测力频段内。

650-400/228.6-183.1＝5.49kg/Hz

1、由温漂引起的绝对误差：

0.8Hz×6.49kg/Hz＝4.395kg

相对误差：

4.395/400＝1.09%

2、由电压变化引起的绝对误差：

普通稳压电流，稳压精度按2%计算：

24伏×2%＝0.48伏

频漂数：0.18×0.48/0.1＝0.864Hz，0.864×5.49＝4.75kg

相对误差：

4.75/400＝1.1%

3、由跨距L的误差引起的测力误差：

由力频函数直接算出L＝60cm时，在此频段内，L相差1mm，频率差为0.37～0.41Hz，按0.39Hz计算：

0.39×5.49＝2.14kg

2.14/400＝0.53%

4、由表头为1.5级引起的误差：